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文檔簡介
GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-121風能發(fā)電系統(tǒng)功率特性測試場地標定本文件規(guī)定了由地形影響得出風速修正的測量和分下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修IEC61400-12-1風力發(fā)電機組功率特性測試(Powerperformancemeasurementsofelectricityproducingwindturbines)Part12-5:Powerperformance-AssessmentofobstaclesIEC61400-50-1風能發(fā)電系統(tǒng)第50-1部分:風速測量氣象桅桿、機艙與輪轂安裝儀器的應用andspinnermountedinstISO/IECGUIDE98-3ed1.0(2008-09)測量的不確定度第3部分:測量中不確定度的表示指南(Uncertaintyofmeasurement-Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement)(GUM:1995)3.2被測量(物)的測量值與真實值注:穩(wěn)定大氣的特點是相對于不穩(wěn)定大氣,隨海拔變化的溫度梯度高,風切變高,可能存在風轉向和較低的湍流23.3強度。中性和不穩(wěn)定大氣通常導致較低的溫度梯度和風切變。試驗場地周圍地形顯著變化的地帶或有可能引起氣流3.4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的63%時,通過風速計的氣流3.6由障礙物、地形變化或其它風力發(fā)電機組引起的氣流改變,其結果是造成測量位置和風力發(fā)電機3.7測量功率曲線measuredpow按確定的程序測試、修正和規(guī)格化處理后,用圖形和表格表示的風力發(fā)電機3.93.103.11注:對于各區(qū)間數(shù)據(jù),記錄采集數(shù)與它們的和,并計算各區(qū)間參數(shù)的3.123.13標準不確定度standarduncerGB/TXXXX—XXXX/IEC61400-1233.143.153.16測風設備windmeasurement3.173.18vzi=vha·········································································(1)vh——輪轂高度風速(H——輪轂高度(mvzi——高度zi處的風速(m/s3.19“——風切變指數(shù)。BinSizedj,kdstd,kk分區(qū)中場地標定殘差的標準偏差dkk分區(qū)中殘差的平均值F(WD,α)f4HkLNkRResidualRSDrSscSsc,iSsc,ksccpj,j-1利用風向區(qū)間j-1的場地標定校正系數(shù)計算的風向區(qū)間j的場地標sccpj,j+1利用風向區(qū)間j+1的場地標定校正系數(shù)計算的風向區(qū)間j的場地標sudVT,i[m/s]uVT,class,i[m/s]uVT,class,i,juVT,coc,i,j風向區(qū)間j內(nèi)校正系數(shù)變化導致的標準不確定度[m/s][m/s][m/s]拆除風向傳感器的B類標準不確定度,用于現(xiàn)場校準和功率特性與現(xiàn)場校準和功率特性測試之間的季節(jié)性變化GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-125[m/s]V[m/s]V利用場地標定氣流校正系數(shù)預測的風力發(fā)電[m/s]v[m/s]v[m/s]WMEα而實際需要的風速是風電機組位置在機組不存在的情況下所經(jīng)歷的風速。在復雜地形下,由于受到地形的影響,參考位置和機組位置的風速可能會有所不同。因此,場地標定可以量化并可能降低地形對功率特性測試的影響。地形可能會導致測風塔上用于功率特性測試的風速與風力發(fā)電機組所在位置輪轂高度(與風速計距地面高度相等)處的風速存在系統(tǒng)偏差。