IEC61400-12017中文版

1、風力發(fā)電機組功率特性測試（IEC61400-12-1 ）1范圍IEC61400的這一部分規(guī)定了一種測量單臺風力發(fā)電機功率性能特點的程 序，該部分適用于所有類型和容量的并網(wǎng)風力發(fā)電機的測試。止匕外，本標準描述了一種用來確定并網(wǎng)或與蓄電池組相連的小型風力發(fā)電機組（如IEC61400-2中所定義）功率性能特點的程序。這種測試程序可以用于特定風力發(fā)電機組在特 定地理位置的性能評估，但是同樣，當特定場地條件和數(shù)據(jù)過濾的影響被考慮在 內(nèi)的時候，該方法也可以用來對不同模式或不同設置的風力發(fā)電機組進行一般性 比較。風力發(fā)電機的功率性能特點由測量功率曲線和估算的年發(fā)電量（AEP）決定。測量功率曲線定義為風速與風

2、力發(fā)電機組輸出功率之間的關(guān)系，它是通過在測試場地同步采集一段時間的氣象變量（包括風速）信號和風力發(fā)電機組信號（包括 輸出功率）來確定，該時間段要足夠長，使得在一定的風速范圍和風況、大氣條 件變化的情況下，能建立統(tǒng)計意義上的有效數(shù)據(jù)庫。AEP是利用測量功率曲線和參考風速的頻率分布計算而得，且假設風力發(fā)電機組的可利用率為100%該文件描述的測量方法要求對不確定度來源及其合成的影響進行評估，作為測量功率曲線和計算得到的發(fā)電量的補充。2規(guī)范性引用文件本文中引用了以下文件，這樣，引用文件的部分或者全部內(nèi)容構(gòu)成了本文件的要求。對于注明日期的的引用文件，僅注明日期的版本使用于本文件， 對于未 注明日期的引用

3、文件，其最新版本（包括任何修改單）適用于本文件。IEC 60688: 2012,將交流和直流電量轉(zhuǎn)換成模擬信號或數(shù)字信號的電測量變送 器IEC 61400-12-2: 2013,風力發(fā)電機， 第12-2部分：基于機艙風速計的風力發(fā)電機組的功率特性測試IEC 61869-1: 2007,儀表用變壓器，第一部分：一般要求IEC 61869-2: 2012,儀表用變壓器，第二部分：電流互感器用附加要求IEC 61869-3: 2011,儀表變壓器， 第3部分：感應式電壓互感器用附加要求ISO/IEC GUIDE 98-3: 2008,測量不確定度，第3部分：測量不確定度的表達指南（GUM-1995）

4、ISO/IEC 17025: 2005,檢測和校準實驗室能力的通用要求ISO/IEC 17043: 2010,合格評定，能力驗證的一般要求ISO 2533: 1975,標準大氣壓ISO 3966: 2008,封閉管道中液體流量的測量-用皮托靜壓管的速度面積法3術(shù)語和定義3. 1準確度被測量（物）的測量值與真實值的接近程度。3. 2年發(fā)電量（AEP）利用測量功率曲線和輪轂高度處不同風速頻率分布估算得到的一臺風力發(fā) 電機組一年時間內(nèi)的總發(fā)電量，計算中假設利用率為100%3. 3大氣穩(wěn)定度一種激發(fā)或抑制風垂直混合趨勢的測量。 3.4復雜地形測試場周圍地形屬顯著變化的地帶或有可能引起氣流畸變的障礙物地

5、帶。3. 5切入風速使風力機開始發(fā)電的最低風速。3. 6切出風速由于風速過高使得風力機與電網(wǎng)斷開的風速。3. 7數(shù)據(jù)組在規(guī)定的連續(xù)時間段內(nèi)采集的數(shù)據(jù)集合。3. 8距離常數(shù)風速計的時間響應指標。定義為風速計顯示值達到輸入風速實際值得63%時，通過風速計的氣流行程長度。 3. 9外推功率曲線用估計方法對測量功率曲線從測量的最大風速到切出風速的延伸。3. 10氣流畸變由障礙物、地形變化或其他風力發(fā)電機組引起的氣流改變，具結(jié)果是相對 自由流產(chǎn)生了偏離，造成一定程度的風速測量不確定度。3. 11輪轂高度從地面到風力發(fā)電機組風輪掃掠面中心的高度。3. 12測量功率曲線按確定的測量程序測試，修正和標準化處理

6、后，風力發(fā)電機組凈電功率輸 出與風速的函數(shù)關(guān)系，用圖形和表格表示。3. 13測量周期功率特性測試中所收集具有統(tǒng)計意義的重要數(shù)據(jù)的時間段。3. 14測量扇區(qū)測取功率曲線所需數(shù)據(jù)的風向扇區(qū)。3. 15區(qū)間方法將測試數(shù)據(jù)按照風速間隔區(qū)間分組的數(shù)據(jù)處理方法。3. 16凈有功功率風力發(fā)電機組輸送給電網(wǎng)的電功率值。3. 17正常維護除去正在進行功率性能測試的事實，根據(jù)定義的定期維護計劃進行的任何 干預，例如油更換、葉片清洗（或者其他干預，即除了功率特性測試之外）和任 何超出定期維護計劃范圍的干預（如損壞原件的修理），而不是風力發(fā)電機組配 置改變。3. 18障礙物阻擋風流動，產(chǎn)生氣流畸變的固定物體，如建筑物

7、和樹。3. 19槳距角在指定的葉片徑向位置（通常100%十片半徑處），葉片玄線與風輪旋轉(zhuǎn)平 面間的夾角。3. 20功率系數(shù)風力發(fā)電機組凈功率輸出與風輪掃掠面上從自由流得到的功率之比3. 21功率特性風力發(fā)電機組發(fā)電能力的度量。3. 22額定功率部件、儀器和裝置在特定運行條件下測得的功率值，通常有制造商標定。3. 23風輪等效風速如方程（5）所示，考慮風速隨高度變化時，與通過風輪掃掠區(qū)域的動能通量一致的風速。3. 24特殊維護正常維護計劃范圍之外和非風力發(fā)電機組配置改變的任何干預，即測試期間為了提升功率特性的操作，如：事先未安排的葉片清洗、任何必要元件的替換等。3. 25標準不確定度用標準偏差表

