GB 18451.1-2001 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求

ICS27180F11中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T184512001IDTIEC6140011999風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求WINDTURBINEGENERATORSYSTEMSSAFETYREQUIREMENTS20010915發(fā)布20020401實(shí)施中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)疫總局GB發(fā)布GB/T1845112001I目次1范圍12引用標(biāo)準(zhǔn)13定義14符號(hào)和縮寫(xiě)741符號(hào)和單位742縮寫(xiě)85基本要素951概述952設(shè)計(jì)方法953安全等級(jí)954質(zhì)量保證955風(fēng)力機(jī)銘牌96外部條件961概述962風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分級(jí)1063風(fēng)況1064其他環(huán)境條件1565電網(wǎng)條件157結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1671概述1672設(shè)計(jì)方法1673載荷1674設(shè)計(jì)工況和載荷狀態(tài)1775載荷計(jì)算1976最大極限狀態(tài)分析198控制和保護(hù)系統(tǒng)2281概述2282風(fēng)力機(jī)控制2283風(fēng)力機(jī)保護(hù)2384控制和保護(hù)系統(tǒng)的功能要求239機(jī)械系統(tǒng)2391概述2392錯(cuò)誤裝配2393液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)2410電氣系統(tǒng)24101概述24102風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)的一般要求24103保護(hù)裝置，24GB/T1960832003II104分離裝置24105接地系統(tǒng)24106防雷24107電纜24108自勵(lì)25109過(guò)壓保護(hù)251010諧波和功率調(diào)節(jié)裝置2511外部條件評(píng)估25111概述25112風(fēng)況評(píng)估25113其他環(huán)境條件的評(píng)估25114電網(wǎng)條件評(píng)估26115土壤條件評(píng)估2612組裝、安裝和豎立26121概述26122計(jì)劃26123安裝條件27124場(chǎng)地通道27125環(huán)境條件27126文件27127接收、裝卸和存放27128基礎(chǔ)/地錨系統(tǒng)27129風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的組裝271210風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的豎立271211緊固件和聯(lián)接件281212吊裝安全2813試運(yùn)行、運(yùn)行和維護(hù)28131概述28132試運(yùn)行28133運(yùn)行29附錄A（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）S級(jí)WTGS的設(shè)計(jì)參數(shù)32附錄B（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）隨機(jī)湍流模型33附錄C（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）確定湍流的描述34GB/T1845112001IIIGB/T1845112001V前言本標(biāo)準(zhǔn)的第5章、第8章、第9章、第10章為強(qiáng)制性的，其他為推薦性的。本標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC6140011999風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求本標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)格式和規(guī)則符合GBTL11993，保留了IEC6140011999的前言和引言，同時(shí)增加了本標(biāo)準(zhǔn)的“前言”。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B和附錄C是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位全國(guó)風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人王建平、李秀榮。GB/T1845112001VIIEC前言1）IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）是由各國(guó)電工委員會(huì)（IEC國(guó)家委員會(huì)）組成的世界標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)組織。IEC的宗旨是促進(jìn)電氣和電子領(lǐng)域有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題的國(guó)際問(wèn)合作。為了這個(gè)宗旨開(kāi)展其活動(dòng)。IEC發(fā)布國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的制定工作委托給技術(shù)委員會(huì)；任何IEC國(guó)家委員會(huì)對(duì)涉及的項(xiàng)目感興趣的話，都可以參加該項(xiàng)目的制定工作。與IEC建立了聯(lián)絡(luò)關(guān)系的國(guó)際的、政府的和非政府的組織均可參加制定工作。IEC與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）根據(jù)兩個(gè)組織間確立的協(xié)議條件，密切合作。2）IEC技術(shù)問(wèn)題的正式?jīng)Q議和協(xié)議，盡可能地表達(dá)了國(guó)際問(wèn)對(duì)有關(guān)項(xiàng)目一致的觀點(diǎn)因?yàn)槊總€(gè)技術(shù)委員會(huì)都是由對(duì)該問(wèn)題感興趣的國(guó)家委員會(huì)代表組成的。3）制定的文件推薦給國(guó)際上使用，并以正式標(biāo)準(zhǔn)形式，技術(shù)報(bào)告形式或技術(shù)指導(dǎo)文件形式發(fā)布。這些文件，在某種意義上講，要由各國(guó)家委員會(huì)認(rèn)可。4）為了促進(jìn)國(guó)際問(wèn)的統(tǒng)一，各IEC國(guó)家委員會(huì)應(yīng)明確，在其國(guó)家和地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)最大限度地采用IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的國(guó)家或地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，都應(yīng)在后者給以明確指出。5）IEC不提供其標(biāo)準(zhǔn)制定及批準(zhǔn)過(guò)程說(shuō)明，也不對(duì)任何設(shè)備宣稱的與某一標(biāo)準(zhǔn)相一致的說(shuō)明承擔(dān)責(zé)任。6）應(yīng)注意本國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的某些部分屬于專利項(xiàng)目的可能性。IEC不負(fù)鑒別這些專利項(xiàng)目的責(zé)任。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC614001是由IEC第88技術(shù)委員會(huì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作組制定的。IEC614001第二版代替1994年發(fā)布的第一版，第一版取消。該標(biāo)準(zhǔn)版本基于下列文件FDIS投票報(bào)告8898FDIS88103RVD關(guān)于贊同本標(biāo)準(zhǔn)的完整信息，可在上表指出的投票報(bào)告中找到。附錄A，B和C是本標(biāo)準(zhǔn)必要的部分。日后，本標(biāo)準(zhǔn)將用兩種文字發(fā)布。IEC引言本標(biāo)準(zhǔn)概述了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最低的安全要求，它不能作為完整的設(shè)計(jì)規(guī)范或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)來(lái)使用。