此外,參考測風塔位置處風速與風力發(fā)電機組位置處風速之間的相關性也可能會受到大氣穩(wěn)定度變化和/或風廓線的影響,風切變(風速在距地面垂直高度上的變化)也可能是影響此相關性的一個參數(shù),因為不同的風切變可能會導致測量點之季節(jié)性因素:大氣穩(wěn)定度、湍流強度和風切變在不同的季節(jié)會有所不同,因季節(jié)不同測試場地內(nèi)植被的變化和地表特征(地表水結冰、積雪、農(nóng)作物等)的變化都會直接造成地表粗糙度的變化,這些都會對測試結果產(chǎn)生影響??紤]到這些因素,場地標定和功率特性測試應在相同季節(jié)試是在不同季節(jié)進行,應按照11.5中所述方法增加額外的不確場地標定評估有兩種不同方法。按照9.1中所述,評估風切變數(shù)據(jù),選擇一種評估方法。每種方法d)9.3風切變不顯著的場地標定:在每個風向區(qū)間氣流校數(shù)r2。6本程序中的風速指輪轂高度處風速。本程序不要求測風塔高度達到上葉尖高度,上葉尖高度測風塔昂貴且不實際,遙感設備不適用于復雜地形。然而,如果功率曲線由等效風輪風速導出,功率特性測試的關鍵因素之一是風速測量。本標準規(guī)定使用杯式風速計、聲波風速計或遙感設備結合風速計的方式來測量風速。即使采用恰當?shù)某绦蜻M行了校準、驗證和分級,這些設備固有的原理仍會導致它們的測量結果存在潛在差異。這些設備具有魯棒性并且被認為適用于功率特性測試,部分在安裝風力發(fā)電機組之前(或拆除已存在的風力發(fā)電機組之后),應豎立兩個測風塔。其中一個測風塔為參考位置處測風塔,用于功率特性測試。另一個測風塔豎立在風力發(fā)電機組位置本程序是為了確定兩個位置之間風速的相關性。7GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12787.1選取被測風力發(fā)電機組及測風塔位置參考測風塔應與功率曲線測試所用的測風塔相同。風力發(fā)電機組位置處測風塔應盡可能靠近被測風力發(fā)電機組將在或曾經(jīng)所在的位置,且距離被測風力發(fā)電機組中心線不得超過0.2H,其中H是風力發(fā)電機組輪轂高度。推薦風力發(fā)電機組位置處測風塔和參考測風塔應為同一類型,具有相同幾何結構影響場地標定的因素有很多。其中最值得注意的是地形、測風塔位置和大氣條件,大氣條件包括風切變、湍流和穩(wěn)定度。這些因素在不同的位置可形而發(fā)生的變化,一般為附著流動;而障礙物往往產(chǎn)生較多的湍流,這些湍流受到尖銳邊緣和垂直表導致較差的相關性。依據(jù)指導,在選取被測風力發(fā)電機組和參考測風塔位置時,應考慮地形類型。這里討論的地形類型是信息豐富的定性描述,有助于選擇被測風力發(fā)電機組和參考測風塔位置,并提供在這些地形類型上進行測試時的預期結果。地形類型的示例如圖2所對A類地形的場地進行場地標定時,參考測風塔的風切變條件可能與風力發(fā)電機組所在位置的風切變條件不同。此時,場地標定的結果很可能取決于風切變和風B類地形為中等復雜地形。B類地形包括山脈、山脊線、大山丘和中度傾角的丘陵地帶。海拔相對于風力發(fā)電機組輪轂高度有顯著變化。B類場地的風切變通常較低,且相對穩(wěn)定,但有時可能出現(xiàn)負切變。因此,風切變不會像A類場地那樣重要。然而,在B類場地,場地標定結果通常取決于風速和風向,特別是當參考測風塔和被測風力發(fā)電機組之間的高度相差大于10m的情況下。因此,線性回歸校B類地形引起的入流角/垂直風速分量對不確定度有顯著影響,這取決于風速計對于上升氣流的響應。垂直風速測量可用于評估入流角,然后將其與風速計分級的報告結合使用,以計算I.3中定義的S峽谷,可能會直接導致被測風力發(fā)電機組的迎風氣流分離,并在被測風力發(fā)電機區(qū)。氣流分離的尺度由地形特征確定,即使地形特征距離被測風力發(fā)電機組的距離大于16L,也可能GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-129干擾被測風力發(fā)電機組和參考測風塔之間的風速相關性。C類型地形通常復雜,因此參考測風塔處的風速與被測風力發(fā)電機組之間的相關性可能較差。