8、示的測量結(jié)果不確定度。3. 26掃掠面積對于水平軸風力發(fā)電機組，是指旋轉(zhuǎn)風輪在垂直于旋轉(zhuǎn)軸平面上的投影面積。3. 27測試場地被測風力發(fā)電機的位置及其周圍環(huán)境。3. 28測量不確定度關(guān)系測試結(jié)果的，表征由測量造成可得量值合理離散的參數(shù)。3. 29測風設備氣象桅桿或遙感設備。3. 30風切變通過風力機風輪的風速隨高度的變化規(guī)律3. 31風切變指數(shù)定義風速隨高度變化的幕法則的指數(shù) a o注1：這個參數(shù)用作附錄C里場地標定時風切變大小的測量， 除此之外可能 也有其它用途。幕法則公式是：VV 仔:（1）h H式中：Vh是輪轂高度風速；H是輪轂高度；Vzi是Zi高度的風速；口是風切變指數(shù)。3. 32風轉(zhuǎn)

9、向風向隨通過風力發(fā)電機組風輪高度的變化。4符號和單位A風輪掃掠面積m2A第i個風輪段的面積m2AW威布爾分布因子m/ sAEP年發(fā)電量WhB大氣壓PaiB10min測量氣壓的10min平均值PaCh皮托管頭系數(shù)Cp ,i第i個區(qū)間的功率系數(shù)COA廣義氣動扭矩系數(shù)CT推力系數(shù)c參數(shù)的（偏微分）靈敏系數(shù)CB,i第i個區(qū)間的氣壓靈敏系數(shù)W/ PaCd ,i第i個區(qū)間的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靈敏系數(shù)c index指標參數(shù)的靈敏系數(shù)Ck,i第i個區(qū)間的第k個分量的靈敏系數(shù)cT,i第i個區(qū)間的氣溫靈敏系數(shù)W/KCv,i第i個區(qū)間的風速靈敏系數(shù)Ws/mc ：,i第i個區(qū)間的空氣密度修正靈敏系數(shù)Wm3/ kgD風輪直徑

10、mDe等效風輪直徑mDn鄰近運行風力發(fā)電機組的風輪直徑md測風塔直徑mF(V)風速的瑞利累計概率分布函數(shù)fi一個風速區(qū)間內(nèi)風速的相對出現(xiàn)概率fr,MM利用測風塔上安裝的儀器測量的風切變修正系數(shù)fr,RSD利用遙感設備測量的風切變修正系數(shù)H風力發(fā)電機組的輪轂高度mh障礙物高度mI風杯式風速計的轉(zhuǎn)動慣量kgm k級數(shù)k威布力、形狀因子kb阻塞修正系數(shù)kc風洞校準系數(shù)kf相對其他風洞的風洞修正系數(shù)（只用于不確定度估算）kp空氣密度的濕度修正KB,t氣壓計靈敏度Kb,s氣壓計增益Kb,cI氣壓計米樣頻率KT,t溫度傳感器靈敏度K/AKt,s溫度傳感器增益A/ VKT ,d溫度傳感器采樣率K p,t壓力

11、傳感器靈敏度K P,s壓力傳感器增益K p,d壓力傳感器采樣轉(zhuǎn)換Lm二支架測風塔的支架間距mL風力發(fā)電機組與測風塔之間的跑離mLe風力發(fā)電機組或測風塔與障礙物之間的跑離mLn風力發(fā)電機組或測風塔與鄰近運行風力發(fā)電機組之間的距離mlh障礙物高度m1 w障礙物寬度mM每個區(qū)間內(nèi)的/、確定度分量個數(shù)MaA類/、確定度分量個數(shù)MbB類/、確定度分量個數(shù)N區(qū)間個數(shù)Nh一年內(nèi)的小時數(shù)，約8760小時hNi風速區(qū)間i內(nèi)10min數(shù)據(jù)組個數(shù)Nj風向區(qū)間j內(nèi)10min數(shù)據(jù)組個數(shù)n米樣間隔內(nèi)的米樣數(shù)nh可用測量高度的個數(shù)PO障礙物的孔隙度（0:實心的，1:無障礙物）P第i個區(qū)間的標準化平均功率WPn標 準化功 率

12、W九第i個區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)組j的標準化功率輸出WP0min測量功率的10min平均值WP蒸汽壓力PaQa氣動扭矩NmQf摩擦扭矩NmR風輪半徑mRo干燥空氣氣體常數(shù)（28705）J/kgKRd到測風塔中心的距離mRw水蒸氣氣體常數(shù)（4615）J/ kgKRSD遙感設備r風速計校準相關(guān)系數(shù)sA類不確定度分量Sa風洞風速時1局予列的A類不確定度sk,i第i個區(qū)間內(nèi)分量k的A類標準/、確定度Si第i個區(qū)間內(nèi)合成標準/、確定度sP,i第i個區(qū)間內(nèi)功率的A類標準/、確定度WSsc場地標定的A類標準不確定度m/ssw,i第i個區(qū)間內(nèi)氣象變量的A類標準/、確定度Whs :,-j第j個區(qū)間內(nèi)風速比的A類標準/、確定

13、度S測風塔可靠性T絕對溫度KTI湍流強度T10m int測量絕對氣溫的10min平均值時間KsU風速m/ sUd中心風速偏差值m/ sUeq等效水平風速m/ sUi第i個區(qū)間內(nèi)的風速m/ sUt臨界風速m/ sU風速矢量uB類不確定度分量UAEP年發(fā)電量估計的合成標準不確定度WhUB,i第i個區(qū)間內(nèi)氣壓的B類標準/、確定度PaUc,i第i個區(qū)間內(nèi)功率的合成標準/、確定度WUi第i個區(qū)間內(nèi)的B類標準/、確定度U index索引參數(shù)的B類標準/、確定度Uk,i第i個區(qū)間內(nèi)分量k的B類標準/、確定度Up,i第i個區(qū)間內(nèi)功率的B類標準/、確定度WUv,i第i個區(qū)間內(nèi)風速的B類標準/、確定度m/ sUT

14、,i第i個區(qū)間內(nèi)溫度的B類標準/、確定度KU :,i,j場地標定在風速區(qū)間i和風向區(qū)間j內(nèi)的合成標準不確定度m/sU ：；i第i個區(qū)間內(nèi)空氣密度的B類標準不確定度kg/m3V風速m/ sVave輪轂高度處的年平均風速m/ sVi第i個區(qū)間內(nèi)的標準化平均風速m/sVn標準化風速m/ sVn,i,j第i個區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)組j的標準化風速m/ sVi0min測量風速的10min平均值m/sv風速橫向分量m/sv平均氣流速度m/sveq測量的等效風速m/sveq,final最終風輪等效風速m/sVeq,MM基于測風塔測量的等效風速m/ sveq,RSD基于遙感設備測量的等效風速m/ svh輪轂高度風速m/

