1、GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12: 1998 前言本部分等同采用IEC61400-12，1998 ; F(Vi) - F(Vi_1) I 一一一一C2).( 8 ) 主1c- ,. . ,- 2 I 式中AEP 年发电量3N h 一年内的小时数，电8760，N一一bin数V i 折算后的在第g个bin的平均风速值gP i 折算后的在第t个bin的平均功率值。F(V) = 1-expl主l工)2l rl 4飞V.IJ ( 9 ) 式中gF(V)一风速的瑞利分布函数;V. 在风力机轮载中心高度处的年平均风速值，V 风速值。以设)V i- 1 =Vi-O. 5 m/s和P
2、i_1=0.0kW时开始叠加。年发电量(AEP)必须计算两个方面，一方面为年发电量测量飞另一方面为年发电量外推。如果测量所得到的功率曲线中没有包括到切出风速值时，贝tl只能采用外推法获得从所测得的最大风速值外推到切出风速的功率曲线。年发电量测量部分由测试所得到的功率曲线获得，假定在所测功率曲线范围的以上或以下所有风速的功率值为零。年发电量外推部分获得是假设所有低于测试的功率曲线最低风速的所有风速的功率值为0，而假设所有高于所测得功率曲线上最高风速到切出风速之间风速范围内的功率为恒定值。用于外推法的恒定功率值应该是所测得的功率曲线中最高风速bin的功率值。风力发电机组年发电量的测量与外推应该在测
3、试报告中明确指出，报告应按第10章要求进行。所有年发电量计算中，风力发电机组的运行可利用率为100%。对于在给定年平均风速而进行年发电量估算时，若年发电量测量部分小于年发电量外推部分的95%，则应该在报告中标明年发电量测量部分的估算为不完整。根据附录C的要求，对于所有给定年平均风速的条件下，应该给出年发电量中的标准误差有关的测量误差估计。对于上述的年发电量的误差，只考虑了那些来自于功率特性试验中的误差，而没有考虑其他重要的误差。事实上，年发电量的预测应该考虑其他诸多方面的因素，比如2当地风速发布、当地空气密度由于空气因素产生高气压紊流、极端风剪切、风力发电场内风力发电机组性能的变化、风力发电机
4、组的可利用性以及由于叶片表面粗糙影响造成的性能变化等。9.4 功率系数根据第10章的有关要求，应该将风力发电机组的功率系数C，加到测试报告的结论中。该功率系数可以根据所测得的功率曲线由公式(10)计算而获得。C.= P. , = ,-.( 10 ) 言向A川式中2Cp，i一一-在bini中的功率系数gVi 折算所得到在bini中的平均风速gP，一-折算所得到的在bini中的功率输出e10 GB/T 1845 1.2-2003/IEC 61400-12: 1998 A 风力发电机组风轮的扫掠面积，向标准空气密度。10 报告格式测试报告应该包括以下内容s一一风力发电机组的描述g测试中的风力发电机组
5、的结构等情况，至少包括2生产厂家、型号、系列号、生产年，确认过的风轮直径，风轮转速或转速范围3.额定功率和额定风速g叶片数据生产厂家、型号、系列号、叶片数、定桨矩或变桨矩和确定的桨矩角度g.风轮轮载中心高度和培架类型。一一-试验场地的描述(参见6.2):其描述应该包括测试现场的图片，图片最好应该从风力发电机组风轮轮载中心高度处拍摄。还应该有试验场的地形图，此图应该显示半径为风轮直径20倍的范围内的地形情况、风力发电机组的位置、气象测试杆、高大建筑物、其他风力发电机组以及测试部分。一一描述试验场地的电网情况，比如g电压、频率和其他参数界限。一一描述测试设备(参见第7章):传感器和数据采集系统的说
6、明，包括传感器、数据采集系统、数据传输线标定的有关资料。测试程序的描述(参见第8章):提供有关资料，这些资料应该包括s测试步骤、测试条件、采样速率、数据平均时间、测试周期，以及功率测量过程中发生重要事件的记录。一一数据介绍(见8.3到8.6):既以表格也可以图形介绍数据，提供测得的以风速为函数的功率输出的统计值和重要的气象参数，散点曲线，标准偏差，作为风速函数的最大和最小的功率输出，平均风速散点曲线，提供每个选择的数据组作为风向函数漏流度。例如功率性能试验中功率输出散点曲线数据的例子，如图2所示。如上所述，还应提供在特殊运行和大气状态下，特殊数据库包括的采集的数据。应提供两种参考空气密度下(见