相鄰風向區(qū)間的氣流校正可能有很大差異。因為數(shù)據(jù)通常具有很高的離散性和結果的不確定性,所以在C類型地形位置選擇被測風力發(fā)電機組時應注意。為了提高相關性,參考測風塔應選取與被測風力發(fā)電機組海拔和風況相近測風力發(fā)電機組位于山脊上,則推薦將參考測風塔安裝在風力發(fā)電機組鄰近的山脊上,而不是位于風7.2測試設備測試裝置應至少測量兩個測風塔處的輪轂高度風速、輪轂高度附近風向以及風切場地標定中使用的測風設備應符合并遵循IEC61400-類型,具有相同運行特性且在同一風洞內(nèi)進行校準。功率曲線測試用的風速計與場地標定用的風速計根據(jù)場地特點,推薦進行額外的測試(但非規(guī)范性要求),以便提供更多有關場地的信息。這些測試通過識別與異常值有關的異常大氣條件來提高場地標定及功率曲線測試的整體質(zhì)量。該測試也可用于確定儀器的分級,并與相關的分級報告結合使用以量化特定場地風速計運行特性方a)對于較小的風力發(fā)電機組,推薦在距維超聲波風速計以免違反安裝指南中關于頂部傳感器的安裝要求。這種測試結果可用于c)如果場地標定過程中出現(xiàn)結冰情況,推薦在輪轂高度附近安此外,為了避免由風向傳感器安裝不確定度引起的風向測量偏差,在場地標定和功率曲線測試過程中不能拆除參考測風塔及其風向傳感器。如果主風向傳感器被拆除或更換,應增加額外的度分量(見11.4)。如果在場地標定和功率曲線測試過程中測風塔被拆除或重新安裝,則應在兩個時應按照與功率特性測試相同的采樣率連續(xù)收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)應連續(xù)采集,以10min為一個周期。應導出每個10min周期的平均值、標準偏差、最小風向區(qū)間大小應為10°。a)測試設備故障或降級(如,結冰引起e)在功率特性測試期間被作為篩選準則且會影響場地標定結果的特殊大氣條件。在場地標定過程中被剔除的任何特殊大氣條件,也應在功率曲線測試過程中被剔除。場地標定測量了空間中兩個特定位置風速的關系。地形對這種關系產(chǎn)生了靜態(tài)的影響(地形不會隨著時間推移而改變但是風切變?yōu)檫@種關系添加了一個動態(tài)因素,這是因為風梯度會隨著高度的變化而發(fā)生顯著的變化。如果場地在一定范圍內(nèi)的風切變因此,場地標定第一步是評估場地的風切變狀況。要進行這種評估首先應進行然后根據(jù)結果選擇9.3或9.4完成氣流校正的計算。根據(jù)9.3或9.4計算后,則繼續(xù)進行9.5中的其它計算。這些計算結果是進行第10章中不確定度計算及第11章中質(zhì)量檢查的前提9.2場地風切變狀況評估GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12a)風速比,即風力發(fā)電機組位置處與參考測風b)應用冪次定律分別計算兩個測風塔位置處的風切變指數(shù)(見3c)24h制的時間應根據(jù)時間戳和場地當?shù)貢r間的時差進行確定。因夏季相對于冬季有更多的日照時間而對當?shù)貢r間進行的任何調(diào)整(如夏令時如果將該調(diào)整應用到數(shù)據(jù)采集器的時間這種分析方法應取決于風切變是否為場地的一個重要因素。高風切變,或者更確切地說是大范圍的風切變值,通常是由于夜間穩(wěn)定大氣和白天不穩(wěn)定大氣的晝夜循環(huán)所致。為了說明場地的風切變條件,有助于評估風切變,應基于經(jīng)篩選后的數(shù)據(jù)繪制風力發(fā)電機組位置處及參考測風塔位置處數(shù)據(jù)的b)風切變指數(shù)與風向關系的散點圖;c)風切變指數(shù)與風速關系的散點圖;應謹慎劃分白晝時間。主要原因是因為當?shù)厝粘龊腿章鋾r間的相關性往往會對大氣的穩(wěn)定度產(chǎn)生強烈影響。特別是對于較多的數(shù)據(jù)組和較高緯度地區(qū),日出、日落和當日時間之間的相關性變得較差。