GB T 18451.1-2012 风力发电机组.设计要求.pdf

1、F 直KCS 27.180 F 11 GB 国家标准国不H-H: /、民中华人GB/T 风力发电机组1845 1. 1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 代替GB18451. 1-2001 设计要求Wind turbine generator systems-Design requirements (IEC 61400-1: 2005 Wind turbines-Part 1: Design requirements , IDT) 2012-05-11发布2012-10-01实施。北哥哇。现与罩、Y.c俨J11.吧-中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会

2、发布GB/T 1845 1. 1一2012/mC 61400-1 : 2005 目次前言.v IEC引言H1 范围2 规范性引用文件-3 术语和定义4 符号和缩写-4. 1 符号和单位84.2 缩写105 基本要求四5. 1 概述105.2 设计方法105. 3 安全等级.5.4 质量保证5. 5 风力发电机组铭牌6 外部条件.6.1 概述6. 2 风力发电机组等级126. 3 风况126.4 其他环境条件6. 5 电网条件207 结构设计207.1 概述207.2 设计方法m7.3 载荷207.4 设计状态和载荷工况.7.5 载荷计算247.6 极限状态分析.8 控制和保护系统8.1 概述8

3、.2 控制功能298. 3 保护功能308.4 制动系统309 机械系统9.1 概述9.2 防错设计一一一一-.GB/T 18451.1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 -i1iquqLOL?qJnJndndndquJqJA吐A哇AU本A吐4A吐A吐EdEUbnbnb句i勺t0000000OQUQdQUQdQdQUQdnununuququququnJququqdnd可Uqdquuququququ2uquququ1uququqJqdqJquqJquququqdquqJqJAAd也AAt估评性整出兀构UU士口车白斗白啤咀车白HU平uuuu平k刑阳剧情备组影整、lu设机流完MM吊i

4、求电件尾构性叫u起捎要护发估条组估峭斜扑眼瞅M护卅问阳MM明怦札仕估据址川川存统UU组件升rh?rz仰LEM口时即阴阳出口tM出UMM或轮系系制轴统述气护开地电缆激电能磁址述杂估近他震网质考考装述划装址境件收础力力固重阳捕栅吵吵叫树系概电保断接雷电自雷电电场概复评邻其地电地参参友概计安场环文接基风风紧起气01定0装012qUAAIRUPhu7anxu 345678JJJ特JJJJJJJJJJ组JJJJJ6J89111nunununununu门UOunUAVAv-i411i14吨i1i1i111i1iqLquq9叮Lq9白。，?。49?QUOdQUOdQUQd1i1i11141i1i141i1i

5、1i1i1i1i1i1i1i1i141i11111i1i1i1i111i111i1i111i14 nu-4nL G/T 1845 1. 1一2012/IEC 61400-1 : 2005 13 调试、运行和维护4013. 1 概述4013.2 安全运行、检查和维护的设计要求4013. 3 调试说明书4113.4 运行人员指导手册U13.5 维护于册.。附录A(规范性附录)S级风力发电机组的设计参数u附录B(资料性附录)揣流模型G附录C(资料性附录)地震载荷评估49附录D(资料性附录)尾流及风电场揣流50附录E(资料性附录)采用测量-相关-预测(MCP)方法预测风力发电机组场址的风分布52附录F

6、(资料性附录)用于极限强度分析的载荷统计外推法M附录G(资料性附录)使用Miner准则载荷外推法进行疲劳分析57参考文献mM GB/T 18451.1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 目。吕本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用IEC61400-1 :2005(风力发电机组第1部分:设计要求。本标准代替GB1845 1. 1-2001(风力发电机组安全要求。与GB18451. 1-2001的主要技术变化如下:一一题目改变为风力发电机组设计要求;一一调整了风力发电机组等级分类方法，现在仅涉及参考风速和揣流强度;扩充了揣流模型，并包括极限捕流

7、模型;调整和简化了阵风模型;一一重新整理和修改了设计载荷工况;一一重点强调了载荷计算中分揣流仿真，并具体说明了极限载荷的外推法;调整和简化了载荷的局部安全系数;一一一修正了材料的局部安全系数，并根据材料型号和部件等级作了详细说明;一一根据功能特性，修正和明确了控制和保护系统的要求;增加了对结构和电气兼容性的详细评估要求。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国标准如下:一-GB/T4797. 1-2005 电工电子产品自然环境条件温度和湿度(lEC60721-2-1: 2002 , MOD); 一-GB/T6391 2003 滚动轴承额定动载荷和额定寿命(lSO281: 1990