15、svh, MM測風塔測量的輪轂高度風速m/svhn對于一個具體的風切變剖面的標準化輪轂高度風速m/svh, RSD遙感設備測量的輪轂高度風速m/svi高度i處的測量風速m/ svzi高度vzi處的測量風速m/ sWME風測量設備w風速垂直分量m/swi確定偏差包絡的加權(quán)函數(shù)Xk預處理時間周期內(nèi)的參數(shù)平均X10min10min參數(shù)平均x下風向障礙物到測風塔或者風力發(fā)電機組的距mz地面以上的高度mz第i個風輪段的高度mot風切變指數(shù)的幕律0 名max,i風速范圍內(nèi)任意風速區(qū)間的最大偏差 m/s日受擾扇區(qū) k卡爾曼常數(shù)（0. 4）九速比P空氣密度kg/mPkin =入2： Vcost： 一； hub

16、 dA%標準空氣密度kg/m3Omin空氣密度的10min平均值kg/m3仃P(guān),i第i個區(qū)間內(nèi)標準化功率數(shù)據(jù)的標準偏差 W50min參數(shù)10min平均標準偏差Qu EG縱向/橫向/垂直風速的標準偏差相對濕度（范圍0100%切角速度 s15功率特性測試方法概述由于大氣穩(wěn)定度條件，大型風力發(fā)電機組的風輪高度以上的風切變和風轉(zhuǎn)向 可能會有顯著變化，同樣它也取決于場地地形。出現(xiàn)極端大氣穩(wěn)定度條件是一種 場地特定問題，如果出現(xiàn)在功率測試期間，功率曲線可能會有顯著變化。本標準中使用的功率特性測試方法是基于一種功率曲線的定義，該定義表述的是功率與風速的關(guān)系，這里風速表示的是流經(jīng)風輪掃掠區(qū)域的風的有效動能通

17、量。通過垂直捕獲區(qū)域的動能通量 （指某一時間點或時間段，典型10min,假設 這段時間風速不變）的一般關(guān)系表達式為：1 一 3(2)Pkin =.百 V3dA(3)式中，通過風輪區(qū)域空間中某一點的風速 V是指水平風速。水平風速定義 為的瞬時風速矢量的水平分量的平均值， 該風速矢量僅包括縱向和橫向（但不包 含垂直的）的分量。當我們考慮水平軸風力發(fā)電機組時， 風轉(zhuǎn)向同樣要被考慮且 風的動能要根據(jù)輪轂高度風向修正：式中，中hub是輪轂高度風向。極端大氣穩(wěn)定度條件下大型風力發(fā)電機組的 輪轂高度的風轉(zhuǎn)向可能會有顯著變化，風轉(zhuǎn)向也取決于場地地形。本標準中，不考慮水平面的風切變和風轉(zhuǎn)向。因此，能量等效風速對

18、應于 風中的動能來自公式（3）動能表達式的一般描述：門3 Y3Veq = /（Vcos（* 九b）dA |（4）1A式中，i表示風輪區(qū)域內(nèi)的高度。雖然水平風速被認為是有影響的風速參數(shù)， 但是在非水平流量大的場地（上 流或下流），水平風速的測量和風力發(fā)電機組響應都會有附加的不確定性。風輪以上風切變和風轉(zhuǎn)向低且均勻的場地（對于風輪直徑小的風力發(fā)電機組 風流動條件可能更復雜），輪轂高度測量風速可以很好的代表風輪捕獲的動能。 輪轂高度風速是根據(jù)該標準所有早期版本功率曲線定義的。由于那個原因，測量輪轂高度風速是一個默認的風速定義且應一直測量和記錄，即使可以獲得更多的風輪高度上風速的綜合測量。預計是極端氣

19、候穩(wěn)定度條件頻繁出現(xiàn)的場地和季節(jié)，建議一直測量風切變。如果沒有測量整個風輪高度區(qū)域內(nèi)的風切變和風轉(zhuǎn)向，則應增加一個等效風 速的不確定度。這個不確定度隨著更多測量風速和風向的使用而減小。如果僅局 限于輪轂高度的測量而沒有測量風輪最重要部分的風切變，那么這就意味著有一 個確定等效風速的不確定度。對于小型風力發(fā)電機組，風切變和風轉(zhuǎn)向的影響不大，風速可由輪轂高度測 量風速代表，不用增加一個由于缺少風切變和風轉(zhuǎn)向測量硬氣的不確定度。對于垂直軸風力發(fā)電機組，風切變的影響不必給出，風轉(zhuǎn)向的影響也可忽略。因為如果測試風力發(fā)電機組和測風設備位于任何風力發(fā)電機組的尾流中， 測 試風力發(fā)電機組位置和測風設備位置的風

20、況可能有顯著不同， 所以這種情況應從 測試中排除。大型風力發(fā)電機組風輪高度以上的空氣密度 p同樣會有變化。但是這種變化 很小。在功率特性測試方法實際執(zhí)行的時候，能夠充分定義和確定僅在輪轂高度 的空氣密度。功率曲線標準化到測試期間測試場地的平均空氣密度或預定義的標 準空氣密度下。功率曲線同樣受測試場地湍流影響， 且風輪上的湍流強度可能不同。本標準 中，僅考慮輪轂高度的場地湍流。高湍流增加了切入時和標稱功率調(diào)節(jié)時功率曲 線的曲率半徑，而低湍流將使這些功率曲線的角更加尖銳。場地湍流應被測量并 作為功率曲線的補充。如果需要，可用附錄 M的方法作特定湍流的標準化?？傊?，依據(jù)該標準的功率曲線是一種特定氣候

21、條件下的功率曲線，如下：a）空間中點的風速定義為水平風速；b）功率曲線風速定義為輪轂高度風速。這個定義可能用考慮垂直風切變和風轉(zhuǎn)向的等效風速（如方程（4所定義）作為補充；c）空氣密度是輪轂高度的測量空氣密度，功率曲線標準化到測試期間場地 平均空氣密度或預定義的標準空氣密度；d）湍流是輪轂高度測量的湍流，功率曲線不根據(jù)湍流強度進行標準化；e）功率曲線可以標準化到各種氣候條件的更廣的范圍 （如：特定空氣密度、 湍流強度、垂直風切變和風轉(zhuǎn)向等）。在該標準中，應提供所有必要的測量、標定、分類、數(shù)據(jù)修正、數(shù)據(jù)標準化和不確定度確定程序。但是，如果不是所有參數(shù)都被充分測量的話， 那么應使 用由于缺乏測量引起