經(jīng)適當(dāng)論證后，認(rèn)為取消某條要求不會(huì)犧牲機(jī)組安全，那么這條要求就可以放棄。但這一原則不適于第6條。使用本標(biāo)準(zhǔn)，并不意味著任何個(gè)人，組織或團(tuán)體可以不遵守其他適用的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)。中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局20010915批準(zhǔn)20020401實(shí)施1中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求WINDTURBINEGENERATORSYSTEMSSAFETYREQUIREMENTSGB1845112001IDTIEC61400119991范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（WTGS）在特定的環(huán)境條件下，設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)和運(yùn)行中的安全要求。本標(biāo)準(zhǔn)涉及到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各子系統(tǒng)，如控制和保護(hù)機(jī)構(gòu)，內(nèi)部電氣設(shè)備，機(jī)械系統(tǒng)。支承結(jié)構(gòu)以及電氣聯(lián)接設(shè)備。本標(biāo)準(zhǔn)適用于風(fēng)輪掃掠面積等于或大于40M2的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。2引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。GBL76251一L998低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值（設(shè)備每相輸入電流16A）（EQVIEC61000321995）GBL762521999電磁兼容限值對(duì)額定電流不大于L6A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍的限制（IDTIEC61000331994）GBT1762621998電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)（IDTIEC61000421995）GBTL762631998電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)（IDTIEC61000431995）GBTL762641998電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)（IDTIEC61000441995）GBTL762651999電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)（IDTIEC61000451995）IS023941986結(jié)構(gòu)可靠性基本原理IEC6020411997工業(yè)機(jī)械電氣設(shè)備第1部分通用技術(shù)條件IEC60364（全部）建筑物電氣裝置IEC60721211982環(huán)境條件分類第2部分自然環(huán)境溫度和濕度IEC6102411990建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范IEC613121L995雷電電磁脈沖防護(hù)3定義本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。31年平均ANNUALAVERAGE數(shù)量和持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)的一組測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值，供作估計(jì)期望值用。時(shí)間周期應(yīng)是一個(gè)完整的年數(shù)，以便將不穩(wěn)定因素（如季節(jié)變化等）平均在內(nèi)。GB/T1845112001232年平均風(fēng)速ANNUALAVERAGEWINDSPEED按照年平均的定義確定的平均風(fēng)速。33自動(dòng)接通周期AUTORECLOSINGCYCLE故障消除后電網(wǎng)重新接通且WTGS也重新接通電網(wǎng)后，離合器松開(kāi)需要的從001S到數(shù)秒的一段時(shí)間。34鎖定（風(fēng)力機(jī)）BLOCKING（WINDTURBINES）利用機(jī)械銷或其他裝置（而不是通常用的機(jī)械制動(dòng)盤）防止風(fēng)輪軸或偏航機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。35制動(dòng)器（風(fēng)力機(jī)）BRAKE（WINDTURBINES）能降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速或能停止風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的裝置。36嚴(yán)重故障（風(fēng)力機(jī)）CATASTROPHICFAILURE（WINDTURBINES）零部件嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致主要功能喪失，安全受損。37特性值（材料性能）CHARACTERISTICVALUE（OFAMATERIALPROPERTY）材料具有的規(guī)定的概率值，這個(gè)值不是由假定的無(wú)限次試驗(yàn)獲得。38復(fù)雜地形帶COMPLEXTERRAIN風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)地周圍屬地開(kāi)顯著變化的地帶或有能引起所流畸變的障礙物帶。39控制系統(tǒng)（風(fēng)力機(jī)）CONTROLSYSTEM（WINDTURBINES）接受風(fēng)力機(jī)或其他環(huán)境信息，調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)，使其保持在工作要求范圍內(nèi)的系統(tǒng)。310切入風(fēng)速（IN）CUTINWINDSPEED風(fēng)力機(jī)開(kāi)始發(fā)電機(jī)，輪轂高度（324輪轂高度）處的最低風(fēng)速。311切出風(fēng)速（OUT）CUTOUTWINDSPEED風(fēng)力機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)功率時(shí)，輪轂高度處的最高風(fēng)速。312設(shè)計(jì)極限D(zhuǎn)ESIGNLIMITS設(shè)計(jì)中采用的最大值或最小值。313潛在故障DORMANTFAILURE（ALSOKNOWNASLATENTFAULT）正常運(yùn)行中未被發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)或部件的故障。314下風(fēng)向DOWNWIND主風(fēng)方向。315電網(wǎng)ELECTRICALPOWERNETWORK用于輸送和分配電能的專用設(shè)備、變電站、電線電纜。注電網(wǎng)各組成部分之間的界限由適當(dāng)?shù)呐袆e標(biāo)準(zhǔn)如地理位置，所有權(quán)歸屬，電壓級(jí)別等來(lái)確定。316緊急關(guān)機(jī)（風(fēng)力機(jī)）EMERGENCYSHUTDOWN（WINDTURBINES）保護(hù)系統(tǒng)觸發(fā)或人工干預(yù)下使風(fēng)力機(jī)的迅速關(guān)機(jī)。317環(huán)境條件ENVIRONMENTALCON影響WTGS工況的環(huán)境特征（海拔高度，溫度，濕度等）。318外部條件（風(fēng)力機(jī)）EXTERNALCONDITIONS（WINDTURBINES）影響風(fēng)力機(jī)工作的諸因素，包括風(fēng)況，電網(wǎng)條件和其他氣象因素（溫度、冰、雪等）。319極端風(fēng)速EXTREMEWINDSPEEDT秒內(nèi)的平均最高風(fēng)速，它可能是N年一遇（重現(xiàn)周期N年）。注本標(biāo)準(zhǔn)采用的重現(xiàn)周期N50年和N1年，采用的時(shí)限T3S和T10S。極端風(fēng)速即為俗稱的“安全風(fēng)速”中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局20010915批準(zhǔn)20020401實(shí)施3。GB/T18451120015320故障風(fēng)險(xiǎn)FAILSAFE避免由故障引發(fā)產(chǎn)品產(chǎn)品嚴(yán)重破壞的設(shè)計(jì)特性。