电工术语风力发电机组.docx
- 文档编号:5014004
- 上传时间:2022-12-12
- 格式:DOCX
- 页数:76
- 大小:680.67KB
电工术语风力发电机组.docx
《电工术语风力发电机组.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工术语风力发电机组.docx(76页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电工术语风力发电机组
电工术语风力发电机组
1概述
“电工术语风力发电机组”标准规定了风力发电机组常用基本术语和定义。
它属中华人民共和国国家标准,CB/12900.53--2001,由中华人民共和国质量监督检验检疫总局2001-09-15批准,自2002-04-01实施。
主要起草人:
王建平、李秀英、孙如林、祁和生。
2定义
本标准采用下列定义:
2.1风力机和风力发电机组
2.1.1风力机windturbine
将风的动能转换为另一种形式能的旋转机械。
2.1.2风力发电机组windturbinegeneratorsystem;WTGS(abbreviation)
将风的动能转换为电能的系统。
2.1.3风电场windpowerstation;windfarm
由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。
2.1.4水平轴风力机horizontalaxiswindturbine
风轮轴基本上平行于风向的风力机。
2.1.5垂直轴风力机verticalaxiswindturbine
风轮轴垂直的风力机。
2.1.6轮毂(风力机)hub(forwindturbines)
将叶片或叶片组固定到转轴上的装置。
2.1.7机舱nacelle
设在水平轴风力机顶部包容电机、传动系统和其他装置的部件。
2.1.8支撑结构(风力机)supportstructure(forwindturbines)
由塔架和基础组成的风力机部分。
2.1.9关机(风力机)shutdown(forwindturbines)
从发电到静止或空转之间的风力机过渡状态。
2.1.10正常关机(风力机)normalshutdown(forwindturbines)
全过程都是在控制系统控制下进行的关机。
2.1.11紧急关机(风力机)emergencyshutdown(forwindturbines)
保护装置系统触发或人工干预下,使风力机迅速关机。
2.1.12空转(风力机)idling(forwindturbines)
风力机缓慢旋转但不发电的状态。
2.1.13锁定(风力机)blocking(forwindturbines)
利用机械销或其他装置,而不是通常的机械制动盘,防止风轮轴或偏航机构运动。
2.1.14停机parking
风力机关机后的状态。
2.1.15静止standstill
风力发电机组的停止状态。
2.1.16制动器(风力机)brake(forwindturbines)
能降低风轮转速或能停止风轮旋转的装置。
2.1.17停机制动(风力机)parkingbrake(forwindturbines)
能够防止风轮转动的制动。
2.1.18风轮转速(风力机)rotorspeed(forwindturbines)
风力机风轮绕其轴的旋转速度。
2.1.19控制系统(风力机)controlsystem(forwindturbines)
接受风力机信息和(或)环境信息,调节风力机,使其保持在工作要求范围内的系统。
2.1.20保护系统(风力发电机组)protectionsystem(forWTGS)
确保风力发电机组运行在设计范围内的系统。
注:
如果产生矛盾,保护系统应优先于控制系统起作用。
2.1.21偏航yawing
风轮轴绕垂直轴的旋转(仅适用于水平轴风力机)。
2.2设计和安全参数
2.2.1设计工况designsituation
风力机运行中的各种可能的状态,例如,发电、停车等。
2.2.2载荷状况loadcase
设计状态与引起构件载荷的外部条件的组合。
2.2.3外部条件(风力机)externalconditions(forwindturbines)
影响风力机工作的诸因素,包括风况、其他气候因素(雪,冰等),地震和电网条件。
2.2.4设计极限designlimits
设计中采用的最大值或最小值
2.2.5极限状态Iimitstate
构件的一种受力状态,如果作用其上的力超出这一状态,则构件不再满足设计要求。
2.2.6使用极限状态serviceabilitylimitstates
正常使用要求的力界条件
2.2.7最大极限状态ultimatelimitstate
与损坏危险和可能造成损坏的错位或变形对应的极限状态。
2.2.8安全寿命safelife
严重失效前预期使用时间。
2.2.9严重故障(风力机)catastrophicfailure(forwindturbines)
零件或部件严重损坏,导致主要功能丧失,安全受损。
2.2.10潜伏故障latentfauh;dormantfailute
正常工作中零部件或系统存在的未被发现的故障。
2.3风特性
2.3.1风速windspeed
空间特定点的风速为该点周围气体微团的移动速度。
注:
风速为风矢量的数值。
参见:
风矢量(2.3.2)。
2.3.2风矢量windvelocity