22、的不確定度。例如，這會運用到僅有輪轂高度風速傳感器的 大型風力發(fā)電機組功率曲線測量中。 這樣的話，不確定度應適用于風切變和風轉(zhuǎn) 向的變化。可通過測量所有要求參數(shù)和使用所有相關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)使用該標準的最好結(jié)果。但是，如果這不可能，測試設置和程序使用也有其他選擇。這些選擇如表1所示。這些選擇是指測風設備的使用、使用的標準化和缺少測量引起的附加不確 定度。Table 1符合該標準要求的功率曲線測量的測風配置概述測風配置1.輪轂高度測 風塔和測量所 有局度的遙感 設備2.低于輪轂高 度的測風塔和 測量所啟高度 的遙感設備3.高于輪轂高 度的測風塔4.輪轂高度測 風塔典型應用平坦地形大型 風力發(fā)電機組 （見

23、附錄B）平坦地形大型 風力發(fā)電機組 （見附錄B）所有地形大型 和小型風力發(fā) 電機組所有地形大型 和小型風力發(fā) 電機組測風傳感器7. 2.3 , 7. 2. 57.2. 3 , 7. 2. 57. 2. 3 , 7.2. 47.2. 3特立?工候功率 曲線確定的標 準化程序空氣密度，風切變；9. 1. 5和 9. 1. 3. 4空氣密度，風切變；9. 1. 5 和 9. 1. 3.4空氣密度，風切變；9. 1.5和 9. 1.3. 4空氣密度；9. 1.5缺少風切變測量引起的附加/、確定度無附加測量不 確定度取決于 測量高度覆蓋 度 E. 11.2.2無附加測量不 確定度取決于 測量高度覆蓋 度

24、 E. 11.2. 2無附加測量不 確定度取決于 測量高度覆蓋度 E. 11. 2. 2缺少垂直風切 變大型風力發(fā) 電機組附加總 /、確定度E. 11.2. 2可選的標準化湍流，風轉(zhuǎn)向湍流，風轉(zhuǎn)向湍流，風轉(zhuǎn)向湍流，風轉(zhuǎn)向程序和上流角度；9. 1.6 和9. 1.4和上流角度；9. 1. 6 和9. 1. 4和上流角度；9. 1.6 和9. 1.4測風塔氣流畸變；9. 1.2,場 地標aE；附錄C和上流角度；9. 1. 6;場地標 定；附錄C6功率特性測試的前期準備1概述與風力發(fā)電機組功率特性測試相關(guān)的特定的測試條件應該被明確定義并且 記錄在測試報告中，詳見第10章。2風力發(fā)電機組及其電氣連接如

25、第10章中所述，應該描述并且記錄風力發(fā)電機組及其電氣連接情況，用 以唯一確定被測風力發(fā)電機組的配置。3測試場地3. 1概述在測試場地，測風設備應該安裝在風力發(fā)電機組附近用以確定風力發(fā)電機 組的驅(qū)動風速。測試場地的風切變和大氣穩(wěn)定度特點可能對測風和風力發(fā)電機組的實際功 率特性有明顯影響。一般來說，大氣穩(wěn)定度呈現(xiàn)晝夜循環(huán)規(guī)律，在夜間，形成穩(wěn) 定大氣，在白天，當太陽照射使地表發(fā)熱時，形成中性平衡或不穩(wěn)定大氣，使邊 界層的湍流和混頻增加。風切變、風轉(zhuǎn)向和湍流都是大氣穩(wěn)定度的函數(shù)， 并且影 響輪轂高度處風速與風輪參考風速之間的關(guān)系，異常情況可能會影響風力機的能 量轉(zhuǎn)換。其次，氣流畸變影響可能造成測風設備

26、處的測量風速和風力發(fā)電機組處 的風速不一樣，雖然二者是相關(guān)的。測試場地需要對可能引起氣流畸變的因素進行評估，以便：a）選擇測風設備位置b）確定合適的測量扇區(qū)c）確定是否需要場地標定，然后根據(jù)附錄C通過測量來確定合適的氣流修 正系數(shù)d）評估氣流畸變引起的不確定度應特別考慮以下因素：1）地形變化和粗糙度2）其他風力發(fā)電機組3）障礙物（建筑物，樹木等）測試場地的情況應記錄清楚,詳見第 10章中的說明6. 3. 2測風設備的位置應特別注意測風設備的位置。它不應離風力發(fā)電機組太近，否則風力發(fā)電機 組前面的風速會受影響，同樣，它也不應離風力發(fā)電機組太遠， 否則風速和輸出 功率之間的相關(guān)性會減小。測風設備應

27、置于距風力發(fā)電機組2D4D （D為風輪直徑）的位置，推薦使用 2.5D的距離。如果為垂直抽風力發(fā)電機，參考附錄 H. 4。進行功率測試前，為幫助選擇測風塔位置，應考慮在所有扇區(qū)內(nèi)排除排除測 風設備或風力發(fā)電機組受氣流干擾的測量扇區(qū)。大多數(shù)情況下，測風設備的最佳位置是位于風力發(fā)電機組的上風向，測試過程中大部分有效風都來自這個方向。 不過，有些情況下，將測風設備安裝在風力 發(fā)電機組旁邊也許更合適，因為風條件會更加相似，例如風力發(fā)電機組安裝在山 脊上的情況。3. 3測量扇區(qū)測量扇區(qū)應排除有明顯障礙物和其他風力發(fā)電機組的方向，從被測風力發(fā)電 機組和測風設備二者看過去都應如此。應當運用附錄A的程序排除所

28、有受鄰近風力發(fā)電機組和障礙物的尾流影響 的扇區(qū)。測風設備與被測風力發(fā)電機組距離分別是 2D、2. 5D和4D時，測風設 備受到被測風力發(fā)電機組尾流影響而排除的擾動扇區(qū)如圖1所示。減小測量扇區(qū)的原因可能是特殊的地形情況，或者在有復雜構(gòu)造物的方向上獲取了不合適的測 量數(shù)據(jù)。減小測量扇區(qū)的所有原因都應有明確記錄。M己與t lo mrird turbine 匚mkw lirreDisMncc uf mt?l&cxcligy mast Lu wind 2D and 4U, 2.5。K rtLUfnrTtridtdWind1 川 bineDisturbed secior diuo to wako oi w

29、ind tui trine on rrieteordogy masl (Annex A): at2fl： 81* al 2,5n： 74u 小4t) 時Malmum neasureintnt seel or：at2Di 279at23次286at4D: 301*Figure 1 - Requirements as to distance of the wind rneasurement equiipment and maximum allowed measurement sectors3. 4地形產(chǎn)生的氣流畸變引起的修正系數(shù)和不確定度由于地形變化可能引起氣流畸變，應對測試場地進行評估。附錄 B