對于會出現(xiàn)這些影響的場地,通常在白天觀測到的風切變指數(shù)會很低,因為日照會引起湍流和邊無論大氣穩(wěn)定性如何,如果超過25%的數(shù)據(jù)點的風切變指數(shù)大于0.25,則應將風切變視為一個重如果根據(jù)9.2描述的方法1(風向和風切變區(qū)間法)能夠改善風速相關性,則應將風切變視為一個允許將測量扇區(qū)進行劃分,對不同的扇區(qū)采用不同的方法進行分地形是類型A,而另外一部分是類型B,則這剔除異常條件。使用9.2或9.3方法所得的場地標定結果可以使用9.4中的方法進行評估,將場地標定校正結果應用于參考測風塔風速,然后將其與風力發(fā)電機組位置風速進行比較。將場地標定殘差與風切變或其他大氣穩(wěn)定度指標進行比較,將會顯示出所選方法是否能準確地校正所有條件下的參考測風塔a)在每個扇區(qū)內(nèi),4m/s~16m/s的風速范圍內(nèi),風速的自洽性參數(shù)(9.5中的式(4應在))如果確定風切變很重要,并且需要根據(jù)被測風力發(fā)電機組位置處的風切變進行數(shù)據(jù)篩選,則風力發(fā)電機組位置的風切變可以根據(jù)在參考測風塔處測量的風切變來預測。獲得此風切變的最簡單方法是繪制風力發(fā)電機組位置處風切變和參考測風塔處風切變的關系圖,并作普通最小二乘法使用經(jīng)篩選的數(shù)據(jù)庫完成。需注意,在功率曲線測試期間使用該方法可以預測風力發(fā)電機組位置的風如果風力發(fā)電機組位置處的風切變與參考測風塔位置處的風切變在所有情況下都不相關,則應采取一些措施,使數(shù)據(jù)在所有情況下具有相關性。例如,如果參考測風塔與被測風力發(fā)電機組位置之間的高度存在顯著差異且風切變較高,則可能會出現(xiàn)不相關性,高風切變通常與白晝時間相關。盡管允許使用其他方法剔除掉非相關數(shù)據(jù),但在這些情況下,要想獲得相關結果,推薦根據(jù)白晝時間篩選數(shù)據(jù),剔除高風切變夜間數(shù)據(jù),可以使用風切變指數(shù)日變化圖來進行時間篩選。減少測量扇區(qū),這樣可以僅考慮具有類似氣流條件的方向,按季節(jié)篩選或中斷場地標定,或采用其他方法獲得完全任何用于場地標定的篩選條件都應當用于功率曲線測試。如果使用白晝時間篩選,則篩選可以按季節(jié)進行調(diào)整,以反映夏季白晝較長,冬季白晝較短。只有來自參考測風塔的數(shù)據(jù)才能通常風切變、湍流和風速具有相關性。風切變指數(shù)與風向的關系圖、風切變指數(shù)和風速的關系圖以及風速與白晝時間的關系圖可以用于評估這些篩選條件使測試數(shù)據(jù)減少對某些風速下功率曲線數(shù)據(jù)在極端情況下,采用的解決方案可能是要進行多個場地標定,每個場地標定都適用于特定范圍的大氣為了確定場地標定校正系數(shù)是否受場地風切變的影響,應將數(shù)據(jù)分類整理到風向和風切變區(qū)間中。風向區(qū)間的大小應為10°,且不得小于風向傳扇區(qū)的范圍內(nèi)。例如,如果測量扇區(qū)以43°結束,區(qū)域邊緣的場地標定將僅從35°~43°進行評估。要求場地標定和功率曲線測試選擇的風向區(qū)間中心一致(例如,以10°的整數(shù)倍為中心的區(qū)間或以10°的整數(shù)倍開始的區(qū)間)。風切變區(qū)間的風切變指數(shù)增量應為0GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12c)在不完整風向扇區(qū)的風切變區(qū)間如至少包含6h數(shù)據(jù),如果矩陣完成后,發(fā)現(xiàn)場地標定系數(shù)不隨風切變的增加而變化,則可以據(jù)C.5.3以風向區(qū)間為基礎對數(shù)據(jù)進行評估。變化水平應如果風切變區(qū)間之間的變化導致場地標定系數(shù)的變化高于一個或多個風向區(qū)間中場地標定統(tǒng)計不如果風切變區(qū)間之間的變化導致場地標定系數(shù)的變化低于一個或多個風向區(qū)間中場地標定統(tǒng)計不在功率曲線測試期間,數(shù)據(jù)應整理到風向區(qū)間中。對于每10min的數(shù)據(jù)點,應計算參考測風塔處的風切變指數(shù)。應用到輪轂高度風速的校正系數(shù)為風速比,該風速比通過對應風向區(qū)間的風切變區(qū)間插值得到。