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(即该点风速)的矢量。
注:
空间任意一点的风矢量是气体微团通过该点位置的时间导数。
2.3.3旋转采样风矢量rotationallysampledwindvelocity
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,流谱产生空间变化。
最终的湍流谱包括转动频率下的流谱变化和由此产生的谐量。
2.3.4额定风速(风力机)ratedwindspeed(forwindturbines)
风力机达到额定功率输出时规定的风速。
2.3.5切人风速cut-inwindspeed
风力机开始发电时,轮毂高度处的最低风速。
2.3.6切出风速cut-outwindspeed
风力机达到设计功率时,轮毂高度处的最高风速。
2.3.7年平均annualaverage
数量和持续时间足够充分的一组测量数据的平均值,供作估计期望值用。
注:
平均时间间隔应为整年,以便将不稳定因素(如季节变化等)平均在内。
2.3.8年平均风速annualaveragewindspeed
按照年平均的定义确定的平均风速。
2.3.9平均风速meanwindspeed
给定时间内瞬时风速的平均值,给定时间从几秒到数年不等。
2.3.10极端风速extremewindspeed
t秒内平均最高风速,它很可能是特定周期(重现周期)T年一遇。
注:
参考重现周期T=50年和T=1年,平均时间t=3秒和t=10秒。
极端风速即为俗称的“安全风速”。
2.3.11安全风速(拒用)survivalwindspeed(deprecated)
结构所能承受的最大设计风速的俗称。
注:
IEC61400系列标准中不采用这一术语。
设计时可参考极端风速。
参见:
极端风速(2.3.10)。
2.3.12参考风速referencewindspeed
用于确定风力机级别的基本极端风速参数。
注1.与气候有关的其他设计参数均可以从参考风速和其他基本等级参数中得到。
2.对应参考风速级别的风力机设计,它在轮毂高度承受的50年一遇10min平均最大风速,应小于或等于参考风速。
1.3.13风速分布windspeeddistribution
用于描述连续时限内风速概率分布的分布函数。
注:
经常使用的分布函数是瑞利和威布尔分布函数。
2.3.14瑞利分布RayLeighdistribution
经常用于风速的概率分布函数,分布函数取决于一个调节参数--尺度参数,它控制平均风速的分布。
2.3.15威布尔分布Weibulldistribution
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。
注:
瑞利分布与威布尔分布区别在于瑞利分布形状参数2。
2.3.16风切变windshear
风速在垂直于风向平面内的变化。
2.3.17风廓线风切变律windprofile;windshearlaw
风速随离地面高度变化的数学表达式。
注:
常用剖面线是对数剖面线和幂律剖面线。
2.3.18风切变指数windshearexponent
通常用于描述风速剖面线形状的幂定律指数。
参见:
风廓线风切变律(2.3.17)。
2.3.19对数风切变律logarithmicwindshearlaW
表示风速随离地面高度以对数关系变化的数学式。
2.3.20风切变幂律powerlawforwindshear
表示风速随离地面高度以幂定律关系变化的数学式。
2.3.21下风向downwind
主风方向。
2.3.22上风向upwind
主风方向的相反方向。
2.3.23阵风gust
超过平均风速的突然和短暂的风速变化。
注:
阵风可用上升时间,即幅度持续时间表达。
2.3.24粗糙长度roughnesslength
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<时算出的高度。
2.3.25湍流强度turbulenceintensity
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。
2.3.26湍流尺度参数turbulenceintensity
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,由GB18451.1-2001《风力发电机组安全要求》确定。
2.3.27湍流惯性负区inertialsub-range
风速湍流谱的频率区间,该区间内涡流经逐步破碎达到均质,能量损失忽略不计。
注:
在典型的10m/s风速,惯性负区的频率范围大致在0.02Hz--2kHz间。
2.4与电网的连接
2.4.1互联(风力发电机组)interconnection(forWTGS)
风力发电机组与电网之间的电力连接,从而电能可从风力机输送给电网,反之亦然。
2.4.2输出功率(风力发电机组)outputpower(forWTGS)
风力发电机组随时输出的电功率。
2.4.3额定功率(风力发电机组)ratedpower(forWTGS)
正常工作条件下,风力发电机组的设计要达到的最大连续输出电功率。
2.4.4最大功率(风力发电机组)maximumpower(ofaWTGS)
正常工作条件下,风力发电机组输出的最高净电功率。
2.4.5电网连接点(风力发电机组)networkconnectionpoint(forWTGS)