30、中要求 的場地評估應確定在不進行場地標定的情況下是否可以測量功率曲線。如果測試場地滿足附錄B的要求就無需進行場地標定。假定不需要氣流畸變修正，則當 測風設備在距風力發(fā)電機組 2D- 3D處,有測試場地氣流畸變引起的不確定度至 少是測量風速的2%當測風設備在3D4D處，不確定度為3%更大。除非有客 觀證據(jù)對上述不確定度有不同的量化。如果測試場地不滿足附錄 B的要求，或者要減小測試場地氣流畸變引起的 不確定度，則應依據(jù)附錄 C進行測試場地標定，對每個扇區(qū)給出測量的氣流修 正系數(shù)。7測試設備1電功率風力發(fā)電機組凈電功率的測量應采用功率測量裝置（例如：功率變送器）， 并基于每相的電流和電壓進行測量。電

31、流互感器級別應滿足IEC 61869-2的要求；如果使用電壓互感器，級別 應滿足IEC 61869-3的要求。兩種互感器的精確度應為 0.5級或更高。如果功率測量裝置是功率變送器，她的精確度應慢速IEC60688的要求并且級別要求為0.5級或更高。如果功率測量裝置不是功率變送器，則其測量精確度 應等同于功率變送器的0. 5級。功率測試裝置的量程應設置為被測風力發(fā)電機組 瞬時功率的正負峰值。對于主動控制調(diào)節(jié)的風力發(fā)電機組， 建議功率測試裝置的 滿刻度量程應設置為風力發(fā)電機組額定功率的 -25%+125%在測試期間所有數(shù) 據(jù)都應作周期性檢查，以確保不會超出功率測試裝置的量程。功率變送器應依據(jù) 可溯

32、源性標準進行校準。功率測試裝置應安裝在風力發(fā)電機組和電網(wǎng)連接點之問，以確保測量的僅是凈有功功率，即減去風力發(fā)電機組自身消耗的功率，應說明測量是在變壓器的風力發(fā)電機組側(cè)還是在電網(wǎng)側(cè)進行。2風速2. 1概述僅測量輪轂高度（HH）風速是默認的風速定義，并且一直被沿用。由于只 有一個測量高度以及因缺少風切變和風轉(zhuǎn)向輪廓測量產(chǎn)生的附加不確定度（見 E. 11. 2. 2）,這是風輪等效風速定義帶有局限性的情況。建議將風輪高度一半處的風切變測量作為輪轂高度風速的補充以減小風速不確定度。為進一步減小風速不確定度，應將風輪等效風速（REWS）（見9. 1.3. 2和附錄Q）作為功率曲線 的風速輸入。表2總結(jié)了

33、風速測量裝置，里面包括了考慮到各種地形復雜程度情況下，現(xiàn)有的各種測量技術(shù)的局限。遙感設備假設通過掃描區(qū)域的水平流動均勻， 這限 制了這些技術(shù)在非復雜地形條件下功率特性測試中的應用。因此，僅僅符合表 2 配置要求的設備才能被使用。表2風速測量配置（X表示允許配置）風速測量HHHHREWSREWS地形類型非復雜復雜非復雜復雜輪轂高度測風 塔XX輪轂高度測風 塔+遙感設備XXX遙感設備+非 輪轂高度測風 塔XX測風塔覆蓋高度 HH+2/3RXXXX不同的可能傳感器配置包括測風塔頂部風速計、側(cè)裝式風速計、遙感設備和 這些提供輪轂高度風速、風輪等效風速以及風切變剖面測量的設備。章節(jié) 7. 2. 3 至7

34、. 2. 5描述了頂部風安裝、側(cè)面安裝、和遙感傳感器配置的一般要求，同時，章節(jié)7. 2. 6至7. 2. 8描述了應用這些傳感器設備進行測量的具體細節(jié)要求。7. 2. 2測風塔上安裝風速計的總體要求在章節(jié)7. 2. 3至7. 2. 8中描述的以下要求適用于所有杯式和聲波風速計的 應用。杯式和聲波風速計應滿足附錄I的要求。用于功率特性測試的風速計級別 至少應為1.7A或1.7C。另外，對于需要進行場地標定的地形， 建議使用2.5B、 2. 5D或1.7S以上級別的風速計，詳見附錄I和附錄Jo風速計在使用前應進行校準，如果需要的話使用后應再次進行校準（后校 準）。在整個測試周期內(nèi)，務必檢查并有文件

35、證明風速計校準持續(xù)有效。這可以 通過比較原始校準結(jié)果和后校準結(jié)果或者作為一種替代方法?，F(xiàn)場風速計對比可以按照附錄K進行。在進行后校準的地方，在 4m/亂12m/s風速范圍內(nèi)兩次校準擬合曲線的差 值應在0.1%以內(nèi)。功率測試應使用測試前的校準結(jié)果。 風速計校準應根據(jù)附錄 F的程序進行，如果在4m/亂12m/s風速范圍內(nèi)兩次校準擬合曲線的最大差值超 出土 0.1%風速計校準的標準不確定度UVS,precal,i將會增加（最大差值不能超過士 0.2%。如果差值在0.2%；上，當出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差時，附錄 K的現(xiàn)場風速計對比 會用來及時的識別這些點，并摒棄后來出錯的數(shù)據(jù)。當偏差開始出現(xiàn)，如果現(xiàn)場 測試不能確

36、定這些點，則后校準偏差加上一個不確定度。作為一種替代方案，附錄 K中的現(xiàn)場校準程序應用來檢查整個測試周期內(nèi) 風速計的完好性。在這個程序中，一個控制風速計用來監(jiān)控主風速計。 如果一個 風杯式風速計被用作主風速計，則杯式風速計或聲學風速計都可用作控制風速 計。如果聲學風速計被用作主風速計，控制風速計必須為杯式風速計。在推導功 率曲線的風輪等效風速是通過高于輪轂高度的測風塔測量而得的情況下，則在測風塔上應有一個輪轂高度處側(cè)面安裝的主風速計和一個符合附錄G安裝要求的與主風速計相關(guān)聯(lián)的控制風速計。風速測量不確定度來自幾個不確定度來源，詳見表 D.1,校準不確定度應 利用附錄F得出。運行特性不確定度利用附

37、錄I中的風速計分類得出，儀器安裝 不確定度利用附錄G得出。7. 2. 3頂部風速計用頂部風速計測量風速時，應堅持按照附錄 G中的安裝要求。地表以上的 傳感器的安裝高度應通過測量證明，并且測量方法和它的標準不確定度要有文件 證明。高于估計地面高度的風速傳感器高度的測量標準不確定度應小于等于 0. 2m?？刂骑L速計應按照附錄G的要求進行安裝。7. 2. 4側(cè)裝式風速計側(cè)裝式風速計的安裝應依據(jù)附錄 G的要求。側(cè)裝式風速計地面上（見腳注11）的安裝高度應通過測量證明，并且測量方法和它的標準不確定度要有文件證 明。高度測量的標準不確定度應小于等于 0.2m。由于測風塔氣流畸變，允許對側(cè)裝式風速計進行修正