7、9.1和9.2)测得的功率曲线，提供测得功率曲线用表格和图形来表示。在曲线图和表格中应说明参考空气密度.对每个bin，表格应包括折算的平均风速、折算的平均功率输出、数据组的数目和A类及B类综合(根据附录C决定)标准误差。图形曲线提供与表格相同的风速数据、功率输出和综合误差。如表1提供测得功率曲线的例子和图3功率曲线图形的例子。按上所述，还应提供在特殊大气状态下运行，特殊功率曲线包含的采集数据。估算年发电量的介绍(见9.3):由测得的和外推的功率曲线计算年发电量，应提供估算年发电量的表格形式。表格应说明参考空气密度和切出风速(见表2)。对每个年平均风速，表格应包括测得的年发电量、测得的年发电量误
8、差(根据附录C规定)和外推的年发电量。按年平均风速，若测得的年发电量小于外推年发电量95%，其表格应标记不完全。功率系数的介绍(见9.4):应提供以风速为函数的功率系数用表格形式和图形形式来表示。应提供关于所有误差组成方面的误差假设.误差z本部分涉及到的所有误差应在试验报告中反映出来，对每种误差都应有相应的技术说明。11 GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12 ,1998 22 20 18 16 风轮中心高度风遭Im.s豆圈2功率性能测试散点圄 + 1 值值值-250 -5田。750 目。1 2国1 000 PAM霄霄娅1 5回500 250 1 000 !: ，、毛 自
9、蝇阳r 制 由1 250 7田22 20 18 16 8 10 12 14 民轮中曲高度民遭/m.s-1固3功率曲线250 -500 0 12 GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12: 1998 襄1功率曲线测iitB:据的示例测量功率曲线参考空气密度1.225 kg/m A型误差B型误差综合型误差bin号轮被中心高度功率输出数据的数量Nil0min标准误差标准误差标准误差| 1 处风速V;/m.S-l P，Ik顶平均值S;/kW U;/kW U,;/kW 1 1. 59 一0.858 0.00 6.31 6.13 2 2.02 0.74 15 0.08 6.30 6.3
10、0 3 2.51 0, 81 18 0.05 6.30 6.30 4 3.04 一0，5022 0.09 6.30 6.30 5 3.53 0.67 27 0.10 6, 30 6.30 6 4.04 0.16 41 0.67 6.31 6.35 7 4.55 7.32 55 1. 02 7, 21 7.28 8 4.99 25.90 61 1. 22 12.45 12.51 9 5.54 61. 43 54 1. 98 18.40 18.50 10 6.00 93.16 95 1. 51 20.13 20.19 11 6, 47 129, 78 90 1. 87 23.71 23.78 12
11、 6.97 174.46 81 2.55 27 , 32 27 , 44 13 7.53 231. 77 68 2.91 33.10 33.23 14 8.02 283 , 63 61 2.79 34.56 34.67 15 8.52 339.55 73 3.56 39. 19 39.35 16 9.00 378.22 69 3, 36 35.38 35.54 17 9.51 445.98 69 2.91 42.88 42.98 18 9.99 504.41 81 2.58 46.23 46 , 30 19 10.50 565.17 79 2.86 47.72 47.80 20 11. 01
12、620, 67 74 3.73 44.69 44.85 21 11. 50 680.87 78 3.07 53.04 53.13 22 12 , 02 73 1. 22 85 3.42 43.10 43.24 23 12.46 770 , 77 60 4.00 41. 44 41. 64 24 13.03 820, 11 102 2.63 41. 46 41. 55 25 13.53 850.86 88 3.57 31. 81 32 , 01 26 13.99 884.94 79 4.68 37.79 38.08 27 14.47 923.82 85 3.36 42.99 43.12 28 1