对单台风力发电机组是输出电缆终端,而对风电场是与电力汇集系统总线的连接点。
2.4.6电力汇集系统(风力发电机组powercollectionsystem(forWTGS)
汇集风力发电机组电能并输送给电网升压变压器或电负荷的电力连接系统。
2.4.7风场电气设备siteelectricalfacilities
风力发电机组电网连接点与电网间所有相关电气装备。
2.5功率特性测试技术
2.5.1功率特性powerperformance
风力发电机组发电能力的表述。
2.5.2净电功率输出netelectricpoweroutput
风力发电机组输送给电网的电功率值。
2.5.3功率系数powercoefficient
净电功率输出与风轮扫掠面上从自由流得到的功率之比。
2.5.4自由流风速freestreamwindspeed
通常指轮毂高度处,未被扰动的自然空气流动速度。
2.5.5扫掠面积sweptarea
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。
2.5.6轮毂高度hubheight
从地面到风轮扫掠面中心的高度,对垂直轴风力机是赤道平面高处。
2.5.7测量功率曲线measuredpowercurve
描绘用正确方法测得并经修正或标准化处理的风力发电机组净电功率输出的图和表。
它是测量风速的函数。
2.5.8外推功率曲线extrapolatedpowercurve
用估计的方法对测量功率曲线从测量最大风速到切出风速的延伸。
2.5.9年发电量annualenergyproduction
利用功率曲线和轮毂高不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。
计算中假设可利用率为100%。
2.5.10可利用率(风力发电机组)availability(forWTGS)
在某一期间内,除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的时数与这一期间内总时数的比值,用百分比表示。
2.5.11数据组(功率特性测试)dataset(forpowerperformancemeasurement)
在规定的连续时段内采集的数据集合。
2.5.12精度(风力发电机组)accuracy(forWTGS)
描绘测量误差用的规定的参数值。
2.5.13测量误差uncertaintyinmeasurement
关系到测量结果的,表征由测量造成的量值合理离散的参数。
2.5.14分组方法methodofbins
将实验数据按风速间隔分组的数据处理方法。
注:
在各组内,采样数与它们的和都被记录下来,并计算出组内平均参数值。
2.5.15测量周期measurementperiod
收集功率特性试验中具有统计意义的基本数据的时段。
2.5.16测量扇区measurementsector
测取测量功率曲线所需数据的风向扇区。
2.5.17日变化diurnalvariations
以日为基数发生的变化。
2.5.18桨距角pitchangle
定的叶片径向位置(通常为100%叶片半径处)叶片弦线与风轮旋转面间的夹角。
2.5.19距离常数distanceconstant
风速仪的时间响应指标。
在阶梯变化的风速中,当风速仪的指示值达到稳定值的63%时,通过风速仪的气流行程长度。
2.5.20试验场地testsite
风力发电机组试验地点及周围环境。
2.5.21气流畸变flowdistortion
由障碍物、地形变化或其他风力机引起的气流改变,其结果是相对自由流产生了偏离,造成一定程度的风速测量误差。
2.5.22障碍物obstacles
邻近风力发电机组能引起气流畸变的固定物体,如建筑物、树林。
2.5.23复杂地形带complexterrain
风电场场地周围属地形显著变化的地带或有能引起气流畸变的障碍物地带。
2.5.24风障windbreak
相互距离小于3倍高度的一些高低不平的自然环境。
2.6噪声测试技术
2.6.1声压级soundpressurelevel
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20p.Pa。
2.6.2声级weightedsoundpressurelevel;soundlevel
已知声压与20txPa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。
2.6.3视在声功率级apparentsoundpowerlevel
在测声参考风速下,被测风力机风轮中心向下风向传播的大小为lpW点辐射源的A计权声级功率级。
注:
视在声功率级通常以分贝表示。
2.6.4指向性(风力发电机组)山rectivity(forWTGS)
在风力机下风向与风轮中心等距离的各不同测量位置上测得的A-计权声压级间的不同。
注:
1.指向性以分贝表示。
2.测量位置由相关标准确定。
2.6.5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。
2.6.6声的基准风速acousticreferencewindspeed
标准状态下(10m高,粗糙长度等于0.05m)的8m/s风速。
它为计算风力发电机组视在声功率级提供统一的根据。
注:
测声参考风速以m/s表示。
2.6.7标准风速standardizedwindspeed