38、，詳見9. 1.2和附錄S。 應記錄修正的技術(shù)基礎和修正影響。吊桿應該具有完全一樣的方向以保證不同高 度處氣流畸變的相似性。測風塔和吊桿設計應該對傳感器有相似的氣流畸變影 響，在所有不同高度之間，最大允許風速差異在1%以內(nèi)。在每一個高度，測風塔橫截面尺寸應保持一致，因此，如果是低處橫截面尺寸更大的獨立測風塔，應依據(jù)附錄G中的規(guī)定進行特殊對待。一種替代方案就是在每個測量高度處獨立 的吊桿上安裝第二個風速計，并且限定測量扇區(qū)，這樣風速測量差異不會超過 1%7. 2. 5遙感設備遙感設備假定掃描量的水平流動均勻，這就限制這些技術(shù)在非復雜地形條 件下功率特性測試中的運用，如附錄 B所示。在測試之前，遙

39、感設備應依據(jù)條 款L. 3進行驗證?；诙鄠€高度的測量（見 7.2.8）,遙感設備是可以用來測量 輪轂高度風速、風切變剖面、風轉(zhuǎn)向、以及風輪等效風速的。任何情況下，遙感 設備應同時與測風塔上頂部風速計對比，對比的高度要大于在風輪下部葉尖高度 的最小值或條款L.1中規(guī)定的40m。頂部風速計的要求均依據(jù) 7.2.3。遙感設備風速測量的不確定度根據(jù)附錄 L得到。7. 2. 6風輪等效風速測量如7.2.8所規(guī)定，如果測量通過風輪的三個或更多高度的風速，則風輪等 效風速可以根據(jù)9. 1.3計算出來。注意至少要測三個高度。以下描述了關(guān)于測量 風輪等效風速的三種選擇：a）滿足7. 2. 3要求的輪轂高度處頂

40、部風速計和滿足 7. 2. 5要求的遙感設備 一起使用并且地形符合附錄B的要求的情況下，則依據(jù)9. 3. 1,輪轂高度風速計 和遙感設備的測量結(jié)果共同確定風輪等效風速。b）風速計不在輪轂高度處但是其他方面滿足 7. 2. 3頂部風速計安裝要求和 滿足7. 2. 5要求的遙感設備一起使用并且地形符合附錄 B的要求的情況下，則 依據(jù)9. 1. 3,由遙感設備測量結(jié)果直接確定風輪等效風速。c）如果使用高于輪轂高度的測風塔，在風輪高度附近分布很多側(cè)裝式風速 計，其中一個處于輪轂高度，則依據(jù) 9.1.3,側(cè)裝式風速計的測量風速直接用于 確定風輪等效風速。7. 2. 7輪轂高度風速測量以下描述了測量輪轂高

41、度風速的三種選擇：a）如果使用的測風塔與輪轂高度一致，則輪轂高度風速測量應符合7. 2.3中的要求。b）如果地形渡河附錄B的要求，則輪轂高度風速可以用符合 7. 2. 5要求的 遙感設備進行測量，應特別注意同時比較遙感設備和頂部風速計。c）使用高于輪轂高度的測風塔可能能更好的捕獲通過風輪區(qū)域的風速。這 種情況下，輪轂高度風速應按照7. 2.4要求，使用吊桿上的側(cè)裝式傳感器進行測 量。對于風速的輪轂高度定義，應考慮到通過風輪的水平風切變或風轉(zhuǎn)向知識的缺失，應基于估算或測量的風切變和風轉(zhuǎn)向，根據(jù)附錄E增加一個不確定度項。若只有一個輪轂高度的測量風速可用，則基于場地特點（例如粗糙地表）或 先前的測量

42、或做場地模型（例如在風資源評估期間）估算的風切變和風轉(zhuǎn)向應用 于不確定度分析的輸入。若使用遙感設備或高于輪轂高度的測風塔上通過風輪的 側(cè)裝式風速計確定輪轂高度風速或者正好有低于輪轂高度的側(cè)裝式儀器并且滿足7.2. 8描述的最低要求，則由遙感設備或側(cè)裝式儀器得到的風切變或風轉(zhuǎn)向應 被用作不確定度評估的輸入。2. 8風切變測量在一定高度范圍內(nèi)可以進行風速測量的地方，應測量風切變，并用于風輪等效風速或風切變指數(shù)的確定。進行風切變測量要么用7. 2. 4描述的側(cè)裝式風速 計，要么用7. 2. 5描述的單獨的遙感儀器。用遙感儀器或測風塔測量風切變的進 一步詳細說明分別見附錄L和附錄G。風輪等效風速應包括

43、輪轂高度以上的風速測量。為了運用基于測量的風切 變修正，應至少測量風輪掃掠區(qū)域內(nèi)的三個風速高度。但是為了得到最小的風速不確定度，建議有盡可能多的測量高度。測量高度應在輪轂高度周圍對稱分布并 且在風輪掃掠區(qū)域的垂直距離上均勻分布。測量高度應包括以下高度作為最低高度：輪轂高度 1%H-R 和 H-2/3R 之間H+2/3R 和 H+R 之間H為風力發(fā)電機組輪轂高度，R為風輪半徑，如圖2所示。如果測風塔高度和輪轂高度一樣或比輪轂高度高出很少，則在輪轂高度以 上沒有風速測量也可以用于風切變測量。在那種情況下，用于得到風切變的測量 應至少包括以下高度：a）靠近輪轂高度的側(cè)裝式風速計滿足附錄 G中與頂部風

44、速計區(qū)分開的要求b）在H-R和H-2/3R之間并且滿足附錄G中對于側(cè)裝式風速計的要求H為風力發(fā)電機組輪轂高度，R為風輪半徑，如圖3所示。Helqht ranqe a)(as near lo H whilst slill satisfying Annex G)Htdighi rangeGround level(w IisFigure 3 - Wind shear measurement heights when no wind speed measurements above hub height are available （for wind shear exponent determinat

45、ion only） 7. 3風向風向測量被用作場地標定的一種輸入、有效風向扇區(qū)的數(shù)據(jù)過濾和確定風 轉(zhuǎn)向。使用風向傳感器測量風向，傳感器可能是風向標、二維或三維聲波風速計 或遙感設備。如果使用聲波風速計，它應與傳統(tǒng)的風向標結(jié)合使用，傳統(tǒng)風向標 作為控制風向標。如果使用遙感設備，應依據(jù)附錄 L進行風向驗證測試。應確定瞬時水平風向和和10min平均值。矢量平均（對瞬時風向值的余弦 和正弦分量進行平均，取平均值的反正切，并調(diào)整為0至360比例）是得到平均風向的一種方法。另一種方法就是擴展風向數(shù)值范圍至360。以上，并計算10min平均值，然后調(diào)整平均值至 0 -360范圍。在風向標的死區(qū)（通常是風 向