13、4, 98 940.4自61 4.59 21. 13 21.币229 15.49 956.59 28 7.35 21. 01 22.25 30 15.92 972币2727 7.19 23 , 81 24.87 31 16.50 990.54 33 3.46 21. 99 22.26 32 16.93 994.74 14 7.80 14.15 16.16 33 17.45 987.43 12 3.00 15.38 15.67 34 18, 01 976.59 23 10.26 17.36 20.16 35 18.51 980.11 23 4.71 13.58 14.37 36 18.91 98
14、4.33 13 6.84 14 , 52 16.05 37 19.50 954.56 5 12.15 35.38 37.40 38 20.01 975.12 7 9064 29 , 91 31. 49 39 20.53 934.42 8 9046 55.36 56.16 L一一一一一20.97 952.60 5 11. 97 31. 26 33.47 13 GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12.1998 褒2估算华发电量示例估算年发电量参考空气密度，1.225 kg/rn 切出风速.25rn/s (从最后的bin以恒定功率外推轮载中心高度处年平均测量年发电量与年发电量的
15、标准误差有关外推的年发电量风速(瑞利分布)/测得功率曲线)/的所测得功率曲线的误差/(外推功率曲线)/自1.S-1 MWh MWh ,% MWh 4 412 111 27 412 5 911 154 17 911 6 1 536 191 12 1 536 7 2207 219 10 2 214 8 2847 236 8 2880 9 3395 245 7 3487 10 3812 248 6 4001 11 4092不完整245 6 4403 L_一14 GB/T 18451.2一2003/IEC61400-12: 1998 A.1 关于地形变化的要求附录A(规范性附录)试验场地的评估试验场中
16、的地形，在距风力发电机组的一个确定的距离上，应显示从-个经过风力发电机组塔架基础平面和在表A.l中要求的扇形区域内两者间的较小的变化，平面的坡度以及平面区域的变化应遵循予表A.l所提供的要求和条件，并且显示于图A.l中a其中，L是风力发电机组和气象测风仔之间的距离，D是风力发电机组的风轮直径。对风力发电机组是垂直轴的情况下，D应该选择风轮最大的水平直径。表A.l测试场所要求z地形变化距离扇形区域最大披度/%ZL 360。3 注2L.4L测试扇区5 二三2L.4L测试扇区外部10 二三毡.81-测试扇区10 a 提供最合适的扇形地带和通过塔架基础的平面最大斜度pb 在扇区内连接塔架基础到地形中个
17、Jl点的最陡峭斜坡的线。?;2/.4.!. 坡匮5%变化0.12L 4L.8L 坡直100变化0.251)桂擅3%变化O.08D测试扇医圈A.1对地形变化的要求A.2 关于邻近运行凤力发电机组的要求地平面上最大的地形变化0.08D 0.15D 不适用0.25D 距离L的气草帽凤抨试验的风力发电机组和气象测风杆不应受邻近运行风力发电机组的影响，从试验的风力发电机组和气象测风轩到相邻运行风力发电机组的最小JEi离为相邻风力发电机组风轮直径Do的2倍，应排除由于相邻运行风力发电机组尾流引起的图A.2中所示扇区。应考虑相邻运行风力发电机组的实际距离Lo和风轮直径队。试验风力发电机组和气象测风杆都应导出
18、排除的扇形，而且它们应集中在从相邻运行风力发电机组到气象测风杆或试验风力发电机组的方向上。图A.3给出一个例子，应把停机的15 GB/T 18451.2-23/mc 6140伽12，1998风力发电机组视为障碍物A.3 关于对障碍物的要求不重要的障碍物(如z建筑物、树木、停机的风力电机组在测量扇形区内应离开风力发电机组和气象测风杆有一定距离。只有小的建筑物接近风力发电机组或测量设备是可接受的。障碍物比允许的地形变化还小，可以忽略。从图A.2中应考虑排除由于重要障碍物尾流引起自蝙形。应考虑的大小是障碍物的实际距离L.和等效风轮直径队，障碍物等效风轮直径规定如下2式中zD. 等效风轮直径$Ih-一
