风力发电机组标准.doc

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1、风力发电机组标准(外部条件)作者：中国船级…    内容来源：中国船级社    点击数：167    更新时间：2009/4/16风力发电机组标准(外部条件)、  中国船级社　　 一般要求    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。    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

2、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，

3、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；    

4、 B表示中等湍流特性级；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。           

5、                  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。

6、对于正常设计状态，其决定各载荷情况出现的频率。应采用10min时间周期内的平均风速，来得到轮毂高度处平均风速Vhub的瑞利分布PR(Vhub)，并由下式给出：PR（Vhub）＝1—exp〔—π（Vhub∕2Vave）2〕式中：Vave＝0.2Vref，对标准等级的风力发电机组。(2)正常风廓线模型（NWP）风廓线V（z）可表示成平均风速随离地高度z的变化函数，对标准等级的风力发电机组，正常风廓线由下列幂定律公式给出：V（z）＝Vhub（z∕zhub）a式中：zhub——轮毂高度，幂指数α假定为0.2。风廓线用于确定穿过风轮扫掠面的平均垂直风切变。(3)正常湍流模型

7、（NTM）风湍流是指10min内平均风速的随机变化。风湍流模型应包括风速变化，风向变化和旋转采样的影响。湍流风速的三个矢量分量分别定义如下：——纵向分量：沿着平均风速方向；——横向分量：在水平面内，垂直于纵向分量：——竖向分量：垂直于纵向分量和横向分量。对于正常湍流模型，湍流标准偏差特性值б1，在给定轮毂高度的风速应按概率分布为90%①分位点值给出。对标准等级的风力发电机组,随机风湍流模型速度场应满足下列要求：a）纵向风速分量的标准偏差特性值б1由下式给出：б1＝I15（0.75Vhub+b）式中：b=5.6m/s；I15由表2.2.2.1给出。假定标准偏差不随离

8、地面高度变