
IEC 61400-1:2019第5章Principal elements,介绍标准的基本要素,确立了风力发电机组设计的总体原则和安全框架。
总则阐述了风力发电机组设计必须遵循的基本安全原则和设计哲学。界定了标准适用范围:涵盖风力发电机组结构、机械、电气、控制四大系统的设计、制造、安装、运维全生命周期,并要求纳入行业安全最佳实践。

本章规定了风力发电机组设计应采用的方法论框架:本文件强制要求使用气动弹性动力学模型来预测设计载荷。
模型应用范围:确定一系列风速下的载荷;使用第6章定义的湍流条件和其他风况;使用第7章定义的设计工况
全面性要求:必须分析外部条件与设计工况的所有相关组合。
载荷工况:本文件定义了这些组合的最小集 合,即"载荷工况"(load cases)。
全尺寸测试的两大目的:增加可信度 —— 提升预测设计值的置信度;模型验证 —— 验证结构动力学模型和设计工况(参见7.2条)
在2019版IEC 61400-1中,标准的措辞发生了重要变化。


"结构动力学模型"(structural dynamics model)是一个更广泛的术语,可以指仅考虑结构响应的模型。
而气动弹性动力学模型(aeroelastic dynamics model)更准确地描述了风力发电机组载荷计算的实际需求——必须同时考虑气动载荷和结构弹性变形之间的耦合作用。
现代风力发电机组设计早已从单纯的结构动力学分析转向了fully coupled aeroelastic an alysis(完全耦合的气动弹性分析),标准的措辞更新是为了与行业最佳实践保持一致。
2019版标准在多处强调了必须考虑的关键耦合效应:气动弹性效应(aeroelastic effects)结构动力学与振动模态耦合(structural dynamics and the coupling of vibration modes)控制系统行为(the behaviour of the control system)

风力发电机组必须按照以下两种安全等级之一进行设计:S1:正常安全等级(Normal Safety Class)S2:特殊安全等级(Special Safety Class)。
S1:正常安全等级(Normal Safety Class)
适用条件:失效可能导致人身伤害或其他社会/经济后果
特点:标准默认等级覆盖大多数通用应用场景采用标准规定的分项安全系数。
S2:特殊安全等级(Special Safety Class)
适用条件:地方法规有特定安全要求,或制造商与客户协商确定特殊要求
特点:需双方协商确定分项安全系数,机组被归类为S类机组,适用于特殊环境或高安全需求场景

标准要求风力发电机组标识如下表。
序号 | 标识内容 | 技术含义 |
1 | 制造商及国家 | 追溯责任主体 |
2 | 型号及序列号 | 唯一身份识别 |
3 | 生产年份 | 确定设计标准版本 |
4 | 额定功率 | 机组容量等级 |
5 | 参考风速 Vref | 设计基准风速(与IEC等级相关) |
6 | 轮毂高度运行风速范围 $in-Vout | 切入/切出风速 |
7 | 运行环境温度范围 | 气候适应性 |
8 | IEC风力发电机组等级 | I/II/III类,对应不同风况 |
9 | 机组端额定电压 | 电气接口参数 |
10 | 机组端频率 | 电网适应性 |
11 | 频率范围(当标称偏差>2%时) | 变频运行范围 |
在事故调查时风力发电机组标识可以追溯设计标准和生产信息。
二手交易时风力发电机组标识可以核实机组真实技术参数。