19、障碍物的高度，Iw一一-障碍物的宽度。会I，Iw=一-.(A.I ) Ih + Iw 对试验风力发电机组和气象测风杆都应求出排除的扇区.它们应集中在障碍物到气象测风杆或障碍物到风力发电机组的方向上。图A.3给出了一个例子。对停机的风力发电机组.Lh应是总高度.Iw或是靠近机组的最大塔架直径，或是叶片最大弦长.18 20 固A.2由于邻近物体、正在运行的凤力机或高大障碍物应排除在外的扇区16 北领近运行民机北测凤抨离大障哥幢245.5-飞级勿kL.ID.2.5 于扰区罐=回a) jt 北生严测风杆。干扰区蜡=61-植测风机呻高大葡萄北邻近运行风机测风杆。/D.=9.。干扰区蜻=51_53.6 2
20、10 且一J叮J植测风机e) 本图给出的区城应将以下情况排除在外s的测风杆处在被测风力发电机组的尾流中gb) 测风忏处在邻近物或运行风力发电机组的尾流中ec) 被测风力发电机组处在邻近物或运行风力发电机组的尾流中gd) 测风杆处在高大障碍物的尾流中se) 被测风力发电机组处在高大障碍物的尾流中，。以上所有情况的组合发生.GB/T 1845 1.2-2003/IEC 61400-12: 1998 困户吃了干扰区蜻=80高大障. b) 部近运行风机测风抨飞L,/D.=1.2 干扰区蜻=56高大障再精飞、115Iw=2/3 D 143 lb=lf3 D D.=4/gD d) 。-，.Ii任f白.90
21、 180 。固A.3由于被测机组、邻近物体、正在运行的机组戴高大障葡物而造成的尾流应排除在外的扇区的例子17 GB/T 18451.2-2003/mC 614-12，1998 附录B(资料性附豪)试验场地的标定试验场地标定的目的，是为确定由于试验场地地形引起的气流畸变修正宗数。用临时安装的气象测风杆采集轮鼓高度上的风速和风向来完成试验场地标定，气象测风杆安装在将要安装试验的风力发电机组的基础上，与功率性能试验使用的气象测风杆上的数据进行标定。风速和风向测量应遵循第7章中描述的方法。数据采集应遵循8.3，数据的筛选应按8.4，数据应在最大为30。风向扇区进行归类。对每个风向扇区，应获得最少24h
22、从5m/s到10m/s风速范围的数据。对于气象测风杆，按参考的气象测风杆测得的数据，对每个风向扇区，风力发电机组位置的测风数据与测风杆测风数据回归来确定气流畸变修正系数。应该从多次测量中求出由于测量气流畸变修正系数有关的误差.误差分析方法应采用附录C介绍的方法。当气流畸变时，应评估其误差.值误差如果低于6.2.3中的要求，误差可以不用说明。18 附亵C(规范性附来)测量课援估算GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12: 1998 这个附录阐述了确定测量误差的要求。为确定误差采用bin方法作为理论基础，附录D中给出了一个误差的实例。应以估算测量的误差补充修正测量功率曲线。误差
23、类型:A类由测量推算出来的，而B类可用其他方法估算。在这两种类型中，以标准偏差表示的误差和由(有关设备)指示误差来表达.测量结果是功率曲线，用测量的和折算的电功率值和风速的bin值(见9.1和9.2)来确定及计算年发电量(见9.3).测量中的各种误差可被转换为敏感系数法得到的误差。襄C.l误差产生因素测量参数误差组成误差种类电功率电流直感器B 电压互感器B 功率变送器或功率测量器件B 数据采集系统(见下面B 电功率的变化A 风速风速仪的标定B 运转特性B 安装影响B 数据采集系统(见下面)B 受地形影响的畸变B 空气温度温度传感器B 辐射的屏蔽B 安装影响B 数据采集系统(见下面)B 空气压力
24、压力传感器B 安装影响B 数据采集系统(见下面)B 数据采集系统信号传输B 系统的精度B 信号调理B 19 GB/T 1845 1.2-2003/IEC 61400-12: 1998 附录D(资料性附亵)关于采用bin法确定测量惧疆的理论基础最一般的形式，在bini中功率的综合标准误差，U，.，可用公式(D.l)表示2M M 町川=2:; 2:;C.品.C，.U，.白川D.l .( D.1 ) 式中sC.，-一在bini中分量h的敏感系数，U.，-一-在bini中分量h的标准误差gM 在每bin中误差分量的数目，PIt.I.川在bini中分量h和bin中误差分量i之间的修正系数在表达式中分量k