8、, IDT)，现行版本GB/T 6391-2010己替代GB/T6391-2003; 一一-GB5226. 1-2002 机械安全机械电气设备第1部分:通用要求(lEC60204-1: 1997 , IDT) , 现行版本GB5226. 1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件已替代GB 5226. 1一2002;GB 16895(所有部分)建筑物电气装置IEC60364(所有部分)J; GB!Z 25427-2010 风力发电机组雷电防护CIEC61400-24: 2002 , MOD)o 为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改:a) 将IEC6l400-1: 2005改为

9、本标准;b) 删除了IEC61400-1: 2005中资料性概述要素(包括封面、目次和前言hc) 保留了IEC61400-1:2005的引言，同时增加了本标准的前言气d)用现行IEC60721-2-1: 2002 (环境条件等级第2部分:自然环境温度和湿度替代IEC 60721-2-1:1982; e) 用现行ISO4354: 2009(风对建筑物的作用替代ISO4354: 1997; f) 用现行ISO9001: 2008(质量管理体系要求替代ISO9001: 2000。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/TC50)归口。本标准主要起草单位:北京鉴衡

10、认证中心、神华国华能源技资有限公司、中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院、上海电气风电设备有限公司、华北电力大学、新疆金风科技股份有限公司、浙江运达风电股份有限公司。本标准主要起草人:高辉、王建平、秦海岩、张宇、陈雷杰、许移庆、邓英、王相明、田野、庄岳兴、叶杭冶、王巍、李早、杨洪源。V GS/T 18451.1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 IEC引言本标准概述了风力发电机组的最低设计要求，但不是完整的设计规范或指导手册。经适当论证后，如果变更本标准某条款的要求不会危及风力发电机组安全，那么就可变更此条款。但该规定不适用于第6章中外部条件的分类和相关定义。符合本标准的要求，

11、并不能免除任何个人、组织或团体遵守其他适用标准或法规的责任。本标准没有给出海上风力发电机组的要求，特别是支撑结构。1 G/T 18451.1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 风力发电机组设计要求范围本标准规定了为确保风力发电机组工程完整性的必要设计要求。其目的是在风力发电机组的预期寿命期间，提供适当的防护等级，以防止各种危险对风力发电机组造成损坏。本标准涉及风力发电机组的各子系统1如控制和保护装量3内部电气系统、机械系统和支撑结构。本标准适用于所有容量的命时组。对于小型风方说帧可采用标准IEC川00-2。本标准宜与第2章即所EC_，1-S和国家标准一起面IEC 60721-2

12、-1: 2002环境条件等级第2部分:自然环境温度和湿度(Classificationof envi ronmental conditions-Part 2: Environmental conditions appearing in nature. Temperature and hu midity) IEC 61024-1: 1990防雷结构保护第1部分通用原则(Protectionof structures against light ning-Part 1: General principles) IEC 61400-24: 2002 风力发电机组第24部分:雷电保护(Windturb

13、ine generator systems Part 24: Lightning protection) ISO 281: 1990滚子轴承额走动态负载和额定寿命(Rollingbearings-Dynamic load ratings and rating life) ISO 2394:1998 结构可靠性的基本原则(Generalprinciples on reliability for structures) ISO 2533:1975 标准大气(StandardA tmosphere) GB/T 1845 1. 1一2012月EC61400-1 :2005 f ISO 4354: 20

14、09 风对建筑物的作用(Windactions on structures) ISO 6336(所有部分)直齿轮和斜齿轮的承载能力计算(Calculationof load capacity of spur and helical gears) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 年平均annual average 数量足够多和持续时间足够长的一组测量数据的平均值，用于估计量值的期望值。平均的时间间隔宜是多个完整年，以均化不稳定因素的影响(如季节性变化)。3.2 3.3 3.4 3.5 年平均风速(Vave)annual average wind speed 按照年平均的定义确