321陣風(fēng)GUST超過(guò)平均風(fēng)速的突然和暫短的風(fēng)速變化。注陣風(fēng)可用它的上升時(shí)間，即幅度持續(xù)時(shí)間表達(dá)。322水平軸風(fēng)力機(jī)HORIZONTALAXISWINDTURBINE風(fēng)輪軸基本上平行于風(fēng)向的風(fēng)力機(jī)。323輪轂（風(fēng)力機(jī)）HUBWINDTURBINES將葉片或葉片組固定到輪軸上的裝置。324輪轂高度（風(fēng)力機(jī)）HUBHEIGHT（WINDTURBINES）從地面到風(fēng)輪掃掠面（見(jiàn)355掃掠面積）中心的高度。325空轉(zhuǎn)（風(fēng)力機(jī)）IDLING（WINDTURBINES）風(fēng)力機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)而不發(fā)電的狀態(tài)。326湍流慣性負(fù)區(qū)INERTIALSUBRANGE風(fēng)速湍流譜的頻率區(qū)間，此區(qū)間內(nèi)渦流經(jīng)逐步破碎達(dá)到均質(zhì)，能量損失忽略不計(jì)。注在典型的10M/S風(fēng)速，慣性負(fù)區(qū)的頻率范圍大致從002HZ到2KHZ。327孤立運(yùn)行ISOLATEDOPERATION離網(wǎng)后，分離的動(dòng)力系統(tǒng)穩(wěn)定的或是暫時(shí)的運(yùn)行。328極限狀態(tài)LIMITSTATE結(jié)構(gòu)受力的一種狀態(tài)，如果作用力超過(guò)這一狀態(tài)，則結(jié)構(gòu)不再滿足設(shè)計(jì)要求（ISO2394）注設(shè)計(jì)計(jì)算（即極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求）的目的是使結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)的概率小于結(jié)構(gòu)規(guī)定值（ISO2394）。329對(duì)數(shù)風(fēng)切變律LOGARITHMICWINDSHEARLAW表示風(fēng)速隨離地面高度以對(duì)數(shù)關(guān)系變化的數(shù)學(xué)式。330最大功率（風(fēng)力機(jī)）MAXIMUMPOWER（WINDTURBINES）正常工作條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的最高凈電功率。331平均風(fēng)速M(fèi)EANWINDSPEED給定時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)風(fēng)速的平均值，給定時(shí)間可從幾秒到數(shù)年不等。332機(jī)艙NACELLE設(shè)在水平軸風(fēng)力機(jī)塔架頂部，包容傳動(dòng)系統(tǒng)和其他裝置的部件。333電網(wǎng)聯(lián)接點(diǎn)（風(fēng)力機(jī)）NETWORKCONNECTIONPOINT（WINDTURBINES）對(duì)單臺(tái)風(fēng)力機(jī)組是輸出電纜終端，而對(duì)風(fēng)電場(chǎng)是電網(wǎng)與電力匯集系統(tǒng)總線的聯(lián)接點(diǎn)。334正常關(guān)機(jī)（風(fēng)力機(jī)）NORMALSHUTDOWN（WINDTURBINES）關(guān)機(jī)全過(guò)程都是在控制系統(tǒng)控制下進(jìn)行的關(guān)機(jī)。335工作范圍OPERATINGLIMITS由WTGS設(shè)計(jì)者確定的支配控制系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)的諸多條件。336風(fēng)力機(jī)停機(jī)PARKEDWINDTURBINE根據(jù)風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)的不同，決定是采用靜止或是空轉(zhuǎn)的停機(jī)狀態(tài)。337電力匯集系統(tǒng)（風(fēng)力機(jī)）POWERCOLLECTIONSYSTEM（WINDTURBINES）匯集一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能的電力聯(lián)接系統(tǒng)。它包括WTGS終端與電網(wǎng)聯(lián)接點(diǎn)之間的GB/有電氣設(shè)備。338風(fēng)切變冪律POWERLAWFORWINDSHEAR表示風(fēng)速隨離地面高度以冪定律關(guān)系變化的數(shù)學(xué)式。339功率輸出POWEROUTPUT通過(guò)專用設(shè)備將電能輸送給用電設(shè)備的過(guò)程。340保護(hù)系統(tǒng)（風(fēng)力機(jī)）PROTECTIONSYSTEM（WINDTURBINES）確保WTGS運(yùn)行在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的系統(tǒng)。341額定功率RATEDPOWER在正常的工作條件下，部件、裝置或設(shè)備賦予的功率數(shù)。注（風(fēng)力機(jī)）正常工作條件下，WTGS設(shè)計(jì)要達(dá)到的最大連續(xù)輸出電功率。342額定風(fēng)速（R）RATEDWINDSPEED風(fēng)力機(jī)達(dá)到額定功率輸出時(shí)規(guī)定的風(fēng)速。343瑞利分布RAYLEIGHDISTRIBUTION經(jīng)常用于風(fēng)速的概率分布函數(shù)，分布函數(shù)取決于形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，它控制平均風(fēng)速分布（見(jiàn)366）。344參考風(fēng)速（REF）REFERENCEWINDSPEED用于確定WTGS級(jí)別的基本極端風(fēng)速參數(shù)。與氣候相關(guān)的其他設(shè)計(jì)參數(shù)均可從參考風(fēng)速和其他基本等級(jí)參數(shù)中得到（見(jiàn)第6章）。注用參考風(fēng)速REF設(shè)計(jì)的風(fēng)力機(jī)，輪轂高度承受的50年一遇10MIN平均最大風(fēng)速應(yīng)小于或等于REF。345共振RESONANCE振動(dòng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，此時(shí)強(qiáng)迫振動(dòng)頻率非常接近振動(dòng)系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率。346旋轉(zhuǎn)采樣風(fēng)矢量ROTATIONALLYSAMPLEDWINDVELOCITY旋轉(zhuǎn)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪上某一固定點(diǎn)經(jīng)受的風(fēng)矢量。注旋轉(zhuǎn)采樣風(fēng)矢量湍流譜與正常湍流譜有明顯的不同。風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片切人氣流，流譜產(chǎn)生空間變化。最終的湍流譜包括轉(zhuǎn)動(dòng)頻率下的流譜和由此產(chǎn)生的諧量。347風(fēng)輪轉(zhuǎn)速（風(fēng)力機(jī)）ROTORSPEED（WINDTURBINES）風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪繞其軸的旋轉(zhuǎn)速度。348粗糙長(zhǎng)度ROUGHNESSLENGTH在假定垂直風(fēng)廓線隨離地面高度按對(duì)數(shù)關(guān)系變化的情況下，平均風(fēng)速變?yōu)?時(shí)推算出的高度。349安全壽命SAFELIE嚴(yán)重失效前的預(yù)期使用時(shí)間。350定期維護(hù)SCHEDULEDMAINTENANCE嚴(yán)格按預(yù)定的日期表進(jìn)行的預(yù)防性維護(hù)。351使用極限狀態(tài)SERVICEABILITYLIMITSTATE規(guī)范管理中正常使用下的邊界條件。352靜止STANDSTILLWTGS的停止?fàn)顟B(tài)。GB/T18451120017353支撐結(jié)構(gòu)（風(fēng)力機(jī)）SUPPORTSTRUCTURE（WINDTURBINES）由塔架和基礎(chǔ)組成的風(fēng)力機(jī)部分。354安全風(fēng)速SURVIVALWINDSPEED結(jié)構(gòu)能承受的最大沒(méi)計(jì)風(fēng)速的俗稱。注本標(biāo)準(zhǔn)不采用這一術(shù)語(yǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)可參考極端風(fēng)速（見(jiàn)319）。355掃掠面積SWEPTAREA垂直于風(fēng)矢量平面上的，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)葉尖運(yùn)動(dòng)所生成圓的投影面積。