IEC 61400-12-1-2017风力发电机组功率特性测试 中文版_第1页
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风力发电机组 功率特性测试(IEC61400-12-1)范围IEC61400的这一部分规定了一种测量单台风力发电机功率性能特点的程序,该部分适用于所有类型和容量的并网风力发电机的测试。此外,本标准描述了一种用来确定并网或与蓄电池组相连的小型风力发电机组(如中所定义比较。(包括风速(包括输出功率)来确定,该时间段要足够长,使得在一定的风速范围和风况、大气条AEP是利用测量功率曲线100%。测量功率曲线和计算得到的发电量的补充。规范性引用文件注明日期的引用文件,其最新版本(包括任何修改单)适用于本文件。IEC60688:2012,将交流和直流电量转换成模拟信号或数字信号的电测量变送器IEC61400-12-2:2013,风力发电机,第12-2部分:基于机舱风速计的风力发电机组的功率特性测试IEC61869-1:2007,仪表用变压器,第一部分:一般要求IEC61869-2:2012,仪表用变压器,第二部分:电流互感器用附加要求IEC61869-3:2011,仪表变压器,第3部分:感应式电压互感器用附加要求ISO/IECGUIDE98-3:2008,测量不确定度,第3部分:测量不确定度的表达指南(GUM-1995)ISO/IEC17025:2005,检测和校准实验室能力的通用要求ISO/IEC17043:2010,合格评定,能力验证的一般要求ISO2533:1975,标准大气压ISO3966:2008,封闭管道中液体流量的测量-用皮托静压管的速度面积法术语和定义3.1准确度被测量(物)的测量值与真实值的接近程度。3.2年发电量(AEP)利用测量功率曲线和轮毂高度处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的总发电量,计算中假设利用率为100%。3.3大气稳定度大气稳定度一种激发或抑制风垂直混合趋势的测量。3.4复杂地形测试场周围地形属显著变化的地带或有可能引起气流畸变的障碍物地带。3.5切入风速使风力机开始发电的最低风速。3.6切出风速由于风速过高使得风力机与电网断开的风速。3.7数据组在规定的连续时间段内采集的数据集合。3.8距离常数风速计的时间响应指标。定义为风速计显示值达到输入风速实际值得63%时,通过风速计的气流行程长度。3.9外推功率曲线用估计方法对测量功率曲线从测量的最大风速到切出风速的延伸。3.10气流畸变由障碍物、地形变化或其他风力发电机组引起的气流改变,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不确定度。3.11轮毂高度从地面到风力发电机组风轮扫掠面中心的高度。3.12测量功率曲线按确定的测量程序测试,修正和标准化处理后,风力发电机组净电功率输出与风速的函数关系,用图形和表格表示。3.13测量周期功率特性测试中所收集具有统计意义的重要数据的时间段。3.14测量扇区测取功率曲线所需数据的风向扇区。3.15区间方法将测试数据按照风速间隔区间分组的数据处理方法。3.16净有功功率风力发电机组输送给电网的电功率值。正常维护3.17正常维护除去正在进行功率性能测试的事实,根据定义的定期维护计划进行的任何干预,例如油更换、叶片清洗(或者其他干预,即除了功率特性测试之外)和任何超出定期维护计划范围的干预(如损坏原件的修理),而不是风力发电机组配置改变。3.18障碍物阻挡风流动,产生气流畸变的固定物体,如建筑物和树。3.19桨距角在指定的叶片径向位置(通常100%叶片半径处),叶片玄线与风轮旋转平面间的夹角。3.20功率系数风力发电机组净功率输出与风轮扫掠面上从自由流得到的功率之比。3.21功率特性风力发电机组发电能力的度量。3.22额定功率部件、仪器和装置在特定运行条件下测得的功率值,通常有制造商标定。3.23风轮等效风速如方程(5)所示,考虑风速随高度变化时,与通过风轮扫掠区域的动能通量一致的风速。3.24特殊维护3.25积。

标准不确定度用标准偏差表示的测量结果不确定度。扫掠面积对于水平轴风力发电机组,是指旋转风轮在垂直于旋转轴平面上的投影面测试场地被测风力发电机的位置及其周围环境。测量不确定度关系测试结果的,表征由测量造成可得量值合理离散的参数。测风设备气象桅杆或遥感设备。3.30风切变通过风力机风轮的风速随高度的变化规律3.31风切变指数定义风速随高度变化的幂法则的指数α。C也有其它用途。幂法则公式是:式中:

z vvi (1 Zi Hhv 是轮毂高度风速;hH是轮毂高度;v z高度的风速;Zi i 是风切变指数。3.32风转向风向随通过风力发电机组风轮高度的变化。符号和单位A 风轮扫掠面积 [m2]A 第i个风轮段的面积 [m2]i威布尔分布因子 [m/s]WAEP 年发电量 [Wh]大气压 [Pa]B10min

10min平均值

[Pa]Ch 皮托管头系数CP,i

第i个区间的功率系数广义气动扭矩系数OAC 推力系数Tc 参数的(偏微分)灵敏系数cB,i

i个区间的气压灵敏系数

[W/Pa]cd,icindexck,icT,i

第i个区间的数据采集系统灵敏系数指标参数的灵敏系数第i个区间的第k个分量的灵敏系数第i个区间的气温灵敏系数 [W/K]cV

i个区间的风速灵敏系数

[Ws/m]cDcDD第i个区间的空气密度修正灵敏系数风轮直径等效风轮直径[Wm3/kg][m][m]eDn邻近运行风力发电机组的风轮直径[m]d测风塔直径[m]F(V)风速的瑞利累计概率分布函数f一个风速区间内风速的相对出现概率ifr,MMfr

利用测风塔上安装的仪器测量的风切变修正系数利用遥感设备测量的风切变修正系数H风力发电机组的轮毂高度H风力发电机组的轮毂高度[m]h障碍物高度[m]I风杯式风速计的转动惯量[kgm2]kk级数威布尔形状因子k阻塞修正系数k 风洞校准系数ck 相对其他风洞的风洞修正系数(只用于不确定度估算)fk 空气密度的湿度修正KB,tKB

气压计灵敏度气压计增益KB,dKT,tKT,sKT,dKp,tKp,sKp,dL

气压计采样频率温度传感器灵敏度 [K/A]温度传感器增益 [A/V]温度传感器采样率压力传感器灵敏度压力传感器增益压力传感器采样转换三支架测风塔的支架间距 [m]m风力发电机组与测风塔之间的距离 [m]LeLn[m]lhlw

风力发电机组或测风塔与障碍物之间的距离 风力发电机组或测风塔与邻近运行风力发电机组之间的距离障碍物高度 [m]障碍物宽度 [m]每个区间内的不确定度分量个数M A类不确定度分量个数AB类不确定度分量个数B区间个数N 一年内的小时数,约8760小时 [h]hN i10min数据组个数iN j10min数据组个数jn 采样间隔内的采样数n 可用测量高度的个数hP 障碍物的孔隙度(0:实心的,1:无障碍物)OPi第i个区间的标准化平均功率[W]Pn标准化功率[W]Pn,i,jP10minPwQA