15、定的平均风速。自动重合周期auto-reclosing cycle 电网发生故障后断路器断开到自动重合且线路重新接入电网的周期，大约为0.01秒到数秒。锁定(凤力发电机组)blocking (wind turbines) 使用可靠的锁定销或其他机械装置(通常的机械制动器除外)防止风轮主轴或偏航机构等的运动。制动器(凤力发电机组)brake (wind turbines) 能降低风轮转速或使其停止旋转的装置。注:制动器可利用气功、机械或电气原理进行工作。3.6 特征值characteristic value 不超过规定概率(即小于或等于规定值的超越概率)的数值。3. 7 复杂地形带complex

16、 terrain 风电场场址周围地形显著变化的地带和可引起气流畸变的障碍物地带。3.8 控制功能(凤力发电机组)control functions (wind turbines) 根据风力发电机组状态和/或环境的信息，控制和保护系统调节风力发电机组使其保持在设计要求范围内的功能。3.9 切入凤速(Vin)cut-in wind speed 风力发电机组开始发电时，轮载高度处最小无揣流稳态风速。3.10 切出风速(Vout ) cut-out wind speed 风力发电机组设计所允许的发电状态下，轮载高度处最大无端流稳态风速。3. 11 设计极限design limits 设计中采用的最大值

17、或最小值。2 GB/T 1845 1. 1一2012/IEC 61400-1 : 2005 3. 12 潜在故障dormant failure 正常运行中未被发现的系统或部件的故障。3. 13 下风向downwind 与风矢量主方向一致的方向。3.14 电网electrical power network 用于输电和配电的专用设备、变电站、电线电缆。注:电网各组成部分之间的界限由适当的判别标准(如地理位置、所有权归属、电压级别等)来确定。3. 15 3. 16 3. 17 3. 18 紧急关机(凤力发电机组)emergency shutdown (wind turbines) 由保护功能或人工

18、干预触发的风力发电机组快速关机。环境条件environmental conditions 可能影响风力发电机组性能的环境特征(如风况、海拔高度、温度、湿度等)。外部条件(凤力发电机组)external conditions I( wind turbines) 影响风力发电机组运行的诸因素，包括环境条件(温度、雪、冰等)和电网条件。极大凤速extreme wind speed t秒内最高风速的平均值，其概率为N年一遇(重现周期:N年)。注:本标准采用的重现周期为N=50年和N=l年，时间间隔为t=3秒和t=lO分钟。极大风速即为俗称的生存风速。在风力发电机组设计中以极大风速来定义设计载荷工况。3

19、. 19 失效安全fail-safe 避免由失效引发产品严重损坏的设计特性。3.20 阵风gust 短暂的风速突变。注:阵风可用其上升时间、幅值和持续时间来表述。3.21 3.22 3.23 3.24 水平轴风力发电机组horizontal axis wind turbine 风轮轴基本为水平状态的风力发电机组。轮鼓(凤力发电机组)hub (wind turbines) 将叶片或叶片组件连接到风轮轴上的固定部件。轮戴高度(凤力发电机组)(ZhUb) hub height (wind turbines) 由地面到风轮扫掠面(见3.51)中心的高度。空转(凤力发电机组)idling (wind t

20、urbines) 风力发电机组缓慢旋转而不发电的状态。3 GB/T 18451.1-2012月EC61400-1 :2005 3.25 惯性副区inertial sub-range 风速揣流谱的频率区间，此区间内涡流经逐步破碎达到均匀化，能量损失忽略不计。注:在典型的10m/s风速，惯性副区的频率范围大致是o.2 Hzl kHz。3.26 极限状态limit state 结构及其承载的状态，如果载荷超过这一状态，则结构不再满足设计要求(修正后的IS02394)。注:设计计算(即极限状态的设计要求)的目的是使结构达到极限状态的概率小于结构规定值(见ISO2394)。3.27 3. 35 电力汇集

21、系统(凤力发电机组)power collection system (wind turbines) 汇集一个或多个风力发电机组出力的电力系统。它包括风力发电机组终端与电网连接点之间的所有电气设备。3.36 3. 37 凤切变幕律power law for wind shear 见3.62。功率输出power output 为特定目的，设备以特定形式所发出的功率。注:(风力发电机组)电功率由风力发电机组发出。4 4 GB/T 1845 1. 1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 3.38 3. 39 保护功能(凤力发电机组)protection functions (wind t