356湍流強(qiáng)度TURBULENCEINTENSITY標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速偏差與平均風(fēng)速的比率用同一組測(cè)量數(shù)據(jù)和規(guī)定的周期進(jìn)行計(jì)算。357湍流尺度參數(shù)TURBULENCESCALEPARAMETER縱向功率譜密度等于005的無(wú)量綱的波長(zhǎng)。注由此。波長(zhǎng)可以這樣確定1HUB/F0，式中F0S1F0/20005。358最大極限狀態(tài)ULTIMATELIMITSTATE通常指風(fēng)力機(jī)處于能承受最大載荷的極限狀態(tài)，即與損壞和可能造成損壞的錯(cuò)位或變形對(duì)應(yīng)的極限狀態(tài)。359不定期維護(hù)UNSCHEDULEDMAINTENANCE不是根據(jù)確定的時(shí)間表，而是根據(jù)對(duì)某一狀態(tài)的跡象而確定的臨時(shí)性維護(hù)。360上風(fēng)向UPWIND主風(fēng)方向的相反方向。361垂直軸風(fēng)力機(jī)VERTICALAXISWINDTURBINE風(fēng)輪軸垂直的風(fēng)力機(jī)。362威布爾分布WEIBULLDISTRIBUTION一種概率分布函數(shù)，見(jiàn)366（風(fēng)速分布）。363風(fēng)力田WINDFARM見(jiàn)364（風(fēng)電場(chǎng)）。364風(fēng)電場(chǎng)WINDPOWERSTATION由一批風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組群組成的電站，通常稱風(fēng)電場(chǎng)。365風(fēng)廓線；風(fēng)切變律WINDPROFILE；WINDSHEARLAW風(fēng)速隨離地面高度以對(duì)數(shù)關(guān)系變化的數(shù)學(xué)式。注通常應(yīng)用（1）對(duì)數(shù)廓線（2）指數(shù)廓線。（1）/LN0ZRR（2）AR式中（Z）一高度Z處風(fēng)速；Z離地面高度；ZR用于擬合風(fēng)廓線的離地面標(biāo)準(zhǔn)高度；Z0粗糙長(zhǎng)度；一一風(fēng)切變指數(shù)（或冪）。GB/T18451120018366風(fēng)速分布WINDSPEEDDISTRIBUTION用于描述連續(xù)時(shí)限內(nèi)風(fēng)速概率分布的函數(shù)。注通常應(yīng)用的函數(shù)是瑞利分布函數(shù)PR（0）和威布爾分布函數(shù)PW（0）。（3）20/EXP1AVEKWC0（4）2,1K，AVE如果式中P（0）累積概率函數(shù)，也即0的概率；0風(fēng)速（極限）；AVE一一風(fēng)速的平均值；C威布爾分布函數(shù)的尺度參數(shù)；K威布爾分布函數(shù)的形狀參數(shù)；伽馬函數(shù)。C和K者均可由真值推算出。如果選擇K2，也即C和AVE滿足（4）式K2的條件，則瑞利分布函數(shù)與威布爾分布函數(shù)相同。分布函數(shù)所表達(dá)的是小于0風(fēng)速的累積概率。如果估算1到2之間的分布，則式P（1）P（2）給出了1與2間的各風(fēng)速對(duì)時(shí)間的分布函數(shù)。對(duì)分布函數(shù)求導(dǎo)就能得出相應(yīng)的概率密度函數(shù)。367風(fēng)切變WINDSHEAR風(fēng)速在垂直于風(fēng)向平面內(nèi)的變化。368風(fēng)切變律指數(shù)WINDSPEAREXPONENT通常用于描述風(fēng)速剖面線形狀的冪定律指數(shù)。369風(fēng)速WINDSPEED空間特定點(diǎn)的風(fēng)速為該點(diǎn)周圍氣體微團(tuán)的移動(dòng)速度。注風(fēng)速即風(fēng)矢量的數(shù)值（見(jiàn)371風(fēng)矢量）。370風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（WTGS）WINDTURBINEGENERATORSYSTEM將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的系數(shù)。371風(fēng)矢量WINDVELOCITY標(biāo)有被研究某點(diǎn)氣體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)方向，其值等于“氣體微團(tuán)”運(yùn)動(dòng)速度（即該點(diǎn)風(fēng)速）的矢量。注空間任意點(diǎn)的風(fēng)矢量，是“氣體微團(tuán)”通過(guò)該點(diǎn)的時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。372WTGS電力系統(tǒng)WTGSELECTRICALSYSTEM所有WTGS內(nèi)部電氣設(shè)備到WTGS的終端，包括接地、連接、通訊設(shè)備。由風(fēng)力發(fā)電機(jī)到地線網(wǎng)絡(luò)的一段導(dǎo)線也包括在內(nèi)。373WTGS終端WTGSTERMINALSWTGS供電器上的一點(diǎn)，通過(guò)它WTGS被接到電力匯集系統(tǒng)上。它還應(yīng)包括為輸送電能和通訊目的的連接。GB/T18451120019374偏航Y(jié)AWING風(fēng)輪軸繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)（僅適用于水平軸風(fēng)力機(jī)）。375偏航角誤差YAWMISALIGNMENT風(fēng)輪軸線偏離風(fēng)向的水平偏差。4符號(hào)和縮寫(xiě)41符號(hào)和單位湍流標(biāo)準(zhǔn)偏差模型斜率C威布爾分布函數(shù)的尺度參數(shù)M/SCOH相干函數(shù)D風(fēng)輪直徑MF頻率S1FD材料的計(jì)算應(yīng)力值FK材料的強(qiáng)度值FD設(shè)計(jì)載荷FK載荷值I15輪轂高度10MIN平均15M/S風(fēng)速下的湍流強(qiáng)度值K威布爾分布函數(shù)的形狀參數(shù)K修正的貝塞爾函數(shù)L均勻湍流整體尺度參數(shù)MLK速度分量的總體尺度參數(shù)MNIBINI中疲勞循環(huán)次數(shù)N由于應(yīng)力（或應(yīng)變）作用失效的理論循環(huán)次數(shù)（也即SN）曲線N極限狀況出現(xiàn)周期AP幸存概率PR（0）瑞利概率分布，也即0的概率PW（0）威布爾概率分布R分矢量投影值MSIBINI內(nèi)對(duì)應(yīng)某一循環(huán)次數(shù)的應(yīng)力（或應(yīng)變）水平SI（F）能譜密度分量譜M2/S2SK單面速度分量譜M2/S2T陣風(fēng)特性時(shí)間SV風(fēng)速M(fèi)/ST時(shí)間SV風(fēng)速M(fèi)/SZZ高度風(fēng)速M(fèi)/SAVE輪轂高度年平均風(fēng)速M(fèi)/SCG風(fēng)輪掃掠面上極端相干陣風(fēng)值M/SENN年一遇極大風(fēng)速（平均3S）期望值E1、E50分別表示一年一遇和50年一遇M/SGUSTNN年一遇極大陣風(fēng)期望值M/SHUB輪轂高度10MIN平均風(fēng)速M(fèi)/SIN切入風(fēng)速M(fèi)/SGB/T1845112001100風(fēng)速分布模型中極限風(fēng)速M(fèi)/SOUT切出風(fēng)速M(fèi)/SR額定風(fēng)速M(fèi)/SRES10MIN平均參考風(fēng)速M(fèi)/S（Y,Z,T）用于描述瞬時(shí)水平風(fēng)切變化的縱向風(fēng)速分量M/S（Z,T）用于描述限陣風(fēng)瞬時(shí)變化和風(fēng)切變狀況的縱向風(fēng)速分量M/SX,Y,Z用于描述風(fēng)場(chǎng)的坐標(biāo)系，分別為縱向風(fēng)，橫向風(fēng)和垂向風(fēng)MZHUB風(fēng)力機(jī)輪轂高度MZR離地面參考高度MZ0對(duì)數(shù)風(fēng)廓線的粗糙長(zhǎng)度M風(fēng)切變指數(shù)最大風(fēng)向變化模型參數(shù)變化系數(shù)伽馬函數(shù)F載荷安全系數(shù)M材料安全系數(shù)N損傷安全系數(shù)（T）風(fēng)向變化過(guò)渡過(guò)程CG陣風(fēng)方向與平均風(fēng)速方向最大偏離ENN年一遇最大風(fēng)向變化1由波長(zhǎng)確定的湍流尺度參數(shù)，無(wú)量鋼，縱向能譜強(qiáng)度FS1（F）12等于005M1輪轂高縱向風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)偏差M/SKK輪轂高風(fēng)速分量標(biāo)準(zhǔn)偏差（KL，2或3）MS42縮寫(xiě)A異常（安全系數(shù)）AC交流電C使用性制約DC直流電DLC設(shè)計(jì)載荷情況ECD方向變化的最大相干陣風(fēng)ECG最大相干陣風(fēng)EDC最大風(fēng)向變化EOG最大工作陣風(fēng)EWM最大風(fēng)速模型EWS最大風(fēng)切變F疲勞HAWT水平軸風(fēng)力機(jī)N正常的或最大（安全系數(shù)）NWP正常風(fēng)速廓線模型NTM正常湍流模型SIECWTGS分類T運(yùn)輸和安裝（安全系數(shù)）U極限GB/T184511200111VAWT垂直軸風(fēng)力機(jī)WTGS風(fēng)力發(fā)電機(jī)組5基本要素51概述為了保證WTGS機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的安全，在下面的條款中給出了技術(shù)要求。