第i个区间内数据组j的标准化功率输出 [W]测量功率的10min平均值 [W]蒸汽压力 [Pa]气动扭矩 [Nm]Q摩擦扭矩[Nm]fR风轮半径[m]R干燥空气气体常数(28705)[J/kgK]OR到测风塔中心的距离[m]dR水蒸气气体常数(4615)[J/kgK]wRSD遥感设备r风速计校准相关系数sA类不确定度分量s风洞风速时间序列的A类不确定度Asks

ikAi个区间内合成标准不确定度isP,isSCsw,is,j

第i个区间内功率的A类标准不确定度 场地标定的A类标准不确定度 [m/s]第i个区间内气象变量的A类标准不确定度 [Wh]第j个区间内风速比的A类标准不确定度S测风塔可靠性T绝对温度[K]TI湍流强度T10min

测量绝对气温的10min平均值 [K]t 时间 [s]U 风速 [m/s]U 中心风速偏差值 [m/s]d等效水平风速 [m/s]eqUi第i个区间内的风速[m/s]Ut临界风速[m/s]U风速矢量uB类不确定度分量uAEP年发电量估计的合成标准不确定度[Wh]u第i个区间内气压的B类标准不确定度[Pa]B,iu

第i个区间内功率的合成标准不确定度 [W]C,iuiuindexuk,iuP,iuV,iuT,iu,ju,i

iBB类标准不确定度第i个区间内分量k的B类标准不确定度第i个区间内功率的B类标准不确定度 [W]第i个区间内风速的B类标准不确定度 [m/s]第i个区间内温度的B类标准不确定度 场地标定在风速区间 i和风向区间j内的合成标准不确定度[m/s]第i个区间内空气密度的B类标准不确定度 风速 [m/s]VaveVi

轮毂高度处的年平均风速 [m/s]第i个区间内的标准化平均风速 [m/s]VnVn,i,jV10min

标准化风速 [m/s]第i个区间内数据组j的标准化风速 测量风速的10min平均值 [m/s]v 风速横向分量 [m/s]v 平均气流速度 [m/s]veqveq,veq,MMveq,RSD

测量的等效风速 [m/s]最终风轮等效风速 [m/s]基于测风塔测量的等效风速 [m/s]基于遥感设备测量的等效风速 [m/s]vhvh,MMvhnvh,RSD

轮毂高度风速 [m/s]测风塔测量的轮毂高度风速 [m/s]对于一个具体的风切变剖面的标准化轮毂高度风速[m/s]遥感设备测量的轮毂高度风速 [m/s]vi高度i处的测量风速[m/s]vzi高度v处的测量风速zi[m/s]WME风测量设备w风速垂直分量[m/s]w确定偏差包络的加权函数iXkX10

预处理时间周期内的参数平均10min参数平均xzz下风向障碍物到测风塔或者风力发电机组的距 [m]地面以上的高度 [m]第i个风轮段的高度 [m]i风切变指数的幂律[°]风速范围内任意风速区间的最大偏差[m/s]max,i受扰扇区[°]卡尔曼常数(0.4)速比空气密度[kg/m3]标准空气密度[kg/m3]010minP,i10min//u v

空气密度的10min平均值 第i个区间内标准化功率数据的标准偏差[W]参数10min平均标准偏差纵向/横向/垂直风速的标准偏差 相对湿度(0~100%) 角速度 功率特性测试方法概述场地特定问题,如果出现在功率测试期间,功率曲线可能会有显著变化。量。(这段时间风速不变)的一般关系表达式为:Pkin

1V3dA (2)A2V(含垂直的风的动能要根据轮毂高度风向修正:pkin

1VcosA2

hub

3dA (3)式中,

是轮毂高度风向。极端大气稳定度条件下大型风力发电机组的hub轮毂高度的风转向可能会有显著变化,风转向也取决于场地地形。本标准中,不考虑水平面的风切变和风转向。因此,能量等效风速对应于风中的动能来自公式(3)动能表达式的一般描述:1

3V Vcos 3dA (4)eq A i i hub i式中,i表示风轮区域内的高度。(流或下流),水平风速的测量和风力发电机组响应都会有附加的不确定性。(对于风轮直径小的风力发电机组风流动条件可能更复杂),预计是极端气候稳定度条件频繁出现的场地和季节,建议一直测量风切变。如果没有测量整个风轮高度区域内的风切变和风转向,则应增加一个等效风个确定等效风速的不确定度。量风速代表,不用增加一个由于缺少风切变和风转向测量硬气的不确定度。测试中排除。大型风力发电机组风轮高度以上的空气密度ρ准空气密度下。M的方法作特定湍流的标准化。总之,依据该标准的功率曲线是一种特定气候条件下的功率曲线,如下:a)空间中点的风速定义为水平风速;b)风转向的等效风速(如方程(4所定义))作为补充;c)平均空气密度或预定义的标准空气密度;d)湍流是轮毂高度测量的湍流,功率曲线不根据湍流强度进行标准化;e)(湍流强度、垂直风切变和风转向等)。在该标准中,应提供所有必要的测量、标定、分类、数据修正、数据标准向的变化。可通过测量所有要求参数和使用所有相关程序实现使用该标准的最好结果。但是,如果这不可能,测试设置和程序使用也有其他选择。这些选择如表定度。Table1符合该标准要求的功率曲线测量的测风配置概述测风配置1.轮毂高度测2.低于轮毂高3.高于轮毂高4.轮毂高度测风塔和测量所度的测风塔和度的测风塔风塔有高度的遥感测量所有高度设备的遥感设备典型应用平坦地形大型平坦地形大型所有地形大型所有地形大型风力发电机组风力发电机组和小型风力发和小型风力发(见附录B)(见附录B)电机组电机组测风传感器7.2.37.2.3,7.2.57.2.3,7.2.47.2.3特定气候功率空气密度,风空气密度,风空气密度,风空气密度;曲线确定的标切变;9.1.5切变;9.1.5切变;9.1.59.1.5准化程序和9.1.3.4和9.1.3.4和9.1.3.4缺少风切变测无附加测量不无附加测量不无附加测量不缺少垂直风切量引起的附加确定度取决于确定度取决于确定度取决于变大型风力发不确定度测量高度覆盖测量高度覆盖测量高度覆盖电机组附加总度E.11.2.2度E.11.2.2度E.11.2.2不确定度E.11.2.2可选的标准化湍流,风转向湍流,风转向湍流,风转向湍流,风转向和上流角度;和上流角度;和上流角度;和上流角度;9.1.6和9.1.6和9.1.6和9.1.6;场地标9.1.49.1.49.1.4定;附录C测风塔气流畸变;9.1.2,场地标定;附录C程序功率特性测试的前期准备程序概述与风力发电机组功率特性测试相关的特定的测试条件应该被明确定义并且记录在测试报告中,详见第10章。风力发电机组及其电气连接如第10章中所述,应该描述并且记录风力发电机组及其电气连接情况,用以唯一确定被测风力发电机组的配置。测试场地概述在测试场地,测风设备应该安装在风力发电机组附近用以确定风力发电机组的驱动风速。测试场地的风切变和大气稳定度特点可能对测风和风力发电机组的实际功测试场地需要对可能引起气流畸变的因素进行评估,以便:a)选择测风设备位置确定合适的测量扇区C通过测量来确定合适的气流评估气流畸变引起的不确定度应特别考虑以下因素:1)地形变化和粗糙度其他风力发电机组障碍物(建筑物,树木等)测试场地的情况应记录清楚,详见第10章中的说明测风设备的位置2D~4D(D直径)的位置,推荐使用2.5D的距离。如果为垂直抽风力发电机,参考附录H.4。风设备或风力发电机组受气流干扰的测量扇区。脊上的情况。测量扇区机组和测风设备二者看过去都应如此。A的程序排除所有受邻近风力发电机组和障碍物的尾流影响2D2.5D4D1量数据。减小测量扇区的所有原因都应有明确记录。地形产生的气流畸变引起的修正系数和不确定度B中要求B的要求就无需进行场地标定。假定不需要气流畸变修正,则当2D-3D处,有测试场地气流畸变引起的不确定度至2%;当测风设备在3D~4D处,不确定度为3观证据对上述不确定度有不同的量化。BC正系数。测试设备电功率风力发电机组净电功率的测量应采用功率测量装置(例如:功率变送器),并基于每相的电流和电压进行测量。IEC61869-2IEC61869-30.5级或更高。如果功率测量装置是功率变送器,她的精确度应慢速IEC60688的要求并且0.50.5满刻度量程应设置为风力发电机组额定功率的-25~125可溯源性标准进行校准。功率测试装置应安装在风力发电机组和电网连接点之明测量是在变压器的风力发电机组侧还是在电网侧进行。风速概述仅测量轮毂高度有一个测量高度以及因缺少风切变和风转向轮廓测量产生的附加不确定度(见9.1.3.2Q)作为功率曲线的风速输入。2制了这些技术在非复杂地形条件下功率特性测试中的应用。因此,仅仅符合表配置要求的设备才能被使用。表2风速测量配置(X表示允许配置)风速测量HHHHREWSREWS地形类型非复杂复杂非复杂复杂轮毂高度测风XX塔轮毂高度测风XXX塔+遥感设备遥感设备+非XX轮毂高度测风塔测风塔覆盖高HH+2/3RXXXX7.2.37.2.5章节7.2.6至7.2.8描述了应用这些传感器设备进行测量的具体细节要求。测风塔上安装风速计的总体要求在章节7.2.3至7.2.8中描述的以下要求适用于所有杯式和声波风速计的应用。I的要求。用于功率特性测试的风速计级别1.7A1.7C2.5B2.5D1.7SIJ。风速计在使用前应进行校准,如果需要的话使用后应再次进行校准(后校准)。在整个测试周期内,务必检查并有文件证明风速计校准持续有效。这可以通过比较原始校准结果和后校准结果或者作为一种替代方法。现场风速计对比可以按照附录K进行。4m/s-12m/s值应在0.1F4m/s-12m/s出0.1