25、和t都是在bini 内)。误差分量是单独输入量，输入到每个测得参数误差中。D.2 估算年发电量，其综合标准误差UAEP可以用最常用形式，如公式(D.2)表示zN N M M u:.EP = M 2:; 2:; 2:; 2:; f.，U.JjCU1，jPIt.I. ) 9 D ( 式中=f，在bini内，在V.-1和V.: F(V.)-F(V._1)之间的相对出现的风速概率pF(V) 作为风速函数的瑞利概率分布$N-bin数$Nh 在一年中的小时数，坦8760.明显地减少修正系数全值PIt.I，i，i的可能性很小，但是，一般意义上的简化是需要的。允许上述综合误差表达式简化到实用水平，可以做如下假
26、设z误差分量或是完全修正(p=l，意味着得到综合标准误差线性总和)或单独修正(p=O，意味着平方和，如综合标准误差是误差分量平方和的平方根);-一一所有误差分量(它们或类型A或类型B)是相互独立的(或它们来自相同bin或不同bin).除类型B误差分量以外，在不同bin中用B类分量相同原点进行完全修正(例如，功率变送器的误差)。用这些假设，在一个bin内综合功率误差町，目可用公式(D.3)表示gMA Ma 町.，= 2:;.，st. + 2:;矶，=写十m( D.3 ) 式中gMA一-A类误差分量的数目，MR-一-13类误差分量的数目;S.A类分量h在bini内的标准误差$S.A类在bini内的
27、综合误差pU.B类在bini内的综合误差。应注意，由于S，.依赖bin内数组的数目见方程(D.10门，U，i不是和bin大小元关。假设意味着年发电量的综合标准误差UAEP为z(D.4 ) UEP = M 2:;.fi 2:; Cl.,Sl. + M 2:; ( 2:; f,c.,U.;) 20 GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12 , 1998 式中第二项的含义是，每个单独B类误差分量递进到对应的年发电量误差，对于单独分量，用整个bin的定量修正假设。最后整个bin综合误差分量平方加到年发电量误差结果内.实际上，在B类单独误差综合之前，把整个bin中B类误差综合起来是不
28、合适的。近似的，在整个bin综合之前，允许在bin内把B类误差分量综合(如可以用5;和U;则导出更合适的方程gN MA N 1MB Uk,. =M刀2此.+ M( f;.! C.;fJt; r u rJ N2H M + ed d N2国M 一一) kd D ( 用上述表达式得到的UAEP总是等于或大于用公式(0.的得到的结果。0.3 延伸误差功率曲线和年发电量综合标准误差可以用附加的延伸误差表示。假定是标准分布，表0.1给出了可信度标准，并且还可以用此表的有效系数乘上标准误差求得可信度。襄0.1延伸误差可信度标准1%有效系数68.27 90 1. 645 95 1. 960 95.45 z 9
29、9 2.576 99.73 例如s下面的例子是通过每个测量功率曲线bin的A类和B类误差的估算来完成。求出功率曲线误差，并最后估算了年发电量的误差。根据方程(0.5)采用综合B类误差分量，首先综合每个bin内所有误差分量，来表达每个测量参数的B类误差，如下是对风速而言的例子sm.; = Uo.; + UV2.; +.( 0.6) 其中误差分量参考表0.2，如这个表格采用了注和符号。其次，用bini中测量参数误差可表示测量标准误差g町.;= 5.;+m.;+c丸m.;+c丑.U手.;+Cl.，;Ul.，;. (0.7) N N v朋=M叼叫:叮刀S吼Ed汁;+5路lv+(二;U叼1马F1.冲川【
30、U巩J凡凡号丑.;+C旺$旦.;U阴号.;+.;U吨I马凡，;+吼.;且叼川)门z丁 ( 0.8) 其中由数据采集系统引起的误差是每个测量参数误差的一部分，在风速误差中包括由地形引起的气流畸变.单独地估算由于气象变化产生的误差Swo这个实例仅考虑根据表C.1的误差分析中应包括的误差分量。在这个例子中应用了图2和图3及表1给出的测得功率曲线，用最后bin的功率作为不变功率，进行功率曲线外推(对缺少预处理数据)，直到停机风速25m/s。图3和表1还绘出这个例子的误差分析结果.表0.3列出所有敏感系数，表0.4列出B类误差.0.4 A类误差只有A类误差需要考虑每bin中测得的并折算后的电功率误差。0