22、urbine) 确保风力发电机组运行在设计范围内的控制与保护系统的功能。额定功率rated power 通常由制造商为部件、装置或设备在特定运行状态下设定的功率值。注:(风力发电机组)在正常的运行和外部条件下，风力发电机组设计要达到的最大连续电功率输出。3.40 额定凤速(V，)rated wind speed 廷的元揣流1，t!S3.41 Rayleigh分布(PR)概率分布函数，且y63oerence wind speed 3. 45 为0时推算出的高度。3.46 计划维护按己制定的时间表进行的预防性维护。3.47 场址数据site data 风力发电机组场址的环境、地震、土壤、电网和风数

23、据，在没有其他规定的情况下，风数据应为10分钟样本的统计数据。3.48 3.49 静止standstill 风力发电机组停止不动的状态。支撑结构(凤力发电机组)support structure (wind turbines) 风力发电机组的塔架和基础部分。5 GB/T 1845 1. 1一2012/IEC 61400-1 : 2005 3.50 生存凤速survival wind speed 结构设计能承受的最大风速的俗称。注:本标准不采用这一术语，设计时可参考极大风速(见3.18)。3.51 扫掠面积swept area 风轮旋转一周所生成的圆在垂直于风向平面上的投影面积。3.52 i由流

24、强度(1)turbulence intensity 风速标准偏差与平均风速的比值，需用同一组风速测量数据样本和规定的时间周期进行计算。3.53 瑞流尺度参数CA1)turbulence scale parameter 无量纲的纵向功率谱密度等于0.05的波长。注:波长定义为:1I.1=Vhb/ fo式中f051(fo)/;=0. 05 0 3.54 3.55 3.56 3.57 3.58 3.59 i由流标准偏差(J1 ) turbulence standard deviation 轮载高度处揣流矢量风速的纵向分量的标准偏差。最大极限状态ultimate limit state 通常指承受最大

25、载荷所对应的极限状态修正后的IS02394J。非计划维护unscheduled maintenance 不是根据己制定的时间表，而是根据某项状态的迹象而确定的临时性维护。上凤向upwind 与风矢量主方向相反的方向。垂直轴凤力发电机组vertical axis wind turbine 风轮轴竖直的风力发电机组。Weibull分布(Pw)Weibull distribution 一种概率分布函数，见3.63 0 3.60 风电场wind farm 见3.61。3.61 凤力发电站wind power station 一台或多台风力发电机组，通常称风电场。3.62 6 凤廓线-凤切变律wind

26、profile -wind shear law 假设的风速随离地面高度变化的数学表达式。注:通常应用对数廓线(式1)和幕律廓线(式Z)。.- , ln(z/zo) V(z) = V(z,) 一一一一一一. , -u ln(z,/zo) . ( 1 ) GB/T 18451.1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 V(z) = V(fY 式中:V(z)一一高度z处的风速zV(z, ) 高度z，处的风速;z一一-距离地面高度;z，一-用于拟合风廓线的距离地面的参考高度pZo 粗糙长度;一一风切变指数(或幕)。3.63 风速分布wind speed distribution 用于描述连

27、续时限内风速概率分布的函数。注:通常应用的函数是Rayleigh分布函数PR(Vo)和Weibull分布函数Pw(Vo)。P R (Vo ) = 1 - exp CVo/2V，) J Pw (Vo ) = 1 - exp CVo/C) kJ vzt;二JJ=2日J式中:P(Vo) 累积概率函数，也即V x参数的期望值Var = 1时(0.75Vmb十c);c=3. 8 m/s Var = I,cr( 1. 4 m/s) J2 14 一一一一一一一一、-、-一GB/T 1845 1. 1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 式(12)和公式(13)进行计算:Vp50 (z) = 1

28、. 4V,cr (z/ Zhuh) 0.11 VeJ (z) = O. 8Ve50 (z) ( 13 ) 在稳态极端风速模型中，允许短时间内与平均风向有一定的偏离，应假定恒定的偏航误差在:l:150 范围内。对于揣流极端风速模型，50年和1年一遇的10分钟平均风速是z的函数，由公式(14)和公式(15)给出:V50(z)=V时(z/ZllUh) 0.1 J ( 14 ) V1 (z) =0. 8V50 (z) . ( 12 ) . ( 15 ) 纵向揣流标准偏差5)为:. ( 16 ) 1 =0. llVhub . ( 17 ) 极端运行阵风(EOG)对于标准风力发电机组等级，轮载高度处阵风幅