VS,precal

将会增加(最大差值不能超过0.2%)0.2%以上,当出现数据偏差时,附录K测试不能确定这些点,则后校准偏差加上一个不确定度。K风杯式风速计被用作主风速计,则杯式风速计或声学风速计都可用作控制风速G与主风速计相关联的控制风速计。风速测量不确定度来自几个不确定度来源,详见表D.1FIG得出。顶部风速计G证明。高于估计地面高度的风速传感器高度的测量标准不确定度应小于等于0.2mG的要求进行安装。侧装式风速计侧装式风速计的安装应依据附录G的要求。侧装式风速计地面上(见脚注0.2m。9.1.2和附录S1%以内。在每一个高度,测风G中的规定进行特殊对待。一种替代方案就是在每个测量高度处独立的吊杆上安装第二个风速计,并且限定测量扇区,这样风速测量差异不会超过1%。遥感设备遥感设备假定扫描量的水平流动均匀,这就限制这些技术在非复杂地形条B所示。在测试之前,遥感设备应依据条L.3进行验证。基于多个高度的测量(见7.2.8),遥感设备是可以用来测量L.140m7.2.3。遥感设备风速测量的不确定度根据附录L得到。风轮等效风速测量7.2.89.1.3风轮等效风速的三种选择:7.2.37.2.5要求的遥感设B7.2.3顶部风速计安装要求7.2.5B的要求的情况下,9.1.3,由遥感设备测量结果直接确定风轮等效风速。计,其中一个处于轮毂高度,则依据9.1.3,侧装式风速计的测量风速直接用于确定风轮等效风速。轮毂高度风速测量以下描述了测量轮毂高度风速的三种选择:7.2.3中的要求。B7.2.5要求7.2.4对于风速的轮毂高度定义,应考虑到通过风轮的水平风切变或风转向知识的缺失,应基于估算或测量的风切变和风转向,根据附录E增加一个不确定度项。若只有一个轮毂高度的测量风速可用,则基于场地特点(例如粗糙地表)(例如在风资源评估期间估算的风切变和风转向应用7.2.8风切变测量在一定高度范围内可以进行风速测量的地方,应测量风切变,并用于风轮7.2.47.2.5LG。风轮等效风速应包括轮毂高度以上的风速测量。为了运用基于测量的风切且在风轮扫掠区域的垂直距离上均匀分布。测量高度应包括以下高度作为最低高度:a)轮毂高度 1%b)H-RH-2/3R之间c)H+2/3RH+R之间H为风力发电机组轮毂高度,R为风轮半径,如图2所示。如果测风塔高度和轮毂高度一样或比轮毂高度高出很少,则在轮毂高度以应至少包括以下高度:G中与顶部风速计区分开的要b)H-RH-2/3RG中对于侧装式风速计的要求H为风力发电机组轮毂高度,R为风轮半径,如图3所示。风向风向测量被用作场地标定的一种输入、有效风向扇区的数据过滤和确定风L进行风向验证测试。应确定瞬时水平风向和和10min平均值。矢量平均(对瞬时风向值的余弦和正弦分量进行平均,取平均值的反正切,并调整为0°至360°比例)是得到平均风向的一种方法。另一种方法就是扩展风向数值范围至360°以上,并计算10min平均值,然后调整平均值至0°-360°范围。在风向标的死区(通常是风向传感器本体的正北标记)里面测量的数据通常没有被定义(开路或短路),应被排除。由校准、运行、和定位引起的风向测量的合成不确定度应低于5°。风向传感器应依据附录N提供的指导进行校准。空气密度空气密度应由温度、气压、和相对湿度的测量得到。作为湿度测量的替代方案,如果湿度没有测量,则假设相对湿度为50%。空气密度由9.1.5中的方程(12)计算得到。温度传感器应安装在轮毂高度10m以内,代表风轮中心线的温度。当使用的测风塔低于轮毂高度时,参考附录G对温度传感器的安装要求。气压传感器应安装在轮毂高度10m以内,代表风轮中心线的气压。气压测量应一直依据ISO2533修正到适当的轮毂高度。湿度传感器应安装在轮毂高度100m以内,代表风轮中心线的湿度。转速和桨距角10章进行说明。叶片状况冰和污垢等。风力发电机组控制系统8.4中说明每种状态信号的定义。数据采集系统数据采集系统用于收集测量数据并储存采样数据或数据集的统计,其每个通道的采样频率至少为1Hz,如8.3所述。将已知信号输入传感器末端并将这些输入信号与记录数据进行比较,可以验证数据采集系统通道(传输、信号调理和数据储存)的校准和准确度。通常与传感器的不确定度相比,数据采集系统的不确定度可忽略不计。测量程序概述10D事件写入工作日志。风力发电机组运行10样的特殊维护操作应避免。数据收集1Hz或更高的采样频率连续采集。如果测量温度、气压、湿度、a)平均值c)最大值d)所选数据应基于10min的连续测量数据。数据应持续采集,知道满足8.5中定义的要求。数据筛选破坏,下列情况下的数据组应从数据库中剔除:a)b)风力发电机组故障引起的风力发电机组停机;c)在测试中或维护操作时人工停机;d)测量仪器故障或降级(例如,由结冰引起);e)风向在6.3.3规定的测量扇区之外;f)风向在场地标定的有效扇区之外;g)滤掉。其他任何筛选标准都应在报告中明确说明。((风切变)下所采集的子数据库可以被选为特殊数据库。数据库数据标准化之后(见9.1),所选数据组应采用区间法分类储存(见9.2)0.5m/s0.5m/s连续区间。所选数据组应1m/s85%1.51m/s到“AEPAEP95%(9.3)对应的风速,AEP-AEP-外推值用适当的一致的风速(例如,轮毂高度风速推导功率曲线REWSREWS得到功率曲线和风速分布55kw用了上述三种风速范围标准中哪一种。当满足下列条件时,数据库被认为是完整的:a)每个区间至少包含30min的采样数据b)数据库至少包含180h的采样数据的线性差值进行估算。数据库应呈现在测试报告中,详见第10章。结果导出数据标准化概述种标准化方法:空气密度、风切变和湍流强度。这些标准化的目的是为了对每一个变量通过固定公式的方法提升结果的精确度。这将在一定程度上允许比较来自不同数据组的结果,使它们达到相似的量级。各种标准化应按照图4中流程图的指示实施。对侧装式风速计的测风塔气流畸变的修正通过侧装式风速计对测风塔气流畸变进行风速修正是被允许的(依据附录G1%)的要求记录。测风塔气流畸变对风切变测量的影响可以通过减小测量扇区最小化,在这S给出了一种桁架式测风塔确定气流畸变的可能方法。风切变修正(REWS测量可用时)概述如果风轮区域以上的风速不变,则轮毂高度风速可以代表风轮区域以上的风速并且轮毂高度风速的使用是合理的。然而,对于大型风力发电机组,点的风速(例如在轮毂高度)代表风轮区域以上风速的假设是不具代表性的。因此,必须考虑轮毂高度风速的修正和高于风轮的风切变引起的变化。以下定义了三个工程量:a)风轮等效风速b)风切变修正系数c)风切变修正系数可用于得到附录P解释的特定气候下的功率曲线。但是,这种修正基于风力发电机组能转换所有可用动能的假设。风轮等效风速当考虑垂直风切变时,风轮等效风速是与流经风轮扫掠区域动能相关的风速。当获得了至少三个高度的风速(见7.2.6),则风轮等效风速定义为:v