這些技術(shù)要求應(yīng)用于WTGS的設(shè)計(jì)、制造、安裝和維護(hù)以及相關(guān)的質(zhì)量管理過(guò)程。此外，已有的WTGS的安裝、運(yùn)輸和維護(hù)要求中的各種安全規(guī)程也必須遵守。52設(shè)計(jì)方法本標(biāo)準(zhǔn)要求采用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，以便預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)載荷。這個(gè)模型應(yīng)用第6章指出的湍流和其他極端風(fēng)況以及第7章規(guī)定的設(shè)計(jì)狀況來(lái)確定風(fēng)力機(jī)工作風(fēng)速范圍內(nèi)的載荷。應(yīng)對(duì)規(guī)定的外部條件與設(shè)計(jì)工況和載荷情況的所有相關(guān)組合進(jìn)行分析。以確定具體型號(hào)WTGS設(shè)計(jì)載荷組。WTGS的整體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，能提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的可信度，并能驗(yàn)證結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型設(shè)計(jì)的合理性。應(yīng)通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。如果用試驗(yàn)驗(yàn)證，則試驗(yàn)時(shí)的極限條件必須滿足本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的特性值與設(shè)計(jì)狀況。試驗(yàn)條件的選擇，包括試驗(yàn)載荷在內(nèi)，必須考慮相關(guān)的安全因素。53安全等級(jí)WTGS可按下面兩種安全等級(jí)中的一種進(jìn)行設(shè)計(jì)一般安全等級(jí)，當(dāng)失效的結(jié)果可能導(dǎo)致人身傷害，或造成經(jīng)濟(jì)損失和產(chǎn)生社會(huì)影響時(shí)，采用這一等級(jí)；特殊安全等級(jí)，當(dāng)安全取決于局部調(diào)整或制造廠與用戶二者協(xié)商決定時(shí)，采用這一等級(jí)。一般等級(jí)WTGS的安全系數(shù)，本標(biāo)準(zhǔn)76條詳細(xì)說(shuō)明。特殊等級(jí)WTGS的安全系數(shù)必須由制造廠與用戶協(xié)商同意。根據(jù)特殊安全等級(jí)設(shè)計(jì)的WTGS即為62條定義的S級(jí)WTGS。54質(zhì)量保證質(zhì)量保證是WTGS及其零部件設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、安裝、運(yùn)行和維護(hù)的主要部分。建議質(zhì)量體系遵照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。55風(fēng)力機(jī)銘牌下列內(nèi)容應(yīng)突出明顯地標(biāo)示在永久性的產(chǎn)品銘牌上WTGS的制造廠和國(guó)家；型式和產(chǎn)品編號(hào)；生產(chǎn)日期；額定功率；參考風(fēng)速REF；輪轂高工作風(fēng)速范圍INOUT；工作環(huán)境的允許溫度范圍；WTGS的等級(jí)（見(jiàn)表L）；WTGS輸出端額定電壓；WTGS輸出端頻率或頻率范圍，通常額定頻率偏差大于2時(shí)，為頻率允許變化范圍。6外部條件61概述在WTGS的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮本章闡述的外部條件。GB/T184511200112WTGS要承受環(huán)境和電對(duì)它的影響，這些影響主要體現(xiàn)在載荷、使用壽命和正常工作等幾個(gè)方面。為保證一定的安全性和可靠性水平，在設(shè)計(jì)中要考慮到環(huán)境、電力和土壤參數(shù)并在設(shè)計(jì)文件中予以明確規(guī)定。環(huán)境條件可進(jìn)一步劃分為風(fēng)況和其他外部條件。電力的條件則可參照電網(wǎng)條件。土壤特性關(guān)系到WTGS的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。各類外部條件可再細(xì)分為正常外部條件和極端外部條件。正常外部條件通常涉及的是長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)載荷和運(yùn)行狀態(tài)。極端外部條件出現(xiàn)機(jī)會(huì)很少，但它是潛在的臨界外部設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)載荷情況由這些外部條件與風(fēng)力機(jī)運(yùn)行模式結(jié)合而構(gòu)成。對(duì)結(jié)構(gòu)整體而言，風(fēng)況是最基本的外部因素。其他環(huán)境條件對(duì)設(shè)計(jì)特性，諸如控制系統(tǒng)功能、耐久性、銹蝕等有影響。根據(jù)WTGS安全等級(jí)的要求，設(shè)計(jì)中要考慮正常和極端條件，詳見(jiàn)下列相關(guān)條款。62風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分級(jí)設(shè)計(jì)中要考慮的外部條件由WTGS安裝場(chǎng)地類型決定。而WTGS等級(jí)又取決于風(fēng)速和湍流參數(shù)。分級(jí)是想要達(dá)到最大限度應(yīng)用的目的，使風(fēng)速和湍流參數(shù)在不同的場(chǎng)地大體再現(xiàn)，而不是與某一特定場(chǎng)地精細(xì)吻合，見(jiàn)LL章?？偟哪康氖且玫矫黠@由風(fēng)速和湍流參數(shù)決定的W7IGS的等級(jí)。表1規(guī)定了確定WTGS等級(jí)的基本參數(shù)。在這些情況中，需要一個(gè)特定的（例如特定風(fēng)況或特定外部條件或一個(gè)特定安全等級(jí)，見(jiàn)53）更高的WTGS等級(jí)，這個(gè)等級(jí)定為S級(jí)。S級(jí)WTGS的設(shè)計(jì)值由設(shè)計(jì)者選取，并在設(shè)計(jì)文件中詳細(xì)說(shuō)明。特定設(shè)計(jì)中，選取的設(shè)計(jì)值所反應(yīng)的環(huán)境條件要比預(yù)期的用戶使用環(huán)境更為惡劣。近海安裝的風(fēng)力機(jī)的特殊外部條件要求WTGS的設(shè)計(jì)為S級(jí)。表1各等級(jí)WTGS基本參數(shù)WTGS等級(jí)SREFM/S5042537530AVEM/S1085756018018018018AI15A2222016016016016BI15A3333由設(shè)計(jì)者規(guī)定各參數(shù)表中各數(shù)值應(yīng)用于輪轂高。A表示較高湍流特性級(jí)，B表示較低湍流特性級(jí)，I15湍流強(qiáng)度15M/S時(shí)特性值，A公式（7）中斜率參數(shù)。除了基本參數(shù)以外，在WTGS的設(shè)計(jì)中還需要一些更重要的參數(shù)規(guī)定外部條件。后面稱之為WTGS標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的AB中增加的參數(shù)在63，64和65條中加以說(shuō)明。設(shè)計(jì)壽命應(yīng)為20年。對(duì)S級(jí)WTGS，制造廠應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中闡述所采用的模型及主要設(shè)計(jì)參數(shù)值。采用第6章的模型，對(duì)其參數(shù)值應(yīng)作充分的說(shuō)明。S級(jí)WTGS的設(shè)計(jì)文件包含附錄A所列內(nèi)容。63風(fēng)況WTGS應(yīng)設(shè)計(jì)成能安全承受由其等級(jí)決定的風(fēng)況。風(fēng)況的設(shè)計(jì)值須在設(shè)計(jì)文件中明確規(guī)定。GB/T184511200113從載荷和安全角度出發(fā)風(fēng)況可分為WTGS正常工作期間頻繁出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)況和一年或50年一遇的極端風(fēng)況兩種。