GBT 19068.3-2003 离网型风力发电机组 第3部分 风洞试验方法

 1. 1准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则的要求编写的。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国风力机械标准化技术委员会归口。本部分起草单位:中国空气动力研究与发展中心。本部分主要起草人:张晖、贺德馨。 有试验项目多、试验周期短、试验结果可靠的特点。目前已大量应用于离网型风力发电机组检测。为规范试验方法、提高试验质量，特制定本部分。 洞试验方法范围本部分规定了离网型风力发电机组风洞试验的方法。本部分适用于风轮扫掠面积不大于40 他形式的风能转换装置也可参照使用。风轮轴线指向后机组控制器输出端电流切向力作用线与风轮轴线垂直距离风轮中心与试验段横截面几何中心间距离风轮扭矩风轮起动扭矩风轮转速海拔1 000 00 NAmmNm仁NmrWwmm,lm' KVmm           3. 141 592 6.00 kg/m' kg试验条件3. 1试验风洞风洞试验段最小风速不大于2 m/s，最大风速不小于15 m/验段脉动风速的最大值与最小值之差小于。. 2 m/s;试验段中心横截面80%的面积内的最大速度与最小速度差不大于0. 2 m/s;试验段中心横截面80%的面积内局部气流偏角不大于。试验段内气流温度变化率不超过150C/h;. 1试验机组风轮扫掠面积不应大于试验段横截面积的25%电机、回转体总成、尾舵总成、输出电缆、控制器等。机组支架可与正常使用机组支架有所不同，但不应影响机组正常工作。样和安装使用说明书。应随附产品合格证、产品检验抽样单、用户使用说明书等。表均应在计量部门检验合格的有效期内，允许有一个二次校验源(仪器制造厂或标准试验室)进行校验。仪器、仪表应符合下列要求。a)风速传感器测量范围:2 m/m/s;测量误差:。.1 m/s;安装位置:在风洞试验段流场均匀区内或其他能反映风轮处风速的位置。b)温度传感器(大气温度计)测量范围:;测量误差:0. 5'C;安装位置:在风洞试验段内或其他能反映试验段内大气温度的位置。C)压力传感器(大气压力计)测量范围:80 对误差:1%;安装位置:在风洞试验段内或其他能反映试验段内大气压力的位置。d)转速传感器测量范围:不小于试验机组风轮额定转速的2倍;相对误差:I%流、电压、电功率传感器测量范围:不小于试验机组额定值的2倍;精度等级:不低于。f)力(力矩)传感器测量范围:不大于试验机组风轮额定载荷的10倍;相对误差:。 度传感器测量范围:一1200测量误差:。5。h)负载负载宜使用电阻型负载器，应可连续调节大小，负载额定功率不小于试验机组额定功率的4倍。1)指示仪表各类传感器配用的指示仪表的测量范围、精度等级、误差范围等应与相应传感器相同。用试验负载器代替机组负载。安装后机组风轮中心应与试验段横截面几何中心重合，两者间的距离应满足式(1)要求，如图1,L,(。05丫S,(1)轮处于自由、迎风状态下，起动风洞，逐步提高风速，记录风轮转动一周时的风速。重复上述步骤三次，取其算术平均值为机组风轮起动风速。轮处于自由、迎风状态下，起动风洞并稳定风速在风轮起动风速下，测量风轮轴(轮毅或联轴器)上的扭矩或切向力。测量切向力时，起动力矩按式(2)计算。从=(2)重复上述步骤三次，取其算术平均值为机组风轮起动力矩。动风洞，逐步提高风速，记录机组开始调向时的风速。重复上述步骤三次，取其算术平均值为机组迎风风速。风状态下，起动风洞并稳定风速至机组的额定风速下，调节试验负载使机组控制器输出端输出功率最大，当风轮运行稳定后测量风轮转速、控制器输出端输出电压和电流，按式(3)一式(6)计算试验机组输出功率和效率。v=丫2q /.(3)(4)一 .。，.，.(6)重复上述步骤三次，分别取尸和，的算术平均值为机组额定功率和机组效率。