A13nhv3 i (5)式中:

eq

i1

iAn 是可用的测量高度个数(nh v是第i个高度的测量风速;

3);iA风轮扫掠面积(例如:半径为R,扫掠面积为R2)A第i个分段的面积(例如:风速v代表一个分段,通过方程(6)得到)i i(A的选择应使两段之间的水平分隔线位于两个测量点的中间。i分段面积根据方程(6)得到:式中:

Ai

zi1c(z)dzgzi

zi1

gzi

(6)zi个分段分割线(HRzi

HR)的高度,与v的序号相同(自R2R2zH2上而下或自下而上)。z式中:R是风轮半径;H完整的函数是:

cz2

zH

(7)R2zH2gzzHR2zHR2zH2

(8)10min风速文件进行REWS计算的例子:在这个例子中,假设风力发电机组轮毂高度为80m,风轮直径100m。利用5(分40m、60m、80m、120m)REWS评估目的的REWS3(m)(m)风(m/s) 分段权重(%)分段下限高 分段上限高z(m)i度z (m)i1分段高度(m)*分段权重定义为分段面积与总的风轮扫掠面积之比11611.4616.311081302210010.4321.049010818809.2425.29709020607.8123.12507020406.0514.24305020风切变修正系数风塔用遥感设备测量的风切变修正系数定义为风轮等效风速与轮毂高度测量风速的比,如方程(9):式中:

fr

veq

vh

(9)veqvh,RSD

是遥感设备测量的风轮等效风速,如方程(5)中的定义;是遥感设备测量的轮毂高度风速。2:测风塔高于轮毂高度用测风塔测量的风切变修正系数定义为风轮等效风速与测量轮毂高度风速之比,见方程(10):式中:

fr

veq,MM

vh

(10)veqvh,MM

是测风塔上风速计测量的风轮等效风速,如方程(5)中的定义;是测风塔上风速计测量的轮毂高度风速。9.1.3.4风速的风切变修正如果轮毂高度风速和风切变是用同种类型的测风设备测量,则风轮等效风速根据方程(5)计算。如果轮毂高度风速用测风塔上安装的风速计测量而风切变用遥感设备测量,则最终的风轮等效风速根据方程(11)计算:风向修正

veq,final

fr

vh,MM

(11)Q所述,超过风轮高度范围风向的变化(风转向)(括风转向)的扩展定义。空气密度标准化空气密度应通过测量的温度、气压和相对湿度根据方程(12)确定:1 B 1 1 T

10minP

(12)式中:

10min

min

WR R0 W10minT

是推导的10min平均空气密度;是测量的10min平均绝对温度(K);10minB10m

是修正到轮毂高度的气压的10min平均值(Pa);R 28705(J/KgK);0是相对湿度(范围为0%-100%);R 4615(J/KgK);WP 是蒸汽压力,等于0.0000205 exp(0.0631846Tw 10min

)(Pa);Pw

取决于温度的10min平均值。所选数据组应至少被标准化到一个参考空气密度下。参考空气密度应是测量空气密度的平均值,测量空气密度是测试期间现场有效采集的数据(见8.4)或为场地选择一个预定义名义上的空气密度。平均测量空气密度应舍入到最接近的0.01kg/m3,并且根据10记录在报告中。对于具有恒定桨距和恒定转速的失速型风力发电机组,根据方程(13)测量输出功率进行标准化:PP

0 (13)式中:P n

n 10min10minP10min

是测量功率的10min平均值; 是参考空气密度;0 是根据方程(12)10min平均值。10min对于有功功率控制的风力发电机组,根据方程(14)对风速进行标准化: 3VV 10min (14)式中:

n 10min 0V 是标准化风速;nV 10min平均值。10min湍流标准化是由测量输出功率的平均值和测量风速的10min10M16描述的不确定度方法。测量功率曲线的确定功率曲线是根据轮毂高度风速和风轮等效风速(如果测量)确定。但是应和湍流强度,要减小功率曲线的测量不确定度,建议根据附录M,将风轮等效见附录P)和标准化湍流输出功率是好的选择。为了表示单个10min平均值,应在相应的风速上增加一个进一步的指数j测量的功率曲线是对标准化后的数据组用区间法确定的。即使用 0.5m/s风速区间,根据公式(15)和(16)对每一风速区间计算标准化后的风速平均值和标准化后的输出功率平均值计算得出:1V NiV1i N n,i,ij1