在所有情況下，應(yīng)考慮平均氣流與水平面夾角達(dá)8的影響。假定此夾角大小不隨高度改變而變化。631正常風(fēng)況6311風(fēng)速分布場(chǎng)地的風(fēng)速分布對(duì)WTGS的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，因?yàn)樗鼪Q定各級(jí)載荷出現(xiàn)的頻率。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的WTGS計(jì)算設(shè)計(jì)載荷時(shí)，10MIN平均風(fēng)速按瑞利分布計(jì)算。此時(shí)輪轂高概率分布為PR（HUB）1EXPHUB/2AVE2（5）6312正常風(fēng)廓線模型（NWP）風(fēng)廓線（Z）表示的是平均風(fēng)速隨離地高度Z變化的函數(shù)。WTGS的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)，正常風(fēng)廓線假定按（Z）HUB（Z/ZHUB）A（6）指數(shù)A假定為02。風(fēng)廓線用于確定穿過(guò)風(fēng)輪掃掠面的平均垂直風(fēng)速切實(shí)。6313正常湍流模型（NTM）“風(fēng)湍流”一詞表示的是10分鐘平均風(fēng)速的隨機(jī)變化。湍流模型包括風(fēng)速變化效應(yīng)，風(fēng)向變化效應(yīng)和樣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)級(jí)WTGS，隨機(jī)風(fēng)矢量場(chǎng)能譜強(qiáng)度，不管是否在模型中明確地應(yīng)用，都必須滿足下列要求A）縱向風(fēng)速分量標(biāo)準(zhǔn)偏差特性值由下式給出1）1I15（15M/SHUB）/（1）（7）I15和值由表1給出。在I15和有特定值前提下1和湍流強(qiáng)度1/HUB的特性值作隨風(fēng)速變化的函數(shù)見(jiàn)圖1。假定標(biāo)準(zhǔn)偏差不隨離地面高度變化。圖1風(fēng)湍流特性B）靠近慣性負(fù)區(qū)高頻尾端，湍流縱向分量能譜強(qiáng)度S1（F）逐漸接近下列形式S1（F）005（1）2（1/HUB）2/3F5/3（8）湍流尺度參數(shù)由下式確定（9）MZ，HUB3071滿足上述要求的隨機(jī)湍流模型的說(shuō)明由附錄B給出。在隨機(jī)湍流模型基礎(chǔ)上確立的簡(jiǎn)化模型由附錄C給出。確定的簡(jiǎn)化模型當(dāng)其被驗(yàn)證風(fēng)輪葉片對(duì)旋轉(zhuǎn)取樣風(fēng)速響應(yīng)是充分衰減時(shí)使用。附錄C也給出了對(duì)這個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明。1）在計(jì)算載荷時(shí)除了表2內(nèi)容外，還可以近似地使用不同的百分位數(shù)。這些百分位數(shù)的附加值，確定如下1（X1）（2M/S）I15式中X由正常概率分布函數(shù)確定，如95時(shí)，X164。GB/T1845112001146321極端風(fēng)速模型（EWM）50年一遇和1年一遇極端風(fēng)速E50Z14REF（Z/ZHUB）011（10）E1（Z）075E50（Z）（11）GB/T184511200115式中ZHUB輪轂高2）。假定與平均風(fēng)向短期偏離為156322極端工作陣風(fēng)（EOG）標(biāo)準(zhǔn)級(jí)WTGSN年一遇輪轂高陣風(fēng)值GUTN由下面的關(guān)系式給出（L2）10DGSTN式中1標(biāo)準(zhǔn)偏差，由公式（7）計(jì)算；1湍流尺度參數(shù)，由公式（9）選取；D一風(fēng)輪直徑；48N1；64N50。（13TTZTTTZTGUSTN和0/2COS1/3IN70,）式中（Z）由公式（6）進(jìn)行計(jì)算T105SN1；T140SN50。如一年一遇，湍流種類為A類，風(fēng)輪直徑42M，輪轂高30M，HUB25MS的極端工作陣風(fēng)，見(jiàn)圖2。6323極端風(fēng)向變化（EDC）N年一遇極端風(fēng)向變化值護(hù)EN，用下面公式進(jìn)行計(jì)算（14）10ARCTNDHUBEN式中EN限定在180范圍內(nèi)；1湍流尺度參數(shù)，由（9）式計(jì)算；D風(fēng)輪直徑；48N1；2）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可以這樣描述，即風(fēng)速和氣動(dòng)壓力隨高度而變化，但由上述關(guān)系式得到的結(jié)果同規(guī)定值差異甚少。GB/T18451120011664N50。N年一遇風(fēng)向瞬時(shí)極端變化N（T），由下式給出（15）TTTEN0/COS150此處，瞬時(shí)風(fēng)向極端變化持續(xù)時(shí)間T6S。最大瞬時(shí)載荷發(fā)生時(shí)，應(yīng)有信號(hào)發(fā)出。風(fēng)向瞬時(shí)變化結(jié)束后，認(rèn)為風(fēng)向保持不變。并假定風(fēng)速遵從6312正常風(fēng)廓線模型（NWP）。如50年一遇，湍流類型為A，風(fēng)輪直徑42M，輪轂高30M，HUB25MS的極限風(fēng)向變化見(jiàn)圖3。（N50，A類，D42M，ZHUB30M）（N50，A類，D42M，ZHUB30M，HUB25MS）6324極端相干陣風(fēng)（ECG）標(biāo)準(zhǔn)級(jí)WTGS的設(shè)計(jì)需假定極端相干陣風(fēng)具有CG15MS的幅值。風(fēng)速由下式確定（16）TTZTZCG0/O150,此外，上升時(shí)間T10S，（Z）為6312給出的風(fēng)速。應(yīng)用公式（6）規(guī)定的正常風(fēng)廓線。HUB25MS時(shí)極端相干陣風(fēng)見(jiàn)圖5。6325方向變化的極端相干陣風(fēng)（ECD）在這種情況下，假定風(fēng)速的上升（由ECG闡述的，見(jiàn)圖5）與風(fēng)向的變化是同步進(jìn)行的。CGGB/T184511200117由下面的關(guān)系式確定（17）REFHUBHUBCGSM/472018同步的方向變化由下面關(guān)系式給出（18）TTTCG0/OS15此處上升時(shí)間T10S。應(yīng)用公式（6）規(guī)定的正常風(fēng)廓線。風(fēng)向的變化CG與風(fēng)速HUB的關(guān)系，風(fēng)向的變化與時(shí)間的關(guān)系（HUB25MS時(shí)），分別見(jiàn)圖6和圖7。圖6ECD風(fēng)向變化圖7HUB25M/S時(shí)風(fēng)向變化時(shí)間歷程6326極端風(fēng)速切變（EWS）50年一遇極端風(fēng)速切變應(yīng)用于下列兩種瞬時(shí)風(fēng)速來(lái)計(jì)算瞬時(shí)垂直切變（19）TTTDZTZHUBAHUB和02COS1205,4/1瞬時(shí)水平切變（20）TTTDYZTZYAHUB和02COS1205,4/1式中02；64；T12S；1湍流尺度參數(shù)，由公式（9）計(jì)算；D風(fēng)輪直徑。GB/T184511200118圖8圖9要挑選水平風(fēng)速切變信號(hào)，以使最嚴(yán)重的瞬時(shí)載荷出現(xiàn)。兩種極端風(fēng)切變是分別考慮的，所以不能同時(shí)應(yīng)用。作為一例，50年一遇極端垂直風(fēng)速切變?cè)趫D8中予以說(shuō)明，圖中示出開(kāi)始前的風(fēng)速切變（T0S）和最大切變（T6S）。圖9則表示出風(fēng)輪上部和下部風(fēng)速切變的時(shí)間歷程。兩圖中均假定湍流類型為A，HUB25M/S，ZHUB30M，風(fēng)輪直徑D42M。64其他環(huán)境條件除了風(fēng)速外，其他環(huán)境（氣候）條件通過(guò)熱、光、化學(xué)、腐蝕、機(jī)械、電的或其他物理作用都會(huì)影響WTGS的完整性和安全性。而且綜合的氣候因素更會(huì)加劇這種影響。至少應(yīng)考慮下列其他環(huán)境條件，并將它們的作用在設(shè)計(jì)中闡明。溫度；濕度；空氣密度；太陽(yáng)輻射；雨、冰雹、冰雪；化學(xué)作用物質(zhì)；機(jī)械作用顆粒；雷電；地震；鹽霧。近海環(huán)境，需要考慮附加特殊條件。設(shè)計(jì)中的氣候條件可依照慣用值或氣候條件變化范圍來(lái)確定。選擇設(shè)計(jì)值中，諸多氣象條件同時(shí)出現(xiàn)的可能性也應(yīng)予考慮。對(duì)應(yīng)一年周期里正常范圍內(nèi)氣候變化不應(yīng)影響WTGS正常運(yùn)行。除了相關(guān)存在因素外，642中的極端環(huán)境條件應(yīng)和631中正常風(fēng)況結(jié)合起來(lái)考慮。641其他正常環(huán)境條件應(yīng)考慮的其他正常環(huán)境條件設(shè)備正常工作環(huán)境溫度范圍1040；最高相對(duì)濕度小于或等于95；大氣成分相當(dāng)于無(wú)污染的內(nèi)陸大氣（見(jiàn)IEC6072121）；太陽(yáng)輻射強(qiáng)度1000W/M2；空氣密度1225KG/M3。