最后一個完整風切變區(qū)間內(nèi)的風切變指數(shù)允許外推;例如,如果最后一個完整的場地標定9.4方法2:非顯著風切變的線性回歸方法數(shù)據(jù)組按風向區(qū)間分類。風向區(qū)間的尺寸應為10°。要求場地標定和功率曲線測試選擇的風向區(qū)間中心一致(例如,以10°的整數(shù)倍為中心的區(qū)間或以10°的整數(shù)倍開始的區(qū)間)。在測量扇區(qū)邊緣,應將數(shù)據(jù)篩選至測量扇區(qū)的范圍內(nèi)。例如,如果測量扇區(qū)以43°結束,扇區(qū)邊緣的場地標定將僅從35°到43°進行評估。對于每個風向區(qū)間,應以風力發(fā)電機組位置風速為因變量,以參考風速為自變量,進行普通最小二乘線性回歸。因此,每個風向區(qū)間都有一個斜率每個風向區(qū)間應至少包含24h數(shù)據(jù),其中至少6h的風速大于8m/s,至少6h的風速小于8m/s。為了獲),意,在普通最小二乘回歸法中,異常值的權重很高。應核查并記錄任何可能對回歸有重大影響的異常為了說明參考位置處風速和風力發(fā)電機組位置處風速之間的相關性,應為a)風力發(fā)電機組測風塔風速與參考測風塔風速的關系,包括R2值b)風速比與參考風速的關系;e)水平線表示風向區(qū)間內(nèi)所有風速9.5其他計算VTurb_predicted=F(WD,a)VPM F(WD,a)“——為風切變指數(shù)(如適用)。對于每10min的數(shù)據(jù)點,應根據(jù)預測的風力發(fā)電機組位置風速與測試風力發(fā)電機組測風塔風速之consistency_parameter= ······················對于每10min的數(shù)據(jù)點,應按如下方式計算自洽性參數(shù):將預測風力發(fā)電機組位置風速除以實際consistency_parameter= ······················使用殘差和自洽性參數(shù)來評估結果中的變量偏差。殘差的均值和自洽性參數(shù)的均值反映了平均偏差,其均值0和1.0代表零偏差。這些參數(shù)的標準偏差表示平均偏差附近的變化,用于計算場地標定的除基于變化零偏差假設的統(tǒng)計不確定度計算外,這些參數(shù)還用于計算在11所列的某些情況下要增加的額外不確定度,這些情況是基于對假設平均偏差為零的情況下引入的估計平均偏差的評估。這些GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12N(-)N(-)2Σj=1j,k-dk)|N-1k場地標定給出了一個以測風塔位置風速預測風力發(fā)電機組位置風速的模型。為避免因模型與數(shù)據(jù)過度擬合而導致A類不確定度被低估的風險,應使用k折交叉驗證計算A類不確定度,k=10。注意,在b)場地標定校正系數(shù)應使用在k分區(qū)的參考測風塔風速計算風力發(fā)電機組位置的預測風速;A類的總不確定度等于每個分區(qū)的不確定度平方和除以k的平方根。sVT選擇k=10,以便剩下的數(shù)據(jù)組信息足以涵蓋正在評估的數(shù)據(jù)集中的風因為兩個位置之間的風速關系的變化可能同與時間相關的氣象條件有關,所以分區(qū)按時間戳劃分而不是隨機選擇,因此基于時間的分區(qū)可能可以更好地捕獲場地標定和功率曲線測試期間條件的差異。對于k折交叉驗證中的每個分區(qū),在風力發(fā)電機組位置處,經(jīng)過場地標定校正后的風速和測風塔測dj,k-dkNkdstd,kdj,k-dkNkdstd,kk分區(qū)的統(tǒng)計A類標準不確定度為公式(7 kN1ff.Nk·········································f——場地標定的自由度;f場地標定中10min數(shù)據(jù)的數(shù)量減去場地標定算法所有參數(shù)的數(shù)量。如果場地標定氣流校正系數(shù)采f等于Nk減去風向子扇區(qū)的數(shù)量(通常是10°扇區(qū)的數(shù)量)。如果場地標定氣流校正系數(shù)采用線性回歸(斜率和截距)的形式,則每個風向子扇區(qū)場地標定算法的參數(shù)數(shù)量為2。