29、值V飞g且u川Jl恼sV飞gust=min叫m斗n才3臼川川5以川川川川川(肌V凡l川去) 6.3.2.2 0，三tT 其他式中:l一一由公式(11)给出;AI-ii由流尺寸参数，由公式(5)给出;D一一一风轮直径。风速由公式(18)确定:(V(z)一0.37Vgusin(3t/T)1-cos(2t/T) V仪，t)= ( W(z) . ( 18 ) 式中:V(z)由公式(10)确定;T=10.5秒。一个极端运行阵风的例子(Vhub=25m/s，等级IA,D=42 m)如图2所示: / / / X r-. / _,.-一 / / 36 34 26 24 30 32 28 (E)宫辽阔筐，00凶

30、22 10 8 6 4 2 20 0 时间tls极端运行阵凤示例图21由流极端风速模型的揣流标准偏差与正常揣流模型(NTM)或极端揣流模型(ETM)不相关。稳态的极端风速模型和揣流极端风速模型通过近似为3.5的峰值系数相关。阵风幅值与运行事件发生的概率(如启动和停机)一起去标定50年一遇的重现期。口口l 5) 6) GB/T 18451.1一2012月EC61400-1 :2005 6.3.2.3 极端端流模型(ETM)极端端流模型应采用6.3.1. 2中的正常风廓线模型(NWP)以及由公式(19)给出的揣流纵向分量的标准偏差:I n (V ave , .-, (V hub , 丁l=cI时1

31、0.072 ( 丘斗3)(一-4)十101;c=2m/s( 19 ) 6.3.2.4 极端风向变化(EDC). ( 20 ) 40 - 主豆制壁 -100 旨 。nunununzA (。)()电运剧mz-K阮QULJZ 一/二二n!i 三JYM 时间t/su 10 图3极端风向变化幅值示例图4极端凤向变化示例6.3.2.5 万向变化的极端相干阵风(ECD)方向变化的极端相干阵风的幅值为:VCg = 15 m/s . ( 22 ) 风速的计算公式为:r V (z) to V(z ,t) =斗V(z)十O.5Vcg (1-cos(t/T) 0 二tTl V(z)十Vcgt二三T此处上升时间T=10

32、秒，风速V(z)由6.3. 1. 2中正常风廓线模型(NWP)给出。Vhub=25m/s时，( 23 ) 16 -一一GB/T 18451.1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 极端相干阵风中风速上升情况如图5所示。s上J量l40 50 30 (的E)(芯)阐明反20 10 。一2y配斗七百极端相干阵民盹示j9iJ飞假定风速的上的)U()g叫)的变化是同步进行以自俯卧式为:1800 Vhub 豆V叶、同步的风J到毛由公式25)给W: 川矿飞旷/二二tO1 扩少t)-LWOq吁立jm川jquT/;-iAg y fL t戈T/ 这里，上升时间T=10秒o 方向()气t随V叽I，V忡

33、f川户b、的变化和肯向0伙(fA)随时f向占凯巾4队队V叽几h卢山hu=i=剖m/凡白J的翠酬千化飞分另别瞅u忖虫叫5和图7所J姑仇后扎。飞R叭i! h比叫、I/1I I : 14 12 10 - _ 8 时间t/s工4 。12 10 8 4 6 时间t/s2 25 AUphunu n4唱1ie)(H)电学期Z-K- 。一?一二二20 il 100 伶(吕ZIl 0 0 50 VhUb =25 m/s时风向变化瞬时值示例图7ECD风向变化图6。三二tT极端凤切变(EWS)极端风切变应采用两种瞬时风速公式(26)和公式(27)来计算:a) 瞬时(正向或逆向)垂直切变(、a、r, T飞、1/4 I

34、V仙V叽凡Vhub(山b(阳主扣士厅坠叫灿12.5川+刊O.2饷向叫1(巾去扫r1 1-口卡1-一叫sV(仅z，t)=- -Vhub (主)6.3.2.6 其他. ( 26 ) 17 GlB/T 18451.1-2012/IEC 61400-1 :2005 b) 瞬时水平切变伊机机机hul叫u川lV(飞y，z，t仆)工otT IVhuh (主)对于垂直和水平切变:=0.2;卢=6.4;1=12s;l对于正常揣流模型(NTM)，由公式(11)给出;Al为揣流尺度参数，由公式(5)给出;D为风轮直径。应考虑最恶劣瞬时载荷发生的水平风切变情况。这两种极端风切变不能同时使用。其他., ( 27 ) 作

