风力发电机标准IEC中文版(2)

旋转风轮上某固定点经受的风矢量。注 :旋转采样风矢量湍流谱与正常湍流谱明显不同。风轮旋转时，叶片切入气流，湍流谱产生空间变化。最终的湍流谱包括转动频率下的湍流谱变化和由此产生的谐量。 1.74 风轮转速 rotor speed

风力机风轮绕其轴的旋转速度。 1.75 粗糙长度z0 roughness length

在假定垂直风廓线随离地面高度按对数关系变化情况下，平均风速变为0时算出的高度。 1.76 定期保养 scheduled maintenance

依据制定的时间表的预防性保养。 1.77 使用极限状态 serviceability limit states

正常使用要求的边界条件。 1.78 现场数据 site data

风力机现场的环境，地震，土壤和电气网络数据。现场数据必须是10分钟的统计样本，除非另有说明。

1.79 风场电气设备 site electrical facilities

风力发电机组电网联接点与电网间所有相关电气设备。 1.80 声压级 sound pressure level

声压与基准声压之比的以10为底的对数乘以20，以分贝计。注:对风力发电机组，基准声压为20μPa。

1.81 标准风速 standardized wind speed

利用对数风廓线转换到标准状态（处于10m高，粗糙长度为0.05m的情况）的风速。 1.82 静止 standstill

风力发电机组的停止状态 1.83 支撑结构 support structure

由塔架和基础组成的风力机部件。

1.84 安全风速（该名称不能被使用） survival wind speed

结构所能承受的最大设计风速的俗称。注:IEC 61400系列标准中不采用这一术语。设计时可参考极端风速。 1.85 扫掠面积 swept area

垂直于风矢量平面上的，风轮旋转时叶尖运动所生成圆的投影面积。 1.86 试验场地 test site

风力发电机组试验地点及周围环境。 1.87 音值 tonality

音值与靠近该音值临界波段的遮蔽噪音级间的区别。注：音值以分贝表示。

1.88 湍流强度I turbulence intensity

标准风速偏差与平均风速的比率。用同一组测量数据和规定的周期进行计算。 1.89 湍流尺度参数?1 turbulence scale parameter

纵向功率谱密度等于0.05时的波长。注：纵向功率谱密度是个无量纲的数。

?1?Vhub/f0，其中f0S1?f0?/?12?0.05。

1.90 湍流标准差?1 turbulence standard deviation

在轮毂高度处，湍流风速纵向分量的标准差。 1.91 最大极限状态 ultimate limit state

与损坏危险和可能造成损坏的误差或变形对应的极限状态。 1.92 测量误差 uncertainty in measurement

测量所得的值与被测事物的真实值之间的差异。 1.93 不定期保养 unscheduled maintenance

收到有关一个项目状态的指示后，对其进行保养，该保养不是依据制定的时间表进行的。 1.94 上风向 upwind

与主风向相反的方向。

1.95 垂直轴风力机 vertical axis wind turbine

风轮轴垂直的风力机。

1.96 威布尔分布PW Weibull distribution

经常用于风速的概率分布函数，分布函数取决于两个参数，控制分布宽度的形状参数和控制平均风速分布的尺度参数。瑞利分布是威布尔分布的一种特殊形式，当形状参数为2时，威布尔分布即为瑞利分布。 1.97 声级 sound level

已知声压与20?Pa基准声压比值的对数。声压是在标准计权频率和标准计权指数时获得。注：声级单位为分贝，它等于上述比值以10为底对数的20倍。 1.98 风障 wind break

相互距离小于3倍高度的一些高低不平的自然环境。 1.99 风电场 wind farm

由一批风力发电机组或风力发电机群组成的电站。 1.100

风电场 wind power station

由一批风力发电机组或风力发电机群组成的电站。 1.101

风廓线-风切变律 wind profile-wind shear law

风速随地面高度变化的曲线称为风廓线，变化规律称为风切变律。注：常用的风廓线数学表达式为对数形式（式1）或者指数形式（式2）。

?ln??zz?V?z??V?zr??0?

z?ln??rz??0??z?????Vz?Vzr??z???r?

?（1）

其中：

（2）

V?z?

z zr z0

在高度z处的风速； 距离地面的高度；

距离地面的参考高度，用于拟合风廓线； 粗糙长度； 风切变指数。 风速 wind speed

?

1.102

空间某点的风速是指改点周围气体微团的移动速度的数值。注：风速是风矢量的数值。 1.103

风速分布 wind speed distribution

用于描述连续时间内风速概率分布的分布函数。注：常用瑞利分布PR?V0?和威布尔分布PV0?。 W?