f等于Nk減去兩倍的風向區(qū)間數(shù)。如果場地標定氣流校正系數(shù)采用風向區(qū)間和風切變區(qū)間的形式,f等于Nk減去所有風向子扇區(qū)中所有風該不確定分量的符號是uVT,precal,i風速計校準的標準不確定度由校準得到。若在同一風洞內(nèi)對參考測風塔和風力發(fā)電機組測風塔上的風速計進行了校準,則風速計校準的不確定度之間存在一定關聯(lián)。同樣,功率曲線測試計的不確定度也一樣。若在同一風洞中進行了校準,則實際方法僅包括一個校準不確定度風洞中進行了校準或采用了不同型號的風速計,則這些風速計的校準不確定度各不相關而慮。一種實用的方法是,如果在同一風洞中進行校準,則包括一個校準不確定度的幅度。在使用不同具體指導如下。如果參考風速計沒有在場地標定和功率曲線測試之間互換,則其校準不確定度完全抵消。只有機組桅桿風速計的校準不確定度是相關的。如果在同一風洞內(nèi)校準的風速計,場和功率曲線測試之間交換參考風速計,而該風洞所給出的結果高度可重復,則參照風速計的校正工作該不確定分量的符號是uVT,postcal,i。GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12這個不確定度部分包括與根據(jù)IEC614這個不確定性分量的符號是uVT,class,i。這種不確定度實際上與uVS,class,i類似,不同之處在于它被應用于測量兩個桅桿上的風速。兩個傳感但在兩個測量地點之間,諸如湍流、切變和上升氣流等主要影響因素可能不同,因此,該不確定度分這種不確定度的大小應從分類報告中得到。應注意傳感器所使用的地形類型與傳感器分類(A類、在場地標定報告中應包含對分類報告的參考。如果沒有這樣的參考,不確定度的默認幅度應為3.4A類(對于非復雜地形)或4.5B類根據(jù)IEC61400-50-1分類所使用的影響參數(shù)的測量范圍應報告用于場地標定報告的同一數(shù)據(jù)集。如果沒有測量到來流方向,則應從經(jīng)驗風向的局部地形坡度論證是否符合精度等級,假設風的垂直角度該不確定度成分包括場地標定期間根據(jù)IEC61400-50-1安裝傳感器相關的不確定度。在評定現(xiàn)場校這個不確定性分量的符號是uVT,mnt,i。這種不確定度實際上與uVS,mnt,i類似,不同的是,它被應用于測量兩根桅桿上的風速。如果傳感器是同一類型,桅桿布局相同,風向相同,可以假設兩個桅桿的安裝影響對兩個傳感器關性,這將是降低不確定性的理由。然而,即使使用相同的傳感器類型和桅桿布局,上同時體驗到的風向也不會相同。由于桅桿對傳感器的影響是方向敏感的,兩個桅桿之間安裝效應的這個不確定性分量的符號是udVT,i。這種不確定度實際上與udVS,i類似,不同之處在于,它被應用于測量兩個桅桿上的風速。由于這兩個信號的數(shù)據(jù)采集假設是獨立的,因此需要計算兩次不確這個不確定度分量的默認幅度是風速測量通道全范圍的0.1%到0這個不確定性分量的符號是uVT,lgt,i。這個不確定度實際上與uVS,lgt,i類似,不同的是它被應用于測量兩個桅桿上的風速。如果傳感器是同一類型,桅桿布局相同,風向相同,可以假設兩個桅桿的安裝影響對兩個傳感器之性,這將是降低不確定性的理由。然而,即使使用相同的傳感器類型和桅桿布局,通同時體驗到的風向也不會相同。由于避雷針對傳感器的影響是方向敏感的,因此兩桅桿之間安裝效應10.3考慮場地標定引起的氣流畸變在風速測量中的不確定性度uVT,iuVT,i,juVT,precal,i,juVT,postcal,i,juVT,class,i,juVT,mnt,i,juVT,lgt,i,juVT,coc,i,juVT,rmv,i,juVT,sv,i,judVT,i,jsVT·······························——場地標定和功率特性測試之間的季節(jié)波ΣuVT,i,jNi,jNi,juVT,i=jNi,jGB/TXXXX—XXXX/IEC61400-1211.1收斂性核查應用式(4)計算得出的自洽性參數(shù)對每個風向區(qū)間進行收斂性核查。這一最具說明性的圖表中標繪出了自洽性參數(shù)的累計平均值與每個風向區(qū)間的小時數(shù)的關系。