31、.4.1 A类电功率误差每bin中折算后分布的功率数据标准偏差用公式(0.9)计算z21 GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12.1998 P.i =丘唁(P，-P町)2式中g啡一在bini内，折算后功率数据标准误差，N, 在bini内，10min数据组的数目gP，-在bini内，折算后并平均的功率输出，P川一在bini内，数组J折算后功率输出。襄D.2A类和B类误差B类z仪器注误差输出功率Up,i 电流变换器 a Ull.1 电压变换器 a U , 功率变送器或陪a UP3 功率测量装置. c Up ,i 风速VV,i 风速仪. b VVl., 工作特性. d VVZ
32、i 安装影响 c V凹. 空气密度温度UT i 温度传感器. a Un .i 辐射屏蔽. ,d U . 安装影响屉Un .i 主压UBi 压力传感器盼a UIl1,; 安装影响 c usz .; 数据采集革统U.,.i 信号传输峰b u.i 系统精度. ,d U.n .i 信号调理除Ud3 i B类z地形地形对气流的影响警 Uv. B类E方法方法U.,; 空气密度的修正d U.i bin法c U.z. A类s统计电功率. e 51 气候变化e s. 注2铸表示误差分析所需的参数。22 .( D.9 ) 灵敏度Cp,=! CL =P二v，apv俨z-11 CTi=写汇PTa于KC =日百P.币2
33、灵敏度革数取自实际的误差参数Cv，;(见上)CTi和CB(见上Cp,;=! GB/T 18451.2-23/IEC 61400-12 ,1998 囊D.2(续): 器一号仪一符:1 陆eEU万时一脚一差一误I 注i 误差i 灵敏度a参照标准b校正，其他客观的方法d估计e统计在bin内折算后平均功率的标准误差用公式(0.10)估算z5. = 5p. =旦旦L. .j百7( 0.10 ) 式中25p，一-在bini肉.A类标准误差5l1P.一一在bini肉，折算后功率数据标准偏差zN，-在bini内，10min数据组的数目。D.4.2 A类气候变化误差在特殊的气象条件下进行功率特性试验，将会影响系
34、统试验结果，比如非常稳定(大的垂直风剪和低的紊流或不稳定(小的风剪和高的紊流)大气层或频率和/或风向的大变化。用下列方式确定试验误差的数量级za) 再细分试验记录为若干段，有一个足够小的(统计的功率误差，b) 对每个求得的功率曲线估算年发电量，c) 计算年发电量估算的标准偏差。D.5 B类误差B类假定误差与测量仪器、数据采集系统和功率特性试验场地周围地形有关.若用误差极限表示的误差，或有绝对的，非统一覆盖系数来表示误差，必须估算标准误差或把其转换为标准误差。注意z考虑用一个误差极限表示误差士U.如果假定是矩形概率分布，其标准误差是2u u= .( 0.11 ) J百假设是三角形概率分布，其标准
35、误差是z9 D U-A D.5.1 数据采集系统的B类误差对数据采集系统中，从信号传递、信号调理、模拟量转换为数字量和数据处理都可能出现误差。对每个测量通道误差可能是不同的，对一个可靠测量通道的整个范围，数据采集系统的标准误差Ud，可表示如下gUd =、/UI川十臼2.十3.，.( 0.13 ) 式中gUd1i一-在bini内，信号传递和调理方面的误差;Udl.i一-在bini内，数字化过程中的误差(如z量化分辨率); Ud3一一在bini内，集成数据采集系统其他部分(软件、存储系统方面的误差。在这个例子中我们假设数据采集系统每个测量通道全量程的0.1%为标准误差。D.5.2 电功率B类误差2