2 ????PV?1?exp??V2VR00avekPR?V0??1?exp??V0C?

??（3） （4）

??瑞利分布PR?V0?和威布尔分布PV0?的Vave的表达式各自为： W? 其中：

?1?Vave?C??1??

?k?（5） （6）

Vave?C?/2

V?V0的概率为P?V0?;

P?V0?V0 V0

C K

累计概率函数，即风速；

该分布的平均风速，即均值； 威布尔分布的尺度参数； 威布尔分布的形状参数； 伽马函数。 风切变 wind shear

?

1.104

风速在垂直于风向平面内的变化。

1.105

风切变指数? wind shear exponent

通常用于描述风速剖面线形状的幂定律指数。见1.101。 1.106 1.107 1.108

风力机发电系统 wind turbine generator system 风机地址 wind turbine site 风矢量 wind velocity

标有被研究点周围气体微团运动方向，其值等于该气体微团运动速度大小。 1.109 1.110

风机电力系统 wind turbine electrical system 风机终端 wind turbine terminals

用于传输电能，风机与电力汇集系统相连的点。同时，也包括信息的传输点。 1.111

偏航 yawing

风轮轴绕绕垂直轴的旋转（仅适用于水平轴风力机）。 1.112

偏航误差 yaw misalignment

水平轴风机转轴与风速方向的水平偏差。 2

外部条件

2.1 概述

在风机设计过程中，本条例给出的外部条件必须被考虑。环境和电力条件都会对风机的载荷、耐久性和运行产生影响。为了保证合适的安全和可靠性，在风机设计中必须考虑环境、电力和土壤条件，并在设计文件中详细描述。环境条件被分成风况和其他的环境条件两部分。电力条件是指电网条件，而土壤条件在风机的基体设计中才涉及到。同时，外部条件被分成正常和极端部分。正常的外部条件一般只要考虑常见的结构载荷条件，而极端外部条件是指不常见的外部设计条件。设计载荷情况必须包括这些潜在的，严重的极端外部条件和正常外部设计条件。风况是影响风机结构完好性的主要外部条件。当然，其他的外部条件也会对其产生影响，如：腐蚀等。在以下的子条例中，给出了在风机设计应考虑的正常和极端条件。 2.2 风机等级

在风机设计中，必需要考虑安装地点的风速情况。对于不同的安装地点，风机尺寸等参数是不同的。考虑到风速特性的地区差异性，IEC国际标准给出了四个风机等级，这四个风机等级是依据风速和湍流密度来划分的。这里给出的风速和湍流强度的参数可代表多数地区的风况，当然，它并不能很精确的反映任何安装地点的风况。表1给出了用于划分风机等级的基本参数。其中，S等级在特殊的风况下(如暴风带，海上区域等)或特殊安全等级下使用。

表1 风机等级

在表1中，所以的参数都是基于轮毂高度处而言的，其中： Vref

指10min参考平均风速； 表征高的湍流特性范畴； 表征适中的湍流特性范畴； 表征低的湍流特性范畴；

15m/s平均风速时，湍流密度均值。

A B C

Iref

在风机设计过程中，除了以上这些基本参数外，还需要其他重要的参数才能完整定义外部风况，其他的参数将在2.3、2.4和2.6中给出。我们将处于从IA到IIIC等级的风机称之为标准风机等级。

对于从IA到IIIC等级的风机，规定其设计寿命至少达20年。

对于S等级的风机，制造商必须给出用于设计风机的详细设计参数的文件，文件需要的信息在附件A中给出。 2.3 风况

设计的风机应能安全承受与选定的风机等级相对应的风况。 在设计文档中应详细给出风况的设计值。

出于载荷计算和风机安全的考虑，将风域划分为正常风况和极端风况，正常风况在风机运行期间是时常发生的，极端风况是指50一遇或一年一遇的情况。

在多数情况中，风况包含带有阵风的风廓线或湍流的恒定平均风速。在所有情况中，当平均风速方向与水平面的夹角出8?时，必须要考虑该影响。该夹角沿高度方向是变化的。

“湍流”用于表征10min内平均风速的随机变动。湍流模型必须考虑到风速变化、风切变和允许的旋转采样的影响。湍流风速的三个分量为：纵向，与平均风矢量方向一致；横向，位于水平面并与纵向垂直；上向，与纵向和横向都各自垂直的方向。

对于标准风机等级，湍流模型的随机风速场必须满足以下条件：

a) 湍流标准差，?1，其值有以下子条例给出，认为是不随高度而变化的，而横向和上向

湍流标准差的最小值应满足以下关系式，实际取值由所有的湍流模型和下面b）规定的条件共同决定。 横向

?2?0.7?1

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