35、为示例，极端垂直风切变在图8中予以说明，图中给出了极端情况(t=0州最大切变(t=6d时的风廓线。图9显示了风轮顶部和底部的风速变化，用来说明风切变随时间的变化。两图中均假定揣流等级为A，Zhub=30m ,Vhub=25 m/s，风轮直径D=42m。2.0 1. 5 21.o 4之0.5 0.0 0 ,. LK vq / / 10 20 30 风速町，t)/(m/s)-t=O时，一-t=T/2为正时-t=T/2为负时./ 40 图8极端正负垂直风切变凤廓线示例开始(t= 0 5，虚线)和最大切变(t=65，实线)6.4 其他环境条件40 230 、 20 s: 望10。- +- 、./ J.

36、-卜、1 卜、-、,/ -咽 . 一20 2 4 6 8 10 12 14 时间t/s-风轮顶部-一风轮底部图9凤轮顶部和底部风速示例(用以说明瞬时正凤切变)除了风况外，其他环境(气候)条件通过热、光化学、腐蚀、机械、电气或其他物理作用也可能会影响风力发电机组的完整性和安全性，而且多种气候因素同时发生可能会加剧这种影响。至少应考虑下列环境条件，并将它们的作用在设计文件中说明:18 飞-一-一-G/T 18451.1-20 12/IEC 61400-1 : 2005 温度;湿度;空气密度; 太阳辐射; 雨、冰雹、雪、冰;化学作用物质; 机械作用颗粒; 盐雾; 雷电; 地震。海上环境需要另外考虑。

37、所考虑的气候条件应依照代表值或气候条件变化范围来确定。选择设计值时，诸多气候条件同时出现的概率也应予以考虑。与1年一遇所对应的正常极限泡围内的气候条件变化不应影响设计的风力发电机组正常运行。除非存在着相关性，6.4.2中的其他极端环境条件应和6.3.1中正常风况结合起来考虑。6.4. 1 其他正常环境条件应考虑的其他正常环境条件:环境温度范围一10oC 40oC ; 一一最高相对湿度为95%; 大气成分相当于无污染的内陆大气(见IEC60721-2-1); 一一太阳辐射强度1000W/m2; 一一空气密度1.225 kg/m3o 当由设计者规定附加外部条件时，这些参数值应在设计文件中说明，并应

38、符合IEC60721-2-1的要求。6.4.2 其他极端环境条件风力发电机组设计中应考虑的其他极端环境条件包括温度、雷电、冰和地震(地震评估见11.6)。6.4.2.1 温度标准等级的风力发电机组极端温度范围至少应为20 oC +50 oC。6.4.2.2 雷电10. 6中的雷电保护措施满足标准等级的风力发电机组的设计。6.4.2.3冰标准等级的风力发电机组没有结冰的最低要求。6.4.2.4 地震标准等级的风力发电机组没有地震的最低要求。所考虑的地震及其影响见11.6和附录C。19 -、-GB/T 18451.1一2012月EC61400-1 :2005 6.5 电网条件7 下面列出应要考虑的

39、风力发电机组终端的正常条件。当下列参数在下述范围内时，采用正常电网条件。 电压，标称值(参见IEC60038)土10%; 频率，标称值士2%; 电压不平衡，电压的负序分量的比率不超过2%; 自动重合周期，应考虑的自动重合周期为第一次重合时间O.1 s5日，第二次重合时间10S 90 S; 空气动力载荷是由气流以及气流与风力发电机组静止和运动部件相互作用所引起的静态和动态载荷气流由穿过风轮平面的平均风速和揣流、风轮转速、空气密度、风力发电机组零部件的空气动力外形以及他们之间的相互作用(包括气动弹性作用)确定。7.3.3 驱动载荷驱动载荷由风力发电机组的运行和控制所产生，它可以分为几类，包括发电机