(15)式中:

P Ni1i N1j

Pn,i,j (16)V i个区间标准化的平均风速;iV ij标准化的风速;n,i,jPi个区间标准化的平均输出功率;iP ij标准化输出功率;n,i,jN i10min数据组的数目。i测量功率曲线应在测试报告中按照第10章所述要求给出,如果测量了风轮等效风速功率曲线,轮毂高度风速功率曲线也应在报告中给出。年发电量(AEP)应采用两种方法计算AEP,一种称为“AEP-测量值”,另一种是“AEP-测量风速外推到切出风速。此外,AEPAEPAEPAEP是结合测量功AEP。应强调的是,由轮毂高度测量风速得到的功率曲线应仅仅结合基于轮毂高度风速定义的风频分布去得到AEP,然而由测量风轮等效风速得到的功率曲线应仅仅结合风轮等效风速风频分布去得到AEP。结合风轮等效风速功率曲线和轮毂高度风频分布(反之亦然)AEP4m/s、5m/s、6m/s、7m/s、8m/s、9m/s、10m/s11m/s时,可根据方程(17)AEP:

P P式中:AEP

AEPNh

FVii1

FVi1

i1 i 2 (17)hN 1N是区间数量;hiV i个区间标准化的平均风速;iiPi个区间标准化的平均功率。i V2 FV1exp V ave

(18)式中:FV是风速的瑞利累积分布函数;Vave

是年平均风速;V是风速。求和初始化设置:V=V-0.5m/s,P

=0.0kW。i i1还要报告该特定场地信息并计算基于此特定场地情况的特定AEP。如果知道特AEP。测量功率曲线的每个测量风速的小时数可以通过累计分布的两个日历年内的小时数。最终,用方程(17)计算AEP。表格风速分布应使用与(轮毂高度或等效风轮风速AEP。如果特定场地风分布以已知形状和比例因子的威布尔分布给出,则用方程(17)计算AEP并用威布尔分布方程(19)取代累积瑞利分布方程(18):FV FV 1

(19)式中:FV是风速的威布尔累计概率分布函数;V 是风速;A 是威布尔比例因子;WK是威布尔形状因子;AEP-测量值从功率曲线得到,但假设所有测量功率曲线之外的风速对应的功率均为零并根据方程(17)计算总和。AEP-外推值从测量功率曲线得到,但假设在测量功率曲线上,在最低风速AEP功率值。AEPAEP10AEP100AEPAEP95AEP对所有使用的风速分布的AEP-测量值,根据附录D要求,应在报告中估计年发电量AEP的标准不确定度。如上所述,AEP不确定度仅针对功率特性测试引起的不确定度,没有考虑其他与给定风力发电机组实际发电量相关的重要因素引起的不确定度。功率系数测试结果中应将风力发电机组功率系数Cp按照第10章所述要求给出。Cp由测量功率曲线确定,根据方程(20):CP,i

P1 iAV3

(20)20 i式中:CP,i

是第i个区间的的功率系数;V i(将所定义的风速与风轮等效风速或轮毂高i度风速相匹配);Pi个区间标准化的平均输出功率;i是标准空气密度。010报告格式测试报告应包含以下信息:a)被测风力发电机组具体配置的识别与描述(6.2),风力发电机组制造商、型号、序列号、生产日期;风轮直径及所用验证方法描述或风轮直径的参考记录;风轮转速或转速范围;额定功率和额定风速;叶片数据:制造商、型号、序列号、叶片数目、定桨距或变桨距和桨距角;轮毂高度和塔架类型;(设备和软件版本号和用来进行数据筛选的状态信号文档;描述功率变送器安装位置的接线图,特别是与内部或外部变压器和功率消耗有关的情况。测试场地描述(见6.3),包括1)20量扇区;场地评估结果,即有效的测量扇区;估结果做出修改的依据;5)坐标和海拔的表格。测试设备描述(7章):1)传输线和数据采集系统的校准记录;2)G记录;3)测试期间保证测风设备保持良好校准状态的方法描述及表明一直维持良好校准状态的文件。d)测试程序的描述(8章测试步骤、测试条件、采样频率、平均时间和测试周期的记录,包括:2)功率测试期间记录所有重要事件的测试日志,包括:测试期间进行维护活动的清单;为保证良好的测试性能进行的所有特定活动(如叶片清洗)3)所有用来产生报告结果的筛选标准的完整清单,包括:参数、测量或时间周期或被筛选参数的合成;筛选的范围或逻辑条件;筛选的理由过滤器自己会将一些数据点从数据库剔除;所有过滤器应用之后的数据库里数据组的起始编号和最后编号e)测量数据表示(8.3-8.5)。每一个所选数据组的数据应给出表格和图形(为风速的函数(当1)输出功率平均值、标准偏差、最大值和最小与风速关系的散点图(必须包含采样频率信息)。如图5的示例;2)平均风速和湍流强度与风速关系的散点图;湍流强度与风速关系的散点图,每一个风速区间里的平均湍流强度;方法给出相应的关系图表;5)的散点图和表格。状态信号的定义和测试期间的状态信号图;空气密度与风向风速关系的散点图,风速风向应包括每一个区间的平均值;8)变指数和上半部分的风切变指数应分开给出。另外,每个风速区间的上下部分的风切变指数的平均值应给出。9)平均风切变指数或测试期间场地风切变条件的等效表示;9.1.3.3(或(10)取决于测量配置);测试期间的平均测量空气密度。描述对应参考空气密度的测量功率曲线(9.19.2),到轮毂高度风速和风轮等效风速(如果测量)的功率曲线的参考空气密度:4类似的表格表示。每一风速区间内,表格应列出:标准化的平均风速;标准化的平均输出功率;数据组数目;Cp计算值;A类标准不确定度(DE);B类标准不确定度(DE);合成标准不确定度(DE);6类似的功率曲线,该图应表示为标准化平均风速的函数:标准化后的平均输出功率;合成标准不确定度;3)7Cp1.225kg/m3下。1)2)3)4)Cp曲线,或受切出滞后影响的部分功率曲线。特殊运行和大气条件下采集的测量功率曲线的描述:1)如果是这种情况,则功率曲线应该以与参考空气密度相同的方式记录在报告中,但是密度必须来自数据库子集的测量空气密度的平均值或使用场地预定的标称空气密度。轮毂高度风速和风轮等效风速(如果测量)下估算的年发电量的描述(9.3):5类似的年平均轮毂高度风速表,应包括:AEP测量值;AEP测量值的标准不确定度(DE);AEP外推值;2)参考空气密度;切出风速;3)如果任何年平均风速下,AEP测量值都小于95%AEP外推值,则表格也应在AEP测量值那一列包括“不完整”标签。测量功率系数的描述(见9.4):1)应说明风轮扫掠面积;j)场地标定结果的描述(C的报告要求如果做了场地标定,应以表格形式呈现在报告中;表格应描述每一个风速区间:最大和最小风向限制;区间平均风向;风速修正特性;数据小时数;6m/s、10m/s、14m/s3)C要求的图像和表格。k)测量不确定度(见附录D):1)i)来自测试程序的偏差:1)术原理支持和对测试结果影响的估算。Measu「edpowercurveReference11idem;ilMeasu「edpowercurveReference11idem;ily:1,225lg/m3Categ,aryAStandard叩certaintys[k.WICatego「yBSlandardunccrtalnl,[1;,W]comtJ,lne<lunccr1alntStandardunccrlalntI[WIBinnoHubheightwindsp[l'l'IIS]PowerOlllplll,CpNo.ofda1asest(10mina勾,)4:2,1-3,64,26138从05`3352,5-3,6--0,1b275O·,(J46.33仑3,.0-3.8--0,1D2700,136,3心,3?3,5-U4.O33200,566,3384,0-OA0,003470,5603心,394,5,,o0,053b20心?6,36,4105,.02'0,153331,096,.84,q115,50?.40,282的1,6510,911,012ti,0111.30,362b22,2心11>.111..313心5160.QO,402653,0820.120.3147,0209,4O,422863,222OA2().7157,5262.o0,4J2873,2320,72O.9168,0327.bO,442483,2823,323凡i178,.539.2,442154,3628,62B卢918Q,O62.0O,4,11794,942且31)卫19Q,555b.10,45183!i,0229.930.32010.o629,8O,431335,8341,541,92110,5703斗21276,8232,333.52211,078650,41119七,753b,136.72311,583b,5O,3B1016,6.53b,537,12412入。893,50,3947,7a5.222512,5928,bO,33,45,592B,8为32亡,13.o951>.40,30106,3819.52[I.52713..59?1.10,2?b34,凸七16.51?.128"。卢98O,25713,1913心13,82914,5988.20,22?72,5312,212.43015,0993.5O,20&41,3?11.911.93115凡i993,了0,18d70,841心11心321b.o99.O,l1540,8311,.311.3331059%.20,15330,4211A11.43417,O99b,4O,14230,2311,311.33517,5991>50,13300,2411,311,33b18,O99b.50,12130,1811,311,33?18,5叨5,?0,11110,.l111,311,33819,099b.b0,1014O,M11,31133919.499b.1O,09100,2117,311.3