45功率输出特性试验在试验机组风轮处于自由、迎风状态下，起动风洞并稳定风速至各试验风速，调节试验负载使试验机组控制器输出功率最大，当风轮运行稳定后测量控制器输出端输出电压和电流，按式(5)计算机组输出功率。邻两试验风速间隔宜为1 m/s;邻试验风速间隔宜为2 m/s;最小试验风速应为起动风速，最大试验风速应为以下各项约束的最小值:风洞保证安全运行的最大风速;机组保证安全运行的最大风速;重复上述步骤三次，分别取各试验风速下机组输出功率的算术平均值，给出机组输出功率随风速变化的曲线，如图2。动风洞并稳定风速至各试验风速，调节试验负载使试验机组控制器输出功率最大，当风轮运行稳定后测量控制器输出端输出电压和电流，按式(5)计算机组输出功率。变风轮偏角或仰角，重复上述试验，时测量风轮转速，并绘出风轮转速随风速变化的曲线。对采用风轮偏侧式调速机构的机组，进行功率特性输出试验时还应同时测量风轮偏角或仰角，并绘出风轮偏角或仰角随风速变化的曲线。轮处于自由、迎风状态下，起动风洞并稳定风速至各试验风速，当风轮运行稳定后测量控制器端输出电压。复上述步骤三次，分别取各试验风速下机组输出电压的算术平均值，给出机组输出电压随风速变化的曲线。1风能利用系数、推力系数试验 转速法)获得，也可采用变转速法或其他方法测量。不同试验方法获得的结果不一致时，以定转速法试验结果为准。推力系数采用测量风轮推力的方法获得。在试验机组无尾舵，风轮迎风状态下，起动风洞并稳定风速至机组额定风速，调节试验负载得到不同的风轮转速，在每一转速下风轮稳定运行60 步测量风轮扭矩、推力、转速，每个测点采集间距宜10 s，各通道采样频率宜大于600 测量的载荷转换到风轮轴系，按式(3)、式(4)及式(7)一式(10)计算试验机组的 ,C,。和.“(7).。一(8)C',=二，二-:二w。一(9)二“二“。一(10)在高风能利用系数的叶尖速度比范围内取3上述步骤重复三次，取各次测量的最大风能利用系数的算术平均值为机组风轮最大风能利用系数(未修正)。改变机组风轮偏角或仰角，可测量风轮在不同偏角或仰角时的风能利用系数和推力系数。对转速相对稳定的风轮，可在不同风速下进行测量，以获得不同的叶尖速度比。测量前应调节试验负载使机组输出功率最大。由于风轮在风洞试验段形成堵塞作用，在风洞试验段中进行风能利用系数测试时应对洞壁干扰量进行修正。在闭口试验段进行试验时，宜采用壁压信息修正法进行修正;当机组风轮扫掠面积不超过风洞试验段横截面积的8%时，可按式(11)式(14)进行修正。一_+)3_ +e)'_+)211)13)正后绘制f(曲线，如图3,1获得的f()曲线，分别取风速3 m/s,4 m/s,5 m/s. V m/s，按式(15)、式(16)计 0V .。二“. ( 15尸，=P/2                .(16)绘制不同风速下机械输出功率随风轮转速变化的曲线族，连接各曲线顶点即是风轮机械输出特性曲线，如图4,炜/Wv=发生以下情况之一时应中断试验:试验机组出现故障，不能保证安全运行时;试验设备出现故障，不能保证安全运行或试验结果可靠性不能保证时;试验环境异常，不能保证试验机组或设备安全和正常运行时。试验过程中当发生以下情况之一时，经试验委托方与试验承担方协商可中断试验:试验结果与预期值存在明显差异时;试验机组出现故障，不能保证其正常运行时;试验委托方或试验承担方认为有必要中断试验时。试验中断后应尽快恢复试验状态，以继续进行试验或重新试验。写报告单位和日期等。编写报告单位应署全称，与日期一起位于封面正下方。5. 告名称、报告编号、试验日期、试验负责人、主要参试人员、报告编写日期、报告编写人(职务或职称)、校对人(职务或职称)、审核人(职务或职称)、批准人(职务或职称)等。验目的，试验时间等内容。据设计或制造厂商说明书列出主要技术参数和特点等内容。要仪器、仪表、装置的名称、型号、规格、精度等级、检验日期，各传感器安装6 试验项目应包括试验项目名称、试验条件等内容。525试验方法应包括试验方法简要描述及执行的有关标准代号、名称等内容。整理、修正、计算和处理得到的试验