46、傳感器本體的正北標記）里面測量的數(shù)據(jù)通常沒有被定義（開路或短路），應 被排除。由校準、運行、和定位引起的風向測量的合成不確定度應低于 5。風 向傳感器應依據(jù)附錄N提供的指導進行校準。7. 4空氣密度空氣密度應由溫度、氣壓、和相對濕度的測量得到。作為濕度測量的替代 方案，如果濕度沒有測量，則假設相對濕度為 50%空氣密度由9. 1.5中的方程 （12）計算得到。溫度傳感器應安裝在輪轂高度10m以內(nèi)，代表風輪中心線的溫度。當使用 的測風塔低于輪轂高度時，參考附錄 G對溫度傳感器的安裝要求。氣壓傳感器應安裝在輪轂高度10m以內(nèi)，代表風輪中心線的氣壓。氣壓測 量應一直依據(jù)ISO2533修正到適當?shù)妮嗇?/p>

47、高度。濕度傳感器應安裝在輪轂高度100m以內(nèi)，代表風輪中心線的濕度5轉(zhuǎn)速和槳距角如有特殊需要可以測量轉(zhuǎn)速和槳距角0例如，若進行與噪聲測試相關(guān)的測量。如果進行測試，則需要在報告中按照第 10章進行說明。7. 6葉片狀況葉片狀況可能影響功率曲線，尤其對失速控制風力機。對可能影響葉片狀況 的因素進行監(jiān)控有益于對風力發(fā)電機組運行狀態(tài)的理解，這些因素包括降水、結(jié)冰和污垢等。7. 7風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)應識別、驗證和監(jiān)控足夠多的狀態(tài)信號以便根據(jù) 8. 4的標準來篩選數(shù)據(jù)。這 些狀態(tài)信號如果可以從風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)得到， 則是完全可行的，應在報告 中說明每種狀態(tài)信號的定義。7. 8數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

48、用于收集測量數(shù)據(jù)并儲存采樣數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)集的統(tǒng)計，其每個通道的采樣頻率至少為1Hz,如8.3所述。將已知信號輸入傳感器末端并將這些輸入信號與記錄數(shù)據(jù)進行比較，可以 驗證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通道（傳輸、信號調(diào)理和數(shù)據(jù)儲存）的校準和準確度。通常與 傳感器的不確定度相比，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的不確定度可忽略不計。8測量程序8. 1概述測試程序的目標是采集一系列明確定義要求的數(shù)據(jù)， 測量程序應確保這些數(shù) 據(jù)有足夠的數(shù)量和質(zhì)量，以精確確定風力發(fā)電機組的功率特性。 如第10章所述， 測試程序應詳細記錄，使每個步驟和測試條件都可以重新查看， 如有必要，可以 重復測量。如附錄D所述，測量準確度可以用測量不確定度表述。在測試期間，

49、數(shù)據(jù) 的周期性檢查以確保測試結(jié)果的高質(zhì)量。在功率特性測試期間，應把所有的重要 事件寫入工作日志。8. 2風力發(fā)電機組運行在測試期間，風力發(fā)電機組應按照其運行手冊中的規(guī)定正常運行， 并且風力 發(fā)電機組的配置不能改變。如第 10章所述，風力發(fā)電機組運行狀態(tài)應被記錄， 測試期間應對風力發(fā)電機組進行正常維護， 但應在測試日志中記錄。任何特殊維 護操作，例如為了保證良好的功率特性所進行的頻繁的葉片清洗應特別注明。這樣的特殊維護操作應避免。8. 3數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)應以1Hz或更高的采樣頻率連續(xù)采集。如果測量溫度、氣壓、濕度、和降雨量，可以用更低的采樣頻率，但是至少每分鐘一次。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應儲存采樣數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)組

50、的以下統(tǒng)計值：a）平均值b）標準差c）最大值d）最小值所選數(shù)據(jù)應基于10min的連續(xù)測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)應持續(xù)采集，知道滿足8.5中定義的要求。8. 4數(shù)據(jù)篩選應確保只有在風力發(fā)電機組正常運行下采集的數(shù)據(jù)用于分析，且數(shù)據(jù)沒有被破壞，下列情況下的數(shù)據(jù)組應從數(shù)據(jù)庫中剔除：a）風速以外的其他外部條件超出風力發(fā)電機組的運行范圍；b）風力發(fā)電機組故障引起的風力發(fā)電機組停機；c）在測試中或維護操作時人工停機；d）測量儀器故障或降級（例如，由結(jié)冰引起）；e）風向在6.3. 3規(guī)定的測量扇區(qū)之外；f）風向在場地標定的有效扇區(qū)之外；g）在場地標定期間過濾的特殊大氣條件，在功率曲線測試期間同樣應被過 濾掉。其他任何篩選

51、標準都應在報告中明確說明。在切出控制算法中，大的滯后環(huán)對于功率曲線的影響可能相當大。這種影響 不應被包含在功率曲線中，并且由于在高風速時切出而使風力發(fā)電機組停止發(fā)電 的所有數(shù)據(jù)組應被剔除。在測試期間風力發(fā)電機組有切出動作的情況下，測試應提供包含數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)點的特殊的數(shù)據(jù)庫。 功率曲線應記錄切入控制算法的 滯后影響以及切入風速以下的附加損失。 切出滯后影響更高風速區(qū)間并且忽視它 可能因此導致過高估計發(fā)電量，尤其對于更高的年平均風速。在測試期間特殊運 行條件（如灰塵、鹽霧、昆蟲和結(jié)冰引起的葉片高粗糙度） 或大氣條件（如降雨、 風切變）下所采集的子數(shù)據(jù)庫可以被選為特殊數(shù)據(jù)庫。8. 5數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)標

52、準化之后（見9.1）,所選數(shù)據(jù)組應采用區(qū)間法分類儲存（見 9.2）。 風速范圍應以0. 5m/s的倍數(shù)為中心被劃分為0. 5m/s連續(xù)區(qū)間。所選數(shù)據(jù)組應 至少覆蓋擴展的風速范圍，即切入風速以下 1m/s到風力發(fā)電機組額定功率85% 對應風速的1.5倍。另一選擇為，風速范圍應擴展為從切入風速以下1m/s到“AEP-測量值”大于或等于 AEP-外推值得95% （見9. 3）對應的風速，AEP- 測量值和AEP-外推信用適當?shù)囊恢碌娘L速（例如，輪轂高度風速推導功率曲線和風速風速分布，在得到 REWS的情況下，通過REWS得到功率曲線和風速分 布）定義來定義的。對于主動變槳控制風力機，當達到了額定功率