這些累計平均值應該收斂到最終平應執(zhí)行其他步驟(例如:另行篩選),以嘗試解釋并糾正數(shù)據(jù)的不收斂性。若執(zhí)行這些步驟后未能收斂,則應在功率曲線測試期間根據(jù)附錄A執(zhí)行自洽性檢查,評估是否存在不收斂的問題。若未能滿足功率曲線測試期間的自洽性檢查準則,則應從該測量扇區(qū)中排除對每個風向區(qū)間,應根據(jù)回歸相關系數(shù)r評估相關性水平a)評估該數(shù)據(jù)并計算場地標定氣流校正系數(shù);b)變換一個風向扇區(qū)的場地標定氣流校正系數(shù),將氣流校正系統(tǒng)或回歸參數(shù)應用于相鄰風向區(qū)該方法應用于風向區(qū)間增加和排除,例如,將290°風向區(qū)間結果應用到280°和300°風向區(qū)間中。jj231(u=|VT,coc.1(u=|1-sccpj,j-1211-sccp)+,j+1······································uVT,coc.j.j——風向區(qū)間j內(nèi)校正系數(shù)變化導致的標準不確定度;sccpj,j-1——利用風向區(qū)間j-1的場地標定校正系數(shù)計算的風向區(qū)間j的場地標定自洽性參數(shù);sccpj,j+1——利用風向區(qū)間j+1的場地標定校正系數(shù)計算的風向區(qū)間j的場地標定自洽參數(shù)。對于測量扇區(qū)邊緣的子扇區(qū),直接使用相鄰子扇區(qū)的校正系數(shù)評估該子扇區(qū)的不確定度。若在場地標定和功率特性測試期間拆除了風向傳感器,則可能會因為風向傳感器的安裝不確定度(兩次安裝之間)導致誤差。應對每個風向區(qū)間額外增加一個不確定度分量。每個風向區(qū)間的不確定c)用a)中的結果乘以風向標相對不確定例如,場地標定和功率曲線測試期間的風向標失效并更換為相似類型的風向標。風向標校準不確定度定為3°,風向區(qū)間的大小為10°。用11.3中相鄰風向區(qū)間校正系數(shù)變化值乘以3/10。除了應用11.3uw,iuVT,rmv,i,j=uVT,coc.i.j···························································(11)BinSizej——風向區(qū)間j的大小,例如:10°。注意,可按照相對依據(jù)對uw,i進行評估,即可忽略場地標定和功率曲線測試期間完全相關的不確定度分量。例如,若之前的測風塔仍處在原位置且只更換了相同型號的傳感器(安裝在同一桅桿和支WVbo,.i和uWVoe,.i可忽略。季節(jié)性風況變化以及因植被、降水(雪和冰)以及水體結冰導致的地表粗糙度變化可能會導致場地標定氣流校正系數(shù)存在季節(jié)相關性。因此推薦在一年中的同一時段進行場地標定和功率特性測試,GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12應對比測量扇區(qū)內(nèi),在場地標定期間參考測風塔位置處平均風況與功率特性測試期間同一測風塔位置處平均風況(風切變、湍流、入流角)。若風向區(qū)間這些參數(shù)超過以下數(shù)值,則應計算受季節(jié)影一個驗證功率特性測試結果的方法是,無論是否進行場地標定,使用測量的電功率數(shù)據(jù)來得出功率曲線測試中每10min周期內(nèi)風力發(fā)電機組的代表性風速。該風速與風速計或遙感設備測得的風速進行比較。理想情況下,這個比例不應隨風向而變化。該比例變化很大的風向區(qū)間應進a)逆功率曲線定義為風速區(qū)間平均值作為功率曲線評估所用數(shù)據(jù)集的輸出功率的函數(shù)。對于主動控制的風力發(fā)電機組,空氣密度規(guī)格化后的風速用于評估逆功率曲線。對于非主動控制的且場地標定結果可用,空氣密度規(guī)格化后的風速應該用于區(qū)間分析。所使用的結果應該包括滿足以下要求的功率數(shù)據(jù):最大功率不超過實測額定功率,且規(guī)格化),做線性插值。其結果是風力發(fā)電機組風輪的代表性風速。對于主動控制的風力發(fā)電機組,其結果代表風力發(fā)電機組風輪空氣密度規(guī)格化后的環(huán)境風速。