由設(shè)計(jì)者規(guī)定附加外部環(huán)境條件參數(shù)時(shí)，這些參數(shù)的值應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中說(shuō)明，并應(yīng)符合IEC6072121的要求。642其他極端環(huán)境條件WTGS設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的其他極端環(huán)境條件是溫度、雷電、冰和地震。6421溫度標(biāo)準(zhǔn)級(jí)WTGS極端溫度范圍設(shè)計(jì)值至少應(yīng)是2050。6422雷電第106條防雷措施適用于標(biāo)準(zhǔn)級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。6423冰應(yīng)給出標(biāo)準(zhǔn)級(jí)WTGS結(jié)冰時(shí)的最低要求。6424地震應(yīng)給出標(biāo)準(zhǔn)級(jí)WTGS地震時(shí)的最低要求。GB/T18451120011965電網(wǎng)條件下面列出設(shè)計(jì)中要考慮的WTGS終端正常條件。當(dāng)下列參數(shù)在下述范圍內(nèi)時(shí)采用正常電網(wǎng)條件。電壓，額定值L0頻率，額定值2電壓不穩(wěn)定，電壓的負(fù)量與正量的比值不超過(guò)2斷電，假定一年內(nèi)斷電20次，風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的最長(zhǎng)斷電持續(xù)時(shí)間為一星期以上來(lái)設(shè)計(jì)。7結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)71概述風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以承載件結(jié)構(gòu)完整性的驗(yàn)證為基礎(chǔ)。零部件的極限強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度須通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，以表明相應(yīng)安全等級(jí)的WTGS結(jié)構(gòu)的完整性。應(yīng)以ISO2394為基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。確定一個(gè)能夠接受的安全等級(jí)，并通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，以示載荷未超過(guò)設(shè)計(jì)值。采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)文件中需提供計(jì)算方法的說(shuō)明。說(shuō)明應(yīng)包括計(jì)算方法有效性的證據(jù)或相應(yīng)研究驗(yàn)證的參考文獻(xiàn)。試驗(yàn)中的載荷水平應(yīng)能反映相應(yīng)計(jì)算中的安全系數(shù)。72設(shè)計(jì)方法應(yīng)驗(yàn)證風(fēng)力機(jī)極端狀態(tài)未超出設(shè)計(jì)范圍。模型試驗(yàn)和樣機(jī)試驗(yàn)可以代替計(jì)算來(lái)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)沒(méi)計(jì)的合理性，如ISO2394的規(guī)定3）。73載荷設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)考慮731734闡述的載荷。731慣性力和重力載荷慣性力和重力載荷是作用于WTGS的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷，它們是由振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、地球引力以及地震的作用產(chǎn)生的。732空氣動(dòng)力載荷空氣動(dòng)力載荷也是靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的載荷，它們是由氣流與WTGS的固定件或運(yùn)動(dòng)件相互作用引起的?？諝鈩?dòng)力視風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，穿過(guò)風(fēng)輪平面的風(fēng)速、湍流、空氣密度和風(fēng)力機(jī)零部件氣動(dòng)類型和它們之間相互作用（包括氣動(dòng)彈性）而定。733運(yùn)行載荷運(yùn)行載荷由WTGS的操作和控制而產(chǎn)生。與其他載荷是一樣的。均與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的控制有關(guān)，如通過(guò)葉片變漿或其他氣動(dòng)裝置進(jìn)行扭矩控制，從而控制轉(zhuǎn)速。這些載荷包括由風(fēng)輪起動(dòng)和停止而引起的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)制動(dòng)瞬時(shí)載荷，發(fā)電機(jī)接通和分離引起的載荷和偏航引起的載荷。3）ISO2394定義極限狀態(tài)和使用狀態(tài)如下結(jié)構(gòu)和作用于其上的力的一種狀態(tài)，一旦超過(guò)這種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)不再滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)汁計(jì)算的目的是要使所研究的結(jié)構(gòu)處在規(guī)定極限值以下。例如最大極限狀態(tài)相當(dāng)于視為剛體的結(jié)構(gòu)或其一部分失去平衡（如傾覆）；自由超過(guò)極限強(qiáng)度（或由于交變載荷強(qiáng)度減少）或材料最大變形，造成結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)剖面的斷裂；機(jī)構(gòu)機(jī)理破壞失去穩(wěn)定（彎曲等）。例如使用效能和影響結(jié)構(gòu)件或非結(jié)構(gòu)件外表的變形造成不舒適，影響非結(jié)構(gòu)件或設(shè)備的超標(biāo)振動(dòng)（尤其是發(fā)生共振）；減少結(jié)構(gòu)耐久性的和影響使用功能或影響結(jié)構(gòu)件非結(jié)構(gòu)件外表的局部損傷。為了在設(shè)計(jì)中控制使用極限狀態(tài)，通常使用一個(gè)或多個(gè)約束，如規(guī)定最大變形、最大加速度、最大裂紋等。GB/T184511200120734其他載荷其他載荷，如波動(dòng)載荷，尾流載荷，沖出載荷，冰載荷都可能發(fā)生。這些載荷可適當(dāng)計(jì)入總載荷考慮，見(jiàn)第LL章。74設(shè)計(jì)工況和載荷狀態(tài)本條闡明了WTGS結(jié)構(gòu)載荷狀態(tài)，并規(guī)定了設(shè)計(jì)中需考慮的最低數(shù)量。為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，WTGS的壽命以機(jī)組將要承受的。包含各重要條件的設(shè)計(jì)工況來(lái)體現(xiàn)。載荷狀態(tài)取決于裝配、吊裝、維護(hù)、運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)計(jì)工況與外部條件的組合方式。將具有合理發(fā)生概率的各相關(guān)載荷狀態(tài)與控制和保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，放在一起考慮。通常用于確定WTGS結(jié)構(gòu)完整性的載荷狀態(tài)，用下面的組合形式進(jìn)行計(jì)算正常設(shè)計(jì)工況和正常外部條件；正常設(shè)計(jì)工況和極端外部條件；故障設(shè)計(jì)工況和相應(yīng)的外部條件；運(yùn)輸、安裝和維護(hù)設(shè)計(jì)工況與相應(yīng)的外部條件。如果極端外部條件和故障工況二者相關(guān)存在，可以考慮將它們組合在一起，作為一種載荷狀態(tài)。在每種設(shè)計(jì)工況中。為使WTGS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整，要考慮幾種載荷狀態(tài)。表2所列是考慮的最少載荷情況。表中，每種設(shè)計(jì)工況通過(guò)對(duì)風(fēng)、電和其他外部條件的說(shuō)明都規(guī)定了設(shè)計(jì)載荷狀態(tài)。在特殊的WTGS的設(shè)計(jì)中，如需要，也可以考慮其他有關(guān)安全設(shè)計(jì)載荷狀態(tài)。