36、3 GB/T 1845 1.2-2003/IEC 61400-12.1998 功率变送器的误差由电流和电压互感器及功率变送嚣的误差组成的。这些器件的误差通常由其分级来表示。用功率变送器、电流互感器、电压互感器和数据采集系统标准误差的综合来计算每一bin电功率标准误差UP，iU P,i = ;Uki + UJ, i + Uj,3,i + UdP .,.( D.14 ) 式中2UPI-一-在bini内，电流互感器误差gUP2，-二在bini内，电压互感器误差gu凹，产在bini内，功率变送器误差.UdP，i一-在bini内，功率通道数据采集系统的误差。在本例子中，电流、电压互感器和功率变送器全假设
37、为0.5级.根据GB/T1208.0.5级电流互感器这里设定电流互感器的标称负载与标称功率1000kW相匹配而不是200%的标称功率)的误差极限在100%负载条件下为电流值的士0.5%。然而，在20%和5%负载条件下，其误差极限相应地增加到士0，75%和土1.5%电流值。对于风力发电机组的功率特性测量，最重要的发电量是在减少功率时产生的，因此，我们预期20%负载条件下土0.75%电流值的误差极限有一个较合适的平均值。假定误差为矩形分布并且三个电流互感器的误差是由诸如g气温、电网频率等外部影响因数引起的，因而，可认为这些误差是完全相关(一般假定除外并可线性叠加的.由于每个电流互感器占功率测量的二
38、分之一，因此，根据所有电流互感器误差正比于功率得出公式D.15) , h=0.75%-FKW1 4 3=M3%PekWHH-.( D, 15 ) l 0 根据!GB/T 1207. O.级电压互感器的误差极限在满负载条件下为电压值的土1:0.5。假定误差为矩形分布，电网电压通常很稳定但不受风力发电机组功率的影响，三个电压互感器的误差假如和电流互感器一样出外界因素引起的，如:气温、电网频率等雷因而，可认为这些误差是完全相关一般假定除外并可线性叠加的。由于每个电压互感器占功率测量的三分之一，因此，根据所有电压互感器误差正比于功率得出下式z0.5% PikW U凹，=卢X3=0，29%.P，kW.(
39、 D.16 ) 3 0 如果电流和电压互感稽工作在次级回赂的工作负载极限之外，应增加附加误差。根据GB/T13850.0.5级功率变送器的误差极限在标称功率为2000kW(标称功率为1000kW 风力发电机组的200%)时为10kWo假定误差为矩形分布，功率变送器的误差为210 kW U P3 i =一一:= 5, 8 kW .( D.17 ) 、3考虑到测量通道的电功率测量范围为2500kW且数据采集系统的误差是此范围的0.1%.每个bin功率变送器的标准误差为zUP ,i =.;(0, 43% P，kW)十(0.29%.PikW) + (5 , 8 kW) + (0. 1 % 2 500
40、kW) = ;(0. 52% P.kW)十(6，3kW) ( D, 18 ) D.5.3 风速的B类误差风速测量中的误差是几个误差分量的组合，通常，最重要的是地形对气流的干扰、风速仪的安装影响和风速仪的校正误差。如果地形满足附录A的地形要求，根据风速仪塔架与风力发电机组间的距离可确定地形对气流畸变引起的误差为2%或3%。如果按照附录B对试验场地进行修正，应使用此修正得出的标准误差，但应小于最大气流干扰的三分之一。如果以三维气流模型对试验场地进行标定，所使用的误差应小于最大气流影响的二分之一。除非风速仪安装在管状杆顶部，否则，须考虑安装影响(横24 GB/T 18451.2-2003月EC614
41、-12:1998 杆和塔的影响造成的气流干扰.风速仪的校正误差和工作特性超速、余弦响应、对温度和空气密度、的敏感性造成的误差是测量的主要误差因素.数据bini组中风速的B类误差Uv.，可表示为gUv., yUh.，十U;.，+Uh.，十Uol.j+ U.， .( D. 19 ) 式中2UV1i一-在bini内，风速仪标定误差pU归.一一一在bini内，风速仪工作特性引起的误差;UV3 ,i 在bini内，由安装影响引起的气流干扰误差gu叫川一一-在bini内，由地形引起的气流畸变误差gU;v.，一一一在bini内，由于在数据采集系统中风速测量的误差。用测得功率曲线局部斜率确定敏感系数2cfP4