EC'ECM仑asuredpowercurveRefrenc仑lnslty:1,225kg/m3Cal心goryAStandard!!ncenaintyCategoryBarduncertaint[l'.W]mbinunclaiyStandardunc仑八ai""[kWIBinno.Hub压ignlWindspeed[m达]PowerOUi[l'.W]CpNOOfdaia$eIs“0min-avg)4020已。994,10,09s0,4111,3`3d120,5郊?,a180,08a:2,6711j11,74220.999b90,OB33,31311812.3Table5-Exmpleofpresntatonfesimateda,nnalenrgyproducionEsllmaldannualenergyproductlol'IReference刊irdens.lly;1,.22!5kgJmcut-outwindspeed:2'5mf:.(exi「1:1pol1:1lionbyconslanlpowerfromlastbin}Hubneigh1annualIm@wi的(Raeigml:.AEPed(ineasuredcurv)MWhStandarduncer1ain1yinAEPMWhStandarduncen1yinAEP%AEP·ap,olat七d(OXIrapolatedpowercurve)MWh44808217480510811131010816182413B81B24了2595155心2t,0383305lb35334293889165439951043181624l453611459215?34954ln”umpl令leNOTEThestanda「du几拉「laintyfigu「esinlheabovetablesarebasedor,acove「agefacto「or1,Thisimpliesthatthelevelofconflder,ce(pe「ceintageoflimesInrepealedpo,wercurvemeasuremer,lsthelr,lervats面IIcontainthetrue·,IEPvatuIsIllth仑可d「of58%to68.ThelevelofconfidenceIsoinl'jainllmalesincedeted邓ol(erh仑pro购bly(rlb!io1femeasurdisnormly1.no.eyprvale(apllOmrm,iiuusadl沺to邓rvue(58%)plstortlanrdllis,附录A测试场地风机和障碍物的影响评估概述被测风机和测风设备的气流会受正运行风机和障碍物的影响,所以附录A描述了如何决定扇区对于测试场地的适用性。步骤有两部分,如下:a,评估运行风机(被测风机周围运行的风机)造成的影响,A.2b,A.2(extended这些步骤完成后,保留的有效扇区可以在附录B(包括满足维度标准的地形元素一半以上时,可视为障碍物。&运行风机的要求WME不应受到被测风机的影响被测风机和WME不应受到临近运行风机的影响。功率测试期间,如果任何时段临近风机是运行的,那么其尾流影响应该根据A.4的计算方法来决定和计算。小风机总高度小于(2/3)(H-D/2)应被视为障碍,见A.3功率测试期间,若临近风机是一直停机的,那么同样视为障碍物,见A.3WMEA.1L以及叶轮直径DWME他们应该集中在从临近运行风机到测风设备或风机间的方向。如图A.2案例所示。视为障碍的要求应评估被测风机和WME附近的障碍物。每一个障碍作为地形(如B附录描述)的一部分,或者可选择性的,如下描述。WME的合理距离内测量扇区中不应有明显的障碍(WME的小建筑物。当存在明显的障碍物时,测量扇区应被剔除,如A.4,A.5所述。超过表A.1一个或多个限制条件即被认为是明显障碍物,表A.1在以下所有位置中应用:a被测风机周围的评估(例如以被测风机为中心,周围2L,4L,8L,16L的圆)bWME周围的评估剔除扇区的方法根据图A.1评估被测风机对WME的尾流影响。根据图A.1评估临近运行风机对被测风机和WME的尾流影响。对应运行风机,考虑的值就是真实距离L和叶轮直径D如果障碍是表A.1中的明显障碍物,那么根据图A.1评估障碍物对被测风机的尾流影响如果障碍是表A.1中的明显障碍物,那么根据图A.1评估障碍物对WME的尾流影响L(WME),DeWME看出去障碍物的宽度图A.2显示了剔除了扇区,若:aWME在被测风机的尾流范围内bWME在临近运行风机的尾流范围内c被测风机在临近运行风机的尾流范围内dWME在明显障碍物的尾流范围内被测风机在明显障碍物的尾流范围内5中效应对延伸障碍物的特殊要求4L范围内,任何水平方向延续50m附录B测试场地地形评估对于不用做场地标定的测试(如平原地形),以下标准也要遵从:平原地区测试点的地形或许只表现出很小的坡度变化地基每一个平原地区斜率有确定的限制地形评估使用的数学模型网格分辨率要好于30米测量扇区内表B.1对如下位置适用:a被测风机周围的评估bWME周围的评估如果地形符合表B.1所有需求,那么就不需要做场地标定。否则地形被认为是复杂地形,同时场地标定是要求的附录C场地标定概述场地标定量化了减少了地形对功率测试的影响C.7附加的不确定度。场地标定的结果有:a测量扇区内所有风向的气流校正表b这些气流校正标准不确定度的估算场地标定的评价这里有两个区别性的方法。只有一种方法是要求的,C.5.1通过评估数据估算风剪切的方法。每种方法的结果是:1,C.5.2风剪切场地标定:气流校正包含风向仓和风剪切的矩阵,矩阵中的每个点都要计算一个单个风速比校正因子2,C.5.3场地标定中风剪切不是一个重要的影响因素:每个风向区间气流的校正包含一个斜率和一个截距值。回归的相关系数r2值要呈现这个步骤的给出是为了把风速定义为轮毂高度的风速。这样做就不用强制叶尖高度贵而不实际的测风塔,或是复杂地形下遥感设备的不适用。然而,当功率曲线是从REWS获得时,那么这个步骤要在每一个测量高度区间内重复进行,而不是仅仅在测风塔的轮毂高度程序概述安装风机之前(或之前存在的风机拆掉之后)应该立两个测风塔。一个是作为参考位置的测风塔,在功率测试中会用到。另一个是在风机位置的风机测风塔。这种做法是为了校正两个地点的风速。C.3.1提供了更多关于地点位置选择的推荐。图C.1提供了一个大致的准备和分析进程。测试设置被测风机和测风塔位置的选取参考测风塔和功率曲线测试的测风塔应该是一样的0.2H。