利用对数风廓线转换到标准状态(10m高,粗糙长度等于0.05m)的风速。
2.6.8基准高度referenceheight
用于转换风速到标准状态的约定高度。
注:
参考高度定为10m。
2.6.9基准粗糙长度referenceroughnesslength
用于转换风速到标准状态的粗糙长度。
注:
基准粗糙长度定为0.05m。
2.6.10基准距离referencedistance
从风力发电机组基础中心到指定的各麦克风位置中心的水平公称距离。
注:
基准距离以米表示。
2.6.11掠射角grazingangle
麦克风盘面与麦克风到风轮中心连线间的夹角。
注:
1.拒用“入射角”这一术语。
2.掠射角以度表示。
“风力发电机组设计要求”标准摘要
1概述
被摘标准适用于并网型风力发电机组,规定了风力发电机组的设计要求,包括其全部有关各部件和各系统如风轮叶片、风轮轮毂、机舱、塔架及其基础、控制和保护系统、电气系统等,其内容涉及风力发电机组的环境各种载荷确定,结构和系统设计以及噪声控制、安装和维修等。
2依据
所摘录的“风力发电机组设计要求”是中华人民共和国机械行业标准,JB/T10300-2001,由中国机械工业联合会于2001-08-023发布,自2001-12-01实施。
3主要起草人:
杨俊严、褚静华、陈知义、徐有成、孙如林、庄岳兴。
4一般要求
4.1总则
在规定外部条件、设计工况和载荷情况下,应保证风力发电机组在其设计使用寿命期内安全正常地工作。
本标准要求采用结构动力学模型、5.2.3规定的湍流和其他极端风况,以及5.2.4规定的设计工况和载荷情况,确定整个速度范围的载荷。
应对规定的外部条件和设计工况的所有相关组合进行分析,以确定具体型号风力发电机组设计载荷情况组。
应采用计算和(或)试验方法验证设计结果的正确性。
当采用试验方法验证时,试验条件应满足本标准规定的要求。
4.2安全等级
应根据下列两种安全等级之一设计风力发电机组:
a)正常安全等级:
当风力发电机组损坏将导致人员受伤或造成经济损失和社会影响时,可使用此等级;
b)特殊安全等级:
当根据地方法规确定安全要求和(或)由制造商与用户之间商定特殊安全要求时,可使用此等级。
本标准5.3.6规定了正常安全等级风力发电机组的局部安全系数,制造商和用户之间应商定安全等级风力发电机组的局部安全系数。
根据特殊安全等级设计的风力发电机组,即为5.2.2风力发电机组等级中规定的S级风力机。
4.3质量保证
质量保证应是风力发电机组及其所有零部件设计中的一个组成部分。
质量保证体系应遵循GB/T19001的要求。
4.4风机标牌
至少下列信息应显著和清楚地标示在不易消失的风力发电机组铭牌上:
———风力发电机组制造商和国家;
———产品型号和系列号;
———生产年份;
———额定功率;
———参考风速;
———轮毂高度运行风速范围Vin一Vout;
———运行大气温度范围;
———风力发电机组等级(见表1);
———风力发电机组输出端额定电压;
———风力发电机组输出端频率或频率范围,对此情况,额定偏差应大于2%。
5详细要求
5.1总则
风力发电机组设计,应满足本章各条规定的要求,其中包括外部条件、设计工况和载荷情况、局部安全系数、结构强度分析、各零部件和系统设计,以及噪声、安装和维修等。
5.2外部条件
5.2.1概述
设计风力发电机组时,应当考虑本章规定的外部条件。
风力发电机组经受的环境和电力条件,可能会影响其受载、耐久性和运行。
为保证适当的安全性和可靠性水平,设计中应考虑环境、电网和土壤参数,并应在设计文件中明确规定。
环境条件可进一步分为风况和其他外部条件,电力条件是指电网的状况。
土壤特性关系到风力发电机组的基础设计。
每种类型的外部条件又可分为正常外部条件和极端外部条件。
正常外部条件一般涉及的长时期的结构受载和运行状态。
而极端外部条件是罕见的,但它是潜在的临界外部设计条件。
设计载荷情况应由这些外部条件同风力发电机组运行模式组合构成。
风况是结构完整性设计主要考虑的外部条件。
其他环境条件也对设计特性,比如控制系统功能、耐久性和腐蚀等有影响。
在下列条文中,规定了根据风力发电机组等级设计时,所要考虑的正常和极端外部条件。
5.2.2风力发电机组等级
设计中需考虑的外部条件,取决于风力发电机组安装的预定场地或场地类型。
依据风速和湍流参数确定风力发电机组的等级。
划分等级的目的是为了包含最广泛的应用。
风速值和湍流参数可用于表示许多不同场地的特性值,但不能给出任何特定场地的准确表述。
目的是按强度变化明显程度对风力发电机组分类,而强度变化取决于风速和湍流参数。
表1规定了风力发电机组等级的基本参数。
对一些需要特殊设计(如特殊风况或其他外部条件或特殊安全等级)的情况,规定了其他风力发电机组等级———S级,S级风力发电机组的设计值应由设计者选择,并在设计文件中规定。
对这样的特殊设计,设计状态的选取值应反映比预期使用风力发电机组更重要的环境。
近海安装的特殊外部条件,要求风力发电机组按S级设计。
除这些基本参数外,还需要某些其他重要参数,以便用来完整规定风力发电机组设计中采用的外部条件。
对风力发电机组的IA~IVB级,以后统称为标准风力发电机组等级,在5.2.3、5.2.4、5.2.5中规定了这些等级的补充参数值。
设计寿命应至少20年。
对S级风力发电机组制造商,应在设计文件中说明使用的模型和主要设计参数值。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电工 术语 风力 发电 机组