表2中，對(duì)各設(shè)計(jì)工況用“F”和“U”注明相應(yīng)的分析方法。F表示疲勞載荷分析，用于評(píng)定疲勞強(qiáng)度。U表示極限載荷分析，如超越材料最大強(qiáng)度極限的分析、葉尖撓度分析、穩(wěn)定分析等。標(biāo)有“U”的設(shè)計(jì)工況，又分為正常（N），非正常（A），運(yùn)輸和安裝（T）等類。在風(fēng)力機(jī)正常壽命期內(nèi)，正常設(shè)計(jì)工況是要頻繁出現(xiàn)的。此時(shí)風(fēng)力機(jī)經(jīng)常處于正常狀態(tài)或僅出現(xiàn)短時(shí)的異?；蜉p微的故障。非正常設(shè)計(jì)工況出現(xiàn)的可能性較小。它的出現(xiàn)往往對(duì)應(yīng)產(chǎn)生嚴(yán)重故障，例如保護(hù)系統(tǒng)的故障。設(shè)計(jì)工況的形式N，A或T決定極限載荷使用的安全系數(shù)F。這些系數(shù)在76條的表3和表4中給出。表2列出了風(fēng)速范圍，應(yīng)考慮到風(fēng)速對(duì)WTGS產(chǎn)生的最嚴(yán)重影響。將風(fēng)速范圍分成若干個(gè)區(qū)段，并對(duì)每一段給出WTGS適當(dāng)?shù)膲勖俜直?。確定載荷狀態(tài)時(shí)，應(yīng)參考第6章闡述的風(fēng)況。表2載荷情況設(shè)計(jì)工況DLC風(fēng)況其他情況分析方法局部安全系數(shù)11NTMHUBR或OUTUN12NTMINHUBOUTF13ECDHUBRUN14NWPHUBR或OUT外部電故障UN15EOG1HUBR或OUT電線損傷UN16EOG50HUBR或OUTUN17EWSHUBR或OUTUN18EDC50HUBR或OUTUN1）發(fā)電19ECGHUBRUN21NWPHUBR或OUT控制系統(tǒng)故障UN22NWPHUBR或OUT保護(hù)系統(tǒng)或內(nèi)部電氣故障UA2）發(fā)電兼有故障23NTMINHUBOUT控制（保護(hù)）系統(tǒng)故障F3）起動(dòng)31NWPINHUBOUTFGB/T18451120012132EOGLHUBINR或OUTUN33EDCLHUBINR或OUTUNGB/T184511200122表2完設(shè)計(jì)工況DLC風(fēng)況其他情況分析方法局部安全系數(shù)41NWMINHUBOUTF4）正常關(guān)機(jī)42EOG1HUBR或OUTUN5）緊急關(guān)機(jī)53NWPHUBR或OUTUN61EWMHUBR或膩0可能電網(wǎng)損壞UN6）停機(jī)（靜止或空轉(zhuǎn)62NTMHUB07REFF7）停機(jī)兼故障71EWMHUBE1UA8）運(yùn)輸、組裝、維護(hù)、修理81由制造廠加以說(shuō)明T縮寫(xiě)見(jiàn)下面。如果未確定切出風(fēng)速OUT,MJETREF代替。DLC設(shè)計(jì)載荷狀態(tài)ECD方向變化的極端相干陣風(fēng)（見(jiàn)6325）ECG極端相干陣風(fēng)（見(jiàn)6324）EDC極端風(fēng)向變化（見(jiàn)6323）EOG極端工作陣風(fēng)（6322）EWM極端風(fēng)速模型（6321）EWS極端風(fēng)速切變（6326）SUBSCRIPT以年計(jì)發(fā)生一次的機(jī)會(huì)NTM正常湍流模型（見(jiàn)6313）NWP正常風(fēng)廓線模型（見(jiàn)6312）F疲勞U最大N正常的和極端的A非正常的T運(yùn)輸和安裝疲勞安全系數(shù)（見(jiàn)763）741發(fā)電（DLC1119）這種設(shè)計(jì)工況，WTGS處在運(yùn)行狀態(tài)，并被接有電力負(fù)載。WTGS總布局應(yīng)考慮風(fēng)輪不平衡的影響。設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)考慮制造中規(guī)定的最大不平衡重量的氣動(dòng)不平衡（如葉片漿距和偏航角）。另外，理論最佳運(yùn)行狀態(tài)偏差，如偏航角偏差，控制系統(tǒng)軌跡誤差等，在分析運(yùn)行荷載時(shí)應(yīng)予考慮。計(jì)算中應(yīng)假設(shè)各種情意最不利的組合，例如風(fēng)向變化與偏航角偏差的組合（DLC18）或陣風(fēng)與電負(fù)荷損失（DLC15）的組合。設(shè)計(jì)載荷情況DLC11和12包含了由大氣湍流造成的載荷要求。DLC13和1619規(guī)定了WTGS使用壽命期間可能出現(xiàn)的臨界事件的瞬態(tài)情況。DLC14和15考慮的則是外部故障和電負(fù)荷損失的瞬態(tài)情況。742發(fā)電兼有故障（DLC2123）控制系統(tǒng)或保護(hù)系統(tǒng)故障，電氣系統(tǒng)內(nèi)部故障（如發(fā)電機(jī)短路），WTGS大的負(fù)荷都有可能在發(fā)電過(guò)程中發(fā)生。對(duì)DLC21控制系統(tǒng)產(chǎn)生的故障（認(rèn)為是正?，F(xiàn)象）應(yīng)進(jìn)行分析。對(duì)DLC22保護(hù)系統(tǒng)或內(nèi)部電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的故障（認(rèn)為是罕見(jiàn)的現(xiàn)象）應(yīng)進(jìn)行分析。如果發(fā)生故障后未能引起立刻關(guān)機(jī)，由此產(chǎn)生的荷載可導(dǎo)致嚴(yán)重疲勞破壞，這種情況可能持續(xù)的時(shí)間，應(yīng)在DLC23中估計(jì)到。GB/T184511200123743起動(dòng)（DLC3133）這種設(shè)計(jì)工況包括WTGS從靜止或空轉(zhuǎn)狀態(tài)到發(fā)電狀態(tài)的瞬間作用于其上的所有載荷。744正常關(guān)機(jī)（DLC4142）這種設(shè)計(jì)工況包括WTGS從正常發(fā)電到靜止或空轉(zhuǎn)狀態(tài)的瞬間作用于其上的所有載荷。745緊急關(guān)機(jī)（DLC51）由緊急關(guān)機(jī)造成的載荷增長(zhǎng)應(yīng)予考慮。746停機(jī)（靜止或空轉(zhuǎn)）（DLC6162）風(fēng)力機(jī)停機(jī)時(shí)，風(fēng)輪停止不動(dòng)或空轉(zhuǎn)，此時(shí)應(yīng)考慮極限風(fēng)況。如果某些零件產(chǎn)生嚴(yán)重疲勞損壞（例如由空轉(zhuǎn)葉片重力造成疲勞破壞），應(yīng)考慮對(duì)應(yīng)各種風(fēng)速的空轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)即不發(fā)電時(shí)數(shù)。電網(wǎng)損壞對(duì)停機(jī)后的風(fēng)力機(jī)的影響也應(yīng)加以考慮。747停機(jī)兼有故障（DLC71）WTGS停機(jī)中，由于電網(wǎng)或WTGS自身故障造成的不正?，F(xiàn)象，要進(jìn)行分析。任何故障，電網(wǎng)虧損造成的WTGS正常特性變化可能造成的結(jié)果，都應(yīng)成為分析對(duì)象。故障原因應(yīng)與極端風(fēng)速模型（EWM）和一年一遇的外部條件結(jié)合起來(lái)分析。748運(yùn)輸、組裝、維護(hù)和修理（DLC81）制造廠應(yīng)指定WTGS運(yùn)輸、組裝、維護(hù)和修理中的風(fēng)況和設(shè)計(jì)工況。如果在WTGS上有大的載荷產(chǎn)生，那么就應(yīng)考慮規(guī)定一個(gè)最大允許風(fēng)況。75載荷計(jì)算對(duì)每種設(shè)計(jì)載荷情況都要考慮731734中敘述的載荷。也要考慮下列相關(guān)問(wèn)題由WTGS自身引起的流場(chǎng)的擾動(dòng)（尾流誘導(dǎo)速度、塔影效應(yīng)等）；三維流對(duì)葉片氣動(dòng)特性的影響（例如三維失速和葉尖氣動(dòng)損失）；不穩(wěn)定空氣動(dòng)力影響；結(jié)構(gòu)動(dòng)力與振動(dòng)的耦合模型；氣動(dòng)彈性影響；WTGS控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作的影響。76最大極限狀態(tài)分析761方法安全系數(shù)取決于載荷和材料的不確定性和易變性。分析方法的不確定性以及失效零件的重要性。7611安全系數(shù)為保證載荷與材料的安全設(shè)計(jì)值，載荷與材料的不確定性和易變性用公式（21）與（22）確定的載荷與安全系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。（21）KFDF式中FD載荷的設(shè)計(jì)值；F載荷安全系數(shù)；FK載荷的實(shí)際值。載荷的實(shí)際值不容易估計(jì)出。（22）KMDF1式中FD材料的設(shè)計(jì)值；M材料安全系數(shù)；FK材料性能值。GB/T184511200124本標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用的載荷安全系數(shù)還要考慮下列因素載荷實(shí)際值