對于非主動控制的風力發(fā)電機組,d)推導和測量的風速應在測量扇區(qū)內(nèi)清晰識別。應該進一步分析更大的偏差。如果確定是由于場地影響,這些扇區(qū)應該從最終功e)應重新評價剩余扇區(qū)的功率曲線。自洽性核查可與重新計算的RPC一起重復進行。如有需要,GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12功率曲線測試在山地類場地(B類地形)上進行。山脊線垂直于主風向,面向平原,山脊高于地面約40m~60m。風力發(fā)電機組的輪轂高度為80m,沿山脊頂?shù)匦晤愋徒橛贏類地形和B類地形之間。山脊上風向相對平坦的地形意味著大氣穩(wěn)定性可能引起高風切變。然而,風力發(fā)電機組處的地形更接近B類地形,需要考慮大入流角。因此,選擇被測風力發(fā)電機組和測風塔位置時,應最大限度地減小可能的入流角(坡度較小的局部地形)并在特定風力發(fā)電機組布局和地形的限制下盡可能最小化兩個位置之間的高程差(這將使風速氣流校正系數(shù)與不同風廓除了在輪轂高度處頂部并排安裝的風杯式風速計之外,風切變測量還包括位于兩個測風塔43m高度處的風速計。在每個測風塔上安裝3D超聲波風速計,來評估輪轂高度處風速計的運行特性,以量化數(shù)據(jù)應采集幾個月。采集到的數(shù)據(jù)根據(jù)測量扇區(qū)、參考測風塔處所記錄的4m/s~16m/s的風速、傳風力發(fā)電機組位置處輪轂高度風速與參考測風塔位置處的輪轂高度風速GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12夜間,大氣形成熱層(穩(wěn)定大氣)。這些熱層會抑制湍流,導致多變的高風切變。日間,B.1.5步驟2:驗證風力發(fā)電機組和參考測風塔位置風切變的相為了驗證風力發(fā)電機組和參考測風塔位置之間風切變指數(shù)的相關性,繪制B.1.6步驟3:根據(jù)第9.2.3風切變區(qū)間以風切變指數(shù)值0.05(-0.025至0.025,0.025至0.075,0.075至0.125等)的整數(shù)倍為中矩陣中每個點的校正系數(shù)為其所在區(qū)間中風速比的平均表B.1和表B.2分別顯示了場地標定氣流校正系數(shù)和區(qū)間數(shù)。圖B.3是這些結果的圖解GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12),記錄入流角度,根據(jù)7.2規(guī)定的場地條件可以估算風速計運行特性的不確定度。所有風向區(qū)間內(nèi)所有數(shù)據(jù)點的最大入流角在參考測風塔處為3°,在風力發(fā)電機組位置的測風塔處為1°。所有其他參數(shù)均落在A類風速計運行特性的范圍內(nèi)。因此,A類風速計運行特性不確定度可用于這兩處位置。分級為------------88995652332133330911003000用了區(qū)間內(nèi)超過50h的數(shù)據(jù),滿足16h或所有區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)總量的25%之間GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12所有相鄰區(qū)間的氣流校正系數(shù)變化幅度在0.功率曲線測試在同一季節(jié)進行,發(fā)現(xiàn)環(huán)境條件的變化沒有超過11.4的限制,因此不需要額外的不與示例A不同,不可能在山脊上找到參考測風塔立塔位置。參考測風塔位于山腳下,距離山脊頂與示例A相似,夜間的風切變要比日間的風切變高,而這也表明了大氣穩(wěn)定度的一個晝夜循環(huán)。但風力發(fā)電機組位置的風切變與參考測風塔處的風切變明顯不同。由于兩個位置的不同高度導致了這B.2.4步驟2A:驗證風力發(fā)電機組和參考測風塔位置風切變的相關GB/TXXXX—XXXX/IEC61400-12風切變值大于0.25時沒有相關性。這表明在穩(wěn)定的
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