53、并且平均功率 改變不超過額定功率的5%者三個連續(xù)風速區(qū)間內(nèi)功率變化不超過 5kw且這三個區(qū)間的功率沒有增加的趨勢，功率曲線同樣被認為是完整的。報告中應說明采 用了上述三種風速范圍標準中哪一種。當滿足下列條件時，數(shù)據(jù)庫被認為是完整的：a）每個區(qū)間至少包含30min的采樣數(shù)據(jù)b）數(shù)據(jù)庫至少包含180h的采樣數(shù)據(jù)單個不完整區(qū)間導致測試不完整，則這個區(qū)間的值應根據(jù)兩個相鄰完整區(qū)間 的線性差值進行估算。數(shù)據(jù)庫應呈現(xiàn)在測試報告中，詳見第 10章。9結(jié)果導出9. 1數(shù)據(jù)標準化9. 1. 1概述在下面的小結(jié)中，對于作用在功率曲線結(jié)果上的主要大氣驅(qū)動力， 描述了三 種標準化方法：空氣密度、風切變和湍流強度。這些

54、標準化的目的是為了對每一個變量通過固定公式的方法提升結(jié)果的精確度。這將在一定程度上允許比較來自不同數(shù)據(jù)組的結(jié)果， 使它們達到相似的量級。各 種標準化應按照圖4中流程圖的指示實施。打川 flow di stort ion陽1 2) l luti l lelghi Oniab Dsla al rnultpleheidhhlFSHe calibrallon (Annex C) Hub Heighl： Da0“REWS Data al mUMple heightsNfMmalts(?d 10 min data-Hub Hui9M MM* |REWS CorrectediECFigure 4 - Pro

55、cess of application of the various normalisations149. 1. 2對側(cè)裝式風速計的測風塔氣流畸變的修正通過側(cè)裝式風速計對測風塔氣流畸變進行風速修正是被允許的（依據(jù)附錄G的要求，在修正之前，測風塔氣流畸變最大為 1% 。任何修正方法應依據(jù)10 的要求記錄。測風塔氣流畸變對風切變測量的影響可以通過減小測量扇區(qū)最小化，在這這些測量扇區(qū)，測風塔氣流畸變在某一界限以下。 任何這樣的扇區(qū)寬度減小的技 術(shù)基礎應被記錄。附錄S給出了一種桁架式測風塔確定氣流畸變的可能方法。9. 1. 3風切變修正（當REWS測量可用時）9. 1. 3.1 概述如果風輪區(qū)域以上的

56、風速不變，則輪轂高度風速可以代表風輪區(qū)域以上的風速并且輪轂高度風速的使用是合理的。 然而，對于大型風力發(fā)電機組，點的風 速（例如在輪轂高度）代表風輪區(qū)域以上風速的假設是不具代表性的。因此，必 須考慮輪轂高度風速的修正和高于風輪的風切變引起的變化。以下定義了三個工程量：a）風輪等效風速b）風切變修正系數(shù)c）風切變修正的風速風切變修正系數(shù)可用于得到附錄 P解釋的特定氣候下的功率曲線。但是， 這種修正基于風力發(fā)電機組能轉(zhuǎn)換所有可用動能的假設。9. 1. 3. 2風輪等效風速當考慮垂直風切變時，風輪等效風速是與流經(jīng)風輪掃掠區(qū)域動能相關(guān)的風速。當獲得了至少三個高度的風速（見 7.2.6）,則風輪等效風速

57、定義為： TOC o 1-5 h z 1 W3J nh 3Al/ L、% 二 .”屋（5）式中：nh是可用的測量高度個數(shù)（nh 3）;Vi是第i個高度的測量風速；A風輪掃掠面積（例如：半徑為 R,掃掠面積為hr2）A第i個分段的面積（例如：風速Vi代表一個分段，通過方程（6）得到）分段（面積為A ）的選擇應使兩段之間的水平分隔線位于兩個測量點的中間。分段面積根據(jù)方程（6）得到：.z 1A = c(z)dz = g億書g z(6)z式中：Z是第i個分段分割線(H-RczcH+R)的高度，與Vi的序號相同(自 上而下或自下而上)。高度z處的風輪寬度為：c(z)=2R2 -(z-H 2(7)式中：R

58、是風輪半徑；H是輪轂高度。完整的函數(shù)是：g億)=(z H K R2 -(z-H 2 + R2arctan|z- H 2(8)lv R2Tz -H 2 )10min風速文件進行REWS計算的例子：在這個例子中，假設風力發(fā)電機組輪轂高度為 80m,風輪直徑100m。利用 測風塔測量5個高度的風速，如果高度可以選擇，理想情況下它們將均勻分布(分 別為40m、60m、80m、120m)。這個例子在一種分別符合 REWS評估目的的 高度。分段界限設置在兩個連續(xù)測量的中間。REWS結(jié)果等于9. 38m/s,見表3。表3 REWS計算例子測量高度 (m)風速(m/s)分段權(quán)重 (%分段下限高度 4 (m)分

59、段上限高 度zi由(m)分段高度 (m)11611. 4616.311081302210010. 4321.049010818809. 2425. 29709020607.8123. 12507020406. 0514. 24305020*分段權(quán)重定義為分段面積與總的風輪掃掠面積之比9. 1. 3. 3風切變修正系數(shù)9. 1. 3. 3. 1情況1:輪轂高度測風塔和遙感設備或遙感設備和低于輪轂高度的測 風塔用遙感設備測量的風切變修正系數(shù)定義為風輪等效風速與輪轂高度測量風速的比,如方程(9):fr,RSD = Veq,RSD Vh,RSD(9)式中：Veq,RSD是遙感設備測量的風輪等效風速，如

60、方程（5）中的定義；Vh,RSD是遙感設備測量的輪轂高度風速。9. 1. 3. 3. 2情況2:測風塔高于輪轂高度fr,MMVeq,MM . Vh,MM(10)用測風塔測量的風切變修正系數(shù)定義為風輪等效風速與測量輪轂高度風速 之比，見方程（10）:式中:Veq,MM是測風塔上風速計測量的風輪等效風速，如方程（5）中的定義;Vh,MM是測風塔上風速計測量的輪轂高度風速。9. 1. 3. 4風速的風切變修正如果輪轂高度風速和風切變是用同種類型的測風設備測量，則風輪等效風 速根據(jù)方程（5）計算。如果輪轂高度風速用測風塔上安裝的風速計測量而風切變用遙感設備測 量，則最終的風輪等效風速根據(jù)方程（11）計