42、PF1 ( D. 20 ) 页汇;估算风速仪标定的标准误差为0.2m/s，估算风速仪工作特性引起的误差为风速的。.5%，估算由于安装影响引起的气流干扰标准误差为风速的1%.估算由于地形引起的气流畸变标准误差为风速的3%，考虑测量通道风速范围为30m/s而风速采集系统的误差是这个范围的0.1%，在每个bin内，风速的标准误差是gUv., = y(且2m/s) + (0. 5% V，m/sJ)十OYo V.m/sJ) + (3% V. m/sJ) + (0. 1% 30 m/sJ) = y(3. 2Yo V,m/sJ) + (0. 20 m/s) .( D.21 ) D.5.4 空气密度B类误差从
43、空气温度和压力测量得出空气密度。空气温度测量要包括下列误差分量2一一温度传感器标定的误差5一一由于温度传感器不完整辐射屏蔽引起的误差(不好的屏蔽传感器处温度升高h一一由于安装引起的误差(如果温度传感器不是在轮载高度上，垂直空气温度剖面从白天到晚上的变化会影响温度的估算)。对每bin测得空气温度标准误差UTi可表示为2UT.i yUk. + Uh.i + Un., + U;T. , .( D.22) 式中2Un，一-在bini内，温度传感器标定误差gU.一-在bini内，不良温度传感器辐射屏蔽引起的误差gu口.，一在bini内，温度传感器安装影响引起的误差5UdT，i一在bini内，空气温度影响
44、数据采集系统的误差。对海平面情况，由下式估算空气温度测量敏感系数2T. :!:_kW/K .( D.23 ) 288.15 如果传感器不是位于轮载高度上，为修正相对轮载高度的空气温度、空气压力传感器的测量应首先包括修正系数，要考虑由于传感器修正引起的误差，而且应包括压力传感器的误差(标定的)。每bin测得空气压力标准误差UB，是:UB, ;Ul，i + U忌，十U.( D.24 ) 式中gUB1.;一一在bini内，空气压力传感器标定误差g25 GB/T 18451.2-2003/IEC 61400-12.1998 .U田.在bini内，由于空气压力传感器安装影响引起的误差，U.m.; 在bi
45、ni内，因数据采集系统中空气压力测量误差.对海平面情况，为估算空气压力测量灵敏度系数，用公式(D.25). =ILCKW/hPA HU-.( D. 25 ) 1 013 如果平均气温很高，相对湿度引起误差可能是重要的。在海平面并且t空气温度为20C，O%100%相对湿度下，空气密度变化为1.2%。空气密度变化分别在30C和40C时为2.0%和4.0%。因此，在高温下，推荐测量相对湿度并修正。在这个例子中，没有考虑相对湿度的影响。假定温度传感器的标准误差为O.5C，假定产生标准误差为2C的温度传感器的屏蔽，由于温度传感器安装影响引起的标准误差是取决于离开轮载高度的垂直距离g假定离轮毅高度每10m
46、是在10m 以上高度上标准误差的1/3C，而如果安装低于10m，假定附加一个标准误差lC，用离地2m高度上的传感器和轮最高度为30m，由于安装影响引起误差为1.9C，考虑测量通道40C的温度范围，而数据采集系统的误差是这个范围的0.1%，对每组空气温度标准误差表达式为gUT.; = v(0.5 K沪+(2. 0 K) + (1. 9 K) + (0.1% .40 K)罕2.8K ( D.26 ) 用一个标准误差为3.0hPa来评价压力传感器，假定其压力根据ISO2533修正到轮毅高度(这样，对一个标准大气压，在传感器和轮锻高度之间高度差28m，就是3.4hPa) ，假定由于采用引起的误差按10
47、%修正，即是0.34hPa。考虑压力通道测量范围为100hPa，而数据采集系统标准误差为这个范围的0.1%，空气压力标准误差表示为gUB.; =、1(3.0hPa) + (0. 34 hPa) + (0.1% .100 hPa) = 3.0 hPa ( D. 27 ) 0.5.5综合的B类误差每bin的B类误差组合为2U; =.;U.;+.;U川+Cl-，;Ul-，;十.;UL=、/(1.14% P;kWJ) + (6. 3 kW) + C.;(3. 2% V;m/sJ) + (0. 20 m/s)J .( D. 28 ) 0.6 综合标准误差一一功率曲线通过叠加A类误差和所有的B类误差可得出功率曲线中每bin中的综合标准误差gU. =了亏了=.;S.;+m.;+.;U号.;+ Cl-,;UL + Ci.JJL = .;S.; + (1. 14% P;kWJ) + (6. 3 kW) +.;(3.2% V;m/sJ) + (0. 20 m/s) J .