40、/变流器的扭矩控制，偏航和变桨的驱动载荷，以及机械制动载荷。在计算响应和载荷时，考虑驱动力的有效范围是非常重要7) 假定的6h为最严重暴风雨的持续时间。20 -一一-GB/T 1845 1. 1一2012/IEC61400-1 :2005 的，尤其对于机械制动器，在任何制动情况下，检查响应和载荷时都应考虑易受温度和老化影响的摩擦力、弹力或压力的范围。7.3.4 其他载荷其他载荷，如尾流载荷、冲击载荷和冰载荷都可能发生。这些载荷应适当考虑，见1l.4。7.4 设计状态和载荷工况本条描述了风力发电机组的设计载荷工况，并规定了设计中需考虑的最少载荷工况要求。 / -气飞-+ 局部安设计状态DLC 风

41、况其他情况分析类型全因素1. 1 NTM V;n IFkI .， , Ym 二三1.1( 32 ) 这个值适用于具有塑性特性的零件，其失效可引起风力发电机组主要部件的失效川，例如焊接的塔筒、塔架法兰连接、焊接机座或叶片连接。失效模式包括: 塑性材料的屈服; 在单个螺栓失效后，其他螺栓足以提供l/Ym强度的螺栓连接中的螺栓断裂。的预紧力和重力载荷可显著减轻总载荷响应，因此为有利载荷。在有利和不利载荷同时存在的情况下，公式(30)变为:Y S( Ylnl Fknnl Yrr Fkh) :;(R( fd )。10) 特征强度参数宜根据95%的比例进行选择(用95%的置信度)，或者具有为代表样本测试而

42、建立的程序的材料的认证值。11) 塑性性能不仅包括塑性材料，而且还包括性能类似塑性材料的部件，如由于内部冗余造成的。27 GB/f 1845 1. 1一2012/IEC61400-1:2005 对具有非塑性特性的非失效-安全机械/结构件(其失效会快速导致风力发电机组主要部件的失效)，它们的一般材料安全系数应不小于:1.2一一对于曲形壳件(如塔筒和叶片)的整体屈曲;1.3一一对于超过拉伸或压缩强度的断裂。从这个一般系数推导出材料整体安全系数，需要考虑由外部作用(如紫外线辐射或湿度以及通常探测不到的缺陷)所造成的尺度效应、公差和老化。失效后果局部安全系数为:一类零件:几=0.9;二类零件:Yn =

43、 1. 0; 三类零件:凡=1.3。7.6.2.3 有通用设计规范的材料局部安全系数载荷、材料、失效后果局部安全系数豹Ym和Yn的合成局部安全系数应不小于7.6.2.1和7.6.2.2中的规定值。7.6.3 疲劳失效疲劳损伤应通过适当的疲劳损伤计算来评估。例如，根据Minert则，累计损伤超过1时达到极限状态。因此，在风力发电机组的寿命期内，累积损伤应小于或等于1。疲劳损伤计算需要考虑一些公式，包括循环范围和平均应变(或应力)水平的影响。为评估与每个疲劳循环相关的疲劳损伤增加，所有局部安全系数(载荷、材料和失效后果)应适用于循环应变(或应力)范围。附录G给出了Miner准则的示例公式。7.6.

44、3.1 载荷局部安全系数正常和非正常设计状态的载荷局部安全系数Yr均应为1.0。7.6.3.2 无通用设计规范的材料局部安全系数如果S-N曲线是基于50%的存活率并且变化系数小于15%，那么材料局部安全系数几至少为1.5。对于疲劳强度变化系数大的零件l2)，即变化系数为15%20%(许多由复合材料做成的零部件，如钢筋棍凝土或纤维复合材料)，局部安全系数几应相应地增加，至少为1.7。疲劳强度应从大量试验的统计数据中获得，而特征值的获得应考虑由外部作用(如紫外线辐射或湿度以及通常探测不到的缺陷)所造成的尺度效应、公差和老化。对于焊接钢和结构钢，传统上S-N曲线以97.7%的存活率为基础。在这种情况下，几可取1.1。采用周期性检查程序，如果发现临界裂缝发展的情况，那么Ym值可取得更小。但无论什么情况下，Ym 应大于0.90 对于纤维复合材料，应通过实际材料的测试数据来确定强度分布。S-N曲线应以95%的存活率(具有95%的置信度)为基础。在这种情况下，几可为1.20此方法适用于其