为了对WME荐风机和参考测风塔是同样的类型和相同的悬臂几何结构。(稳定性)。位置的不同会对这些因素造成很大的影响,但他们之间也会经常相互校正。被测风机位置的选取应能最优化有效数据的收集TypeAAA类地形的例子包含满足附录B平原山脊上的风机。当在A类地形进行场地标定时,参考测风塔和风机位置的风剪切情况是不同的。如果是这样的,那么场地标定的结果会取决于风剪切和风向。TypeBBB类地形包括山,山脊,大山,丘陵,相对风机轮毂高度有着因此相对A地形来说风剪切在BB地形中场地的标10m因此线性回归校正经常适用于B类地形。B类场地引起的上升/垂直风速分量对不确定度有很大的影响,取决于风速计对上升气流的响应。测量垂直风速来评估上升气流,然后结合风速计分类报告,在附录I.3用户定义的影响参数范围内来计算S型风速计的运行特性。TypeC从测量的角度来说CC16LC类地形的复杂程度使得测风塔和被测风机之间的风速关联C安装在被测风机前面的低海拔区域。仪器7.2.8WME7.2的要求,遵从附录G的安装原则。要使用同类型相同操作行特性的标准不确定度:a垂直风速的测量(3D超声波风速计)10%5mG中的校正等级,依据附录I联合设备分类报告量化运行特性造成的不确定度。b风转向的测量推荐在低?下测量,测量应在下尖端高度风速测量区10米以内进行c如果在场地标定期间结冰情况会发生,那么温度传感器或其他结冰检测设备要安装在靠近轮毂高度处C.7.4附加一仪器应安装在相同的结构和相同的吊装角度下。数据收集和摒除对于功率特性测试,数据要在同采样率下连续采集。数据组10分钟区间从临近测试数据获得。获得并存储10min的平均值,标准偏差,最小值,最大值。风向仓的大小应为10度从数据库中剔除以下情形下的数据组:a测试设备故障或损坏(例如由于结冰b6.3.3定义风向超出测量扇区c4m/s16m/sd任何影响到场地标定结果的特殊大气状况e在功率测试期间影响到场地标定的特殊大气状况在场地标定或功率曲线测试期间任何特殊的大气状况都要滤除分析场地标定测量出的是空间中两个特定点的风速关系常显著,或者也不是,如果场地有限范围内是相当稳定的风剪切。因此场地标定中的第一步是评估风剪切的状况。首先执行C.5.1C.5.2C.5.3完成气流校正的计算。一旦气流校正计算完成,然后进行C.5.4的附C.6C.7质量检查的输入。风剪切的评估风剪切的计算和特性绘图对于10分钟的数据点,执行以下计算:a风速比,即风机位置轮毂高度处风速除以参考测风塔轮毂高度处风速b使用幂定律计算两个测风塔的风剪切指数(见3.31)c使用24小时制的时间应从时间戳和本地时间的任何偏移量确定。在夏季或冬季任何关于当地时间的调整(如,夏令时)都应该注意,当数据记录器的时间戳应用这种时间时。帮助风剪切的估算,从滤除过的数据库中做出风机位置和参考测风塔位置以下散点图:vs时间vs风向vs风速vs时间风剪切重要性的评估忽略大气稳定性,如果超过25%的数据点风剪切指数大于0.25那么风剪切是一个重要的影响因素。C.5.2中描述的线性回归方法。分是A类地形,一部分是B类地形。我们的目标是场地标定不受到异常风剪切的影响C.5.2C.5.3C.5.4评估,其中场地标定的校正是采用永久质量减小了不确定度。特别对于:a每个扇区内,仓内平均的自一致性参数C.3)4m/s16m/s风速对比应该0.981.02之间。b每个扇区内,VTurb_predicted与VTurb_measured的对比R2的值应大于0.95建立位置之间的风剪切相关性注意,回归方程要在功率曲线测试期间使用来预测风机处的风剪切。任何场地标定结果用到的滤除方法都要在功率曲线测试中应用期间,只对参考测风塔的数据做附加滤除,对风机位置的数据做滤除是不可能的。vsvsvs端状况下一种解决方法可以有多个场地标定,每一个的大气条件在准确范围内是有效的。方法一:风向仓和风剪切仓10433543(仓1010°的整数倍)的选择从场地标定到功率曲线测试应是连0.050.05风剪切指数增长。每一个风向仓,风剪切仓内的风速比应是平均值。风向仓和风剪切仓的实施原则如下:a144(24小时数据。不完整的风剪切仓也会包括在其中。另外,每一个风向仓要包含至少6小时以上,8m/s以6小时的数据。b一个完整风向仓内的每一个风剪切仓至少要有3个数据点。c不完整风向扇区内的风剪切仓含6小时以上数据就可被认为是完整的。C.5.3在一个风向仓上进行数据估算如果风剪切仓的变化造成场地标定因子的变化大于一个或多个风向仓内场地标定统计不确定的两倍,那么风剪切仓和风向仓要同时分析。如果风剪切仓的变化造成场地标定因子的变化小于一个或多个风向仓内场地标定统计不确定的两倍,那么剔除风剪切仓,基于C.5.3对一个风向进行数据评估。在功率曲线测试期间,数据应存储在风向仓内。对于每一个10分钟数据点,要计算参考测行的,例如当最后一个完整的场地标定风剪切仓是0.6的风剪切仓,测量风剪切指数值在0.6000.6250.6的宽度,范围0.5750.625)之间是方法二:线性回归方法(风剪切不是一个重要因素)10(10度的整10度的整数倍滤除过的数据要在测量扇区范围内。例如,,测量扇区的在43度截止,那么场地标定的扇3543度估算。程。因此,每一个风向仓都有一个斜率和截距值。246见C.7.2)仓内的风速应有一个很宽的分布,因此建议呈现的风速数成很大影响的异常值都要调查和说明。为了说明风机位置和测风塔位置风速的关系,测量扇区内每一个完整的风向仓应作出以下图:风机测风塔风速vs参考测风塔风速,包含线性回归方程和相关系数R2。在单轴上,作出以下图。例如C.9的图C.11:a风速比vs参考风速b0.5m/s的风速仓内风速比的仓内平均值c曲线y=m+bx,m是线性回归的斜率,b是截距,x是参考风速,y是预测风机位置风速标准化到参考测风塔风速,例如y是风速比d风向仓内指代所有风速比平均值的水平线附加计算参考测风塔的数据要采用场地标定气流校正来计算每个数据点预测的风机位置处风速使用滤除过的数据组来完成。VTurb_predicted是预测风机位置处风速F(WD,α)是C.5.2确定的场地标定气流校正VPM是参考测风塔风速WD是风向仓α是风剪切指数,如果适用10residual=VTurb_predicted–VTurb_measured10分钟数据点的自一致参数计算如下:风机位置预测风速除以风机测风塔测量风速。