风况3——极端风况

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1、风况3——极端风况1．  极端风速模型极端风速模型可能是一个稳定的风模型，也可能是一个带有扰动的风模型。它是基于一个参考风速和一个固定的涡流标准偏差。 在稳定的风模型中，无论是50年重现极端风速，还是1年重现极端风速，都是海拔高度的函数。稳定极端风模型中，偏航较主风向的偏差范围为±15°。 带扰动极端风速模型也是海拔高度函数，略有不同。 2．  极端运行阵风轮毂高度处的阵风幅值有一表达式。由此，风速可以由轮毂高度处阵风幅值表示。 3．  极端涡流模型4．  极端风向改变模型5．  带风向改变的极端

2、连续阵风模型 6．  极端风切模型极端风切可以用瞬态垂直风切或瞬态水平风切表示。风况2——正常风况1．  风速分布风速分布决定着每一种载荷状况出现的频率。10分钟平均风速遵循Rayleigh分布。 2．  风轮廓模型它是一个海拔高度的函数。用来定义风轮扫略面积内的平均垂直风切变。 3．  涡流模型这里有一个重要参数：涡流标准偏差，单位m/s。涡流强度就等于涡流标准偏差与轮毂高度处平均风速的比例。风况1风况分为正常风况和极端风况，极端风况分为1年重现期和50年重现期。 风况通常指一个合并的平均的恒定

3、的气流流量，当然要考虑阵风和涡流的影响。所有的风况中，平均气流相对于水平面8度的气流状况都是考虑的范围。 涡流指10分钟平均风速的随机变动，涡流模型要包括变化的风速、风切、风向的影响。描述涡流的3个风速矢量为：径向矢量——沿平均风速的矢量；侧向矢量——水平的；向上矢量——垂直于径向矢量和侧向矢量。 对于标准的风力机等级，涡流模型的随机风速场要满足一些条件，详见IEC61400风力发电机组标准(外部条件)在风力发电机组的设计中，至少应考虑本节所述的外部条件。一般要求 　　在风力发电机组的设计中，至少

4、应考虑本节所述的外部条件。　　风力发电机组承受环境和电网的影响，其主要体现在载荷、使用寿命和正常运行等方面。为保证安全和可靠性，在设计中应考虑到环境、电网和土壤参数，并在设计文件中明确规定。环境条件可划分为风况和其它外部条件。土壤特性关系到风力发电机组的基础设计。　　各类外部条件可分为正常外部条件和极端外部条件。正常外部条件通常涉及结构长期承载和运行状态。极端外部条件是潜在的临界外部设计条件。设计载荷系由这些外部条件和风力发电机组的运行状态组合而成。　　对结构整体而言，风况是最基本的外部条件。其它

5、环境条件对设计特性，诸如控制系统功能、耐久性、锈蚀等均有影响。　　根据风力发电机组安全等级的要求，设计中要考虑本节所述的正常外部条件和极端外部条件。　　风力发电机组分级 　　风力发电机组的设计中，外部条件应由其安装场地和场地类型决定。风力发电机组的安全等级及相应的风速和风湍流参数应符合表2.2.2.1的规定。　　对需要特殊设计（如特殊风况或其它特殊外部条件）的风力发电机组，规定了特殊安全等级——S级。S级风力发电机组的设计值由设计者确定，并应在设计文件中详细说明。对这样的特殊设计，选取的设计值所反

6、映的外部条件比预期使用的外部条件更为恶劣。近海安装为特殊外部条件，要求风力发电机组按S级设计。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　各等级风力发电机组的基本参数①表2.2.2.1风力发电机组等级 IIIIIIS参考风速Vref〔m/s 〕 5042.537.5由设计者确定各参数AI15 〔—〕 0.16 BI15 〔—〕 0.14 CI15 〔—〕  0.12  　　注：表中数据为轮毂高度处值，其中：　　A表示较高湍流特性级；参考风速Vref为10min平均风速；　　B表示中等湍流特

7、性级；I15风速为15m/s时的湍流强度特性值。　　C表示较低湍流特性级；　　 除表基本参数外，在风力发电机组设计中，还需要某些更重要的参数来规定外部条件。对风力发电机组IA～IIIC级，统称为风力发电机组的标准等级，在本节2.2.3、2.2.4、2.2.5中规定了这些等级的补充参数值。　　一般风力发电机组的设计寿命应为20年。　　对S级风力发电机组，制造商应在设计文件中阐述所采用的模型及主要设计参数值。采用本章模型时，对其参数值应作充分的说明。S级风力发电机组的设计文件应包含本规范附录3所列内容

8、。风况 　　风况的设计值须在设计文件中明确规定，风力发电机组应能承受所确定安全等级的风况。　　从载荷和安全角度考虑，风况可分为风力发电机组正常工作期间频繁出现的正常风况和1年或50年一遇的极端风况。　　在许多情况下，风况可视为定常流与变化的阵风廓线或湍流的结合，在所有情况下，应考虑平均气流相对水平面成8о角时的影响。假定此倾斜角不随高度改变而变化。　　正常风况　　 (1)风速分布　　场地的风速分布对风力发电机组的设计至关重要。对于正常设计状态，其决定各载荷情况出现的频率。应采用10