self_consistency_parameter=VTurb_predicted/VTurb_measured残差和自一致参数是用来评估结果的变化和任何偏移01是用来计算场地标定的统计不确定度的。C.701。场地标定不确定度A类不确定度场地标定k-fold(k-折交叉验证cross-validation)是指将样本集分为k份,其中k-1份作为训练数1份作为验证数据集。用验证集来验证所得分类器或者回归的错误码率。一般需要循环kk份数据全部被选择一遍为止。)基于测风塔位置风速场地标定训练出的模型来预测风机位置的风速。为了避免模型对数据过拟合低估A类不确定度,计算时k倍的交叉验证取k=10。注意,在风电中k有不同的含义,这里的k和统计中用的是一致的,即所用到的方法为k倍交叉验证。基于时间戳,最后滤除的数据组要被分成k个相同的文件(分组)。对于每一个分组(k从1到10)a根据C.5计算场地标定校正,仅使用其他9个分组的数据b场地标定的校正应该用来计算风机位置处的预测风速,使用分组k的测风塔风速c根据C.5.4中定义的残差和自一致参数,将k分组的预测风机处风速与k分组的实际测量风机风速作比较d由C.6.1.2确定k分组的统计不确定度总的A类不确定度是根号下每一个分组不确定度的平方和除以根号k。K值选择10是为了保证在剩余的数据组中存在足够的信息覆盖被评估数据组的风速范围,也可以选其他值只要k>=2。文件是根据时间戳分开的而不是随机选时间有关,在场地标定和功率曲线测试期间基于时间的文件能更好的捕获到情况的变化。每一个组的场地标定统计不确定度对于k倍交叉验证的每一组(每一级?),要计算风机位置场地标定校正风速和风机测风塔测量风速的10分钟偏差,10分钟风速偏差的标准差计算如下:dj,k是k折第j10C.2dkk折残差的平均值Nk是k折的数据组数量Dstd,k是k折场地标定残差的标准差只要场地标定评估用到的数据包含在标注差的计算中即可。K折的A类统计标准不确定度如下f是场地标定自由度的数量f10f即Nk减去风向子扇区(10度的扇区)的数量。当场地标定气流校正是线性回归(斜率和偏移量)的形式时,场地标定算法参数的数量是风向子扇区的2倍。fNk减2Nk减去所有风向子扇区风剪切仓数量的总和。场地标定B类不确定度在评估B类标准不确定度时,以下不确定因素认为是彼此独立的:u —VT,precalu —在场地标定不确定度计算中应考虑风机测风塔风速计运行时的标VT,class,iu —在场地标定不确定度评估中要考虑风机测风塔风速计和参考测风塔风速VT,mnt,i计的安装标准不确定度。u :数采系统造成风速的标准不确定度,由附录DE估算。dVT,i联合不确定度为了计算场地标定的联合不确定度,A类B类不确定因素彼此之间认为是独立的。允许缩小扇区减小不确定度,通过删除风向仓内的一些高不确定度附加不确定度收敛检查(C.3)vs每个风向仓的小时数。累加平均值应收敛在最终平均值0.5%以内,最大1625%。如果没有满足这个原则,那就C.8场地标定统计不确定度计算使用的k折交叉验证方法对于任何不收敛的数据都会产生一个很高的测试不确定度,所以对于这种方法不需要在进行处理。线性回归(C.5.3)的校正检查对于每一个风向仓,基于回归方程的的相关系数r评估相关程度。报告中要包含这点。c.7.3相邻风向仓校正的变动C.5.4的自一致参数方法来进行评估,如下:a评估数据,计算场地标定气流校正b2901.024x+0.1280度的仓。c使用先前步骤调整后的场地标定气流校正以及场地标定数据,来计算每10分钟风机位置的预测风速,然后计算等式C.3的自一致参数d0.981.02那就删除这些风向仓。1减去自一致参数乘以23。如果两个相邻扇区都应用了这个方法,那么不确定的增加就是这两个的平均值。该方法应通过加减风向仓来应用,例如将290度仓的结果应用到280和300度仓中。非边缘仓不确定度的调整是每个方向移动相邻仓的平均影响。uVT,coc,i,j是风向仓j校正变化的标准不确定度sccpj,j-1是风向仓j使用风向仓j-1的场地标定校正中的场地标定一致性参数sccpj,j+1是风向仓j使用风向仓j+1的场地标定校正中的场地标定一致性参数对于测量扇区边缘的子扇区,仅采用对应相邻子扇区的校正来进行不确定性评估。场地标定和功率测试中风向传感器的移除如果场地标定和功率测试中移除了风向传感器会引入误差。因此每一个风向仓要附加一个不确定分量,计算如下a对于每一个风向仓,应用C.7.3的方法,期望得到的不确定度能够使用,当自一致参数的平均值在0.98至1.02间。b确定风向测量的相对不确定度c将a的结果乘以风向标测量中的相对不确定度,总风向仓大小310C.7.33/10C.7.3引起的任何不确定度之外,这个不确定度是要采用的。uw,iE.12BinSize是风向仓j10度请注意uw,iuWVoe,i是可以忽略的。不同季节的场地标定和功率测试风资源季节性的变化,植被改变地表粗糙度,降雨量(冰雪),场地标定期间参考测风塔的平均风资源情况()a风剪切指数0.05b湍流强度3%c如果测了上升气流,推荐垂直上升气流±2度的限制变化季节影响的附加不确定度应计算为场地标定气流校正的三分之一。结果确认(加或不加场地标定10分钟的代表性风速。这个风速要和风速计或RSD测量的风速做比a颠倒功率曲线的定义为仓平均风速是数据组输出功率的函数,这会用到功率曲线的评估中。b颠倒的功率曲线的应用是为了评估风机叶轮的代表性风速,来自被测风机运行的10分钟两个风速(获得的和测量的)的比值应是仓内的平均值作为5度扇区内风向的函数。d获得和测量的风速对于测量扇区期望是一致的,因此比率也应该一致。场地效应,场地标从最终功率曲线测试中删除受场地影响的扇区。e保留扇区的功率曲线要进行再评估。自一致参数也要和再计算的颠倒功率曲线重新检查。如果有必要,测量扇区要联系重复测试的结果进行调整。确认测试的结果例子如图C.3所示。附录D测量中不确定度的评估附录D解决了测试中不确定度确定的要求。使用分仓方法确定不确定度的理论依据,以及不确定度评估的实例可以在附录D中看到。测量中不确定度的评估是对测试功率曲线的一个支撑。不确定度的评估应基于 98-3:2008。依据IEC98-3,这里有两种不确定度:A类,幅值可根据测量推导出来;B类,通过其他方法估算。对于这两种不确定度,都可表达为标准偏差和标准不确定度。a被测物理量功

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