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大家一起学标准之IEC61400-1(7)

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点击听全文,今天大家继续一起学IEC61400-1。

3.73 wind velocity 风速矢量

vector pointing in the direction of motion of a minute amount of air surrounding the point of consideration, the magnitude of the vector being equal to the speed of motion of this air "parcel" (i.e. the local wind speed)

矢量方向为考察点周围微量空气团的运动方向,矢量模长等于该空气团的运动速率(即当地风速)。

Note 1 to entry: The vector at any point is thus the time derivative of the position vector of the air "parcel" moving through the point.

注释 1:空间任意点处的风速矢量,等于途经该点空气团位置矢量对时间的导数。

3.74 wind turbine electrical system 风力发电机组电气系统

electrical equipment internal to the wind turbine, up to and including the wind turbine terminals, including equipment for earthing, bonding and communications

风机本体内部所有电气设备,范围直至并包含风机接线端子;涵盖接地、等电位联结及通信配套设备。

Note 1 to entry: Conductors local to the wind turbine, which are intended to provide an earth termination network specifically for the wind turbine, are included.

注释  1:专为风机布设、构成风机专用接地汇集网络的机内导体均包含在内。

3.75 wind turbine terminals 风机接线端子

point or points identified by the wind turbine supplier at which the wind turbine may be connected to the power collection system

由风机厂家划定的连接点位,风机可通过该点位接入场内集电系统。

Note 1 to entry: This includes connection for the purposes of transferring energy and communications.

注释  1:该点位同时用于电能传输与通信信号对接。

3.76 yawing 偏航动作

rotation of the rotor axis about a vertical axis

风轮主轴绕竖直轴线发生旋转的动作。

Note 1 to entry: For horizontal axis wind turbines only.

注释  1:仅适用于水平轴风力发电机组。

3.77 yaw misalignment 偏航对风偏差

horizontal deviation of the wind turbine rotor axis from the wind direction

风机风轮主轴与来流风向之间存在的水平夹角偏差。

4 符号与缩写术语

4.1 符号及单位

表格

符号

英文全称释义

中文释义

单位

C

scale parameter of the Weibull distribution function

威布尔分布尺度参数

[m/s]

CCT

turbulence structure correction parameter

湍流结构修正系数

            

CT

thrust coefficient

推力系数

            

Coh

coherence function

相干函数

            

D

rotor diameter

风轮直径

[m]

DTV,i

standard deviation of terrain variation 

Delta z in ith 30° sector

第i个 30° 扇区内地形起伏高差Delta z

标准差

[m]

DTV,360

standard deviation of terrain variation 

Delta z of the 360° circle area

360° 全域圆形区域内地形起伏高差标准差

[m]

f

frequency

频率

[s¹]

fd

design value for material strength

材料强度设计值

            

fk

characteristic value for material strength

材料强度特征值

            

Fd

design value for loads

荷载设计值

            

Fk

characteristic value for loads

荷载特征值

            

Iref

reference value of the turbulence intensity corresponding to the 70 % quantile at 15 m/s

15m/s 风速下 70% 分位数对应的湍流强度参考值

            

Ieff

effective turbulence intensity

等效湍流强度

            

k

shape parameter of the Weibull distribution function

威布尔分布形状参数

            

    

k1

empirical adjustment factor for TSI360, 

k1 = 5/3

全域湍流经验修正系数,取值 5/3

            

k2

empirical adjustment factor for TVI360, 

k2 = 3

全域地形经验修正系数,取值 3

            

K

modified Bessel function

修正贝塞尔函数

            

L

isotropic turbulence integral scale parameter

各向同性湍流积分尺度

[m]

Le

coherence scale parameter

相干尺度参数

[m]

Lk

velocity component integral scale parameter

风速分量积分尺度参数

[m]

m

Wöhler curve exponent

沃勒(疲劳 S-N)曲线指数

            

ni

counted number of fatigue cycles in load bin 

i

第i个荷载区间内统计得到的疲劳循环次数

            

N}(.) 

number of cycles to failure as a function of the stress (or strain) indicated by the rgument (i.e. the characteristic S-N curve)

以应力 / 应变为变量的疲劳破坏循环次数(特征 S-N 曲线)

            

N

return period for extreme situations

极端工况重现期

[years]

p

air pressure

气压

[N/m²]

P(V0)

probability distribution, i.e. the probability that (V < V_0\)

累积概率分布函数:风速小于

V0的概率

            

PR(V0)

Rayleigh probability distribution, i.e. the probability that 

V < V0

瑞利概率分布:风速小于

V0的概率

            

Ps

survival probability

生存概率

            

PW(V0)

Weibull probability distribution

威布尔概率分布

            

r

magnitude of separation vector projection

空间分隔矢量投影模长

[m]

R

radius of circle segment

圆弧段半径

[m]

R0

gas constant

气体常数

[J/(kg·K)]

S

load function

荷载函数

            

si

the stress (or strain) level associated with the counted number of cycles in bin i

对应第i荷载区间循环次数的应力 / 应变幅值

            

S1(f)

power spectral density function for the longitudinal wind velocity component

纵向风速分量功率谱密度函数

[m²/s]

SF,min

minimum value of safety factor for tooth breakage

齿轮断齿最小安全系数

            

SH,min

minimum value of safety factor for pitting

齿面点蚀最小安全系数

            

Sk(f)

one-sided power spectral density function for wind velocity component k:

k=1 longitudinal component

k=2 lateral component

k=3 vertical component

风速分量单边功率谱密度函数

k=1:纵向分量

k=2:横向分量

k=3:竖向分量

[m²/s]

T

gust characteristic time

阵风特征时长

[s]

t

time

时间

[s]

V

wind speed

风速

[m/s]

V(z)

wind speed at height z

高度z处风速

[m/s]

Vave

annual average wind speed at hub height

轮毂高度年平均风速

[m/s]

Vcg

extreme coherent gust magnitude over the whole rotor swept area

全风轮扫掠面内极端相干阵风幅值

[m/s]

VeN

expected extreme wind speed (averaged over three seconds), with a recurrence time interval of N years. 

Ve1 and Ve50 for 1 year and 50 years, respectively

N 年重现期 3s 平均期望极端风速;

Ve1为 1 年一遇,

Ve50为 50 年一遇

[m/s]

Vgust

largest gust magnitude with an expected return period of 50 years

50 年一遇最大阵风幅值

[m/s]

Vhub

wind speed at hub height

轮毂高度处风速

[m/s]

Vin

cut-in wind speed

切入风速

[m/s]

简单总结

本段收尾了风机偏航、电气系统相关术语定义,开启标准第四章符号汇总章节,完整罗列风资源、湍流、地形、结构疲劳、载荷、谱分析、风速参数全套计算符号、物理含义与单位,是风机载荷计算、湍流仿真、疲劳寿命校核的统一参数对照表。

今天就学到这里,明天我们继续学习,每天十分钟大家一起学标准。

来源:智慧强学斋
ACTSystem疲劳湍流ADSUG通信UM电机材料电气
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-07-28
最近编辑:28天前
强学斋
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IEC61400-1载荷工况解析

IEC61400-1的载荷工况如下图所示。1. DLC1 系列工况的本质模拟风电机组全风速区间正常并网带载发电的完整运行状态,针对正常湍流(疲劳和极值)、极端湍流、极端阵风方向变化、极端风切变这四类风况,全面考核机组在正常发电运行期间的疲劳累积、结构极限强度、瞬态气动载荷,是整机日常服役阶段最基础、覆盖范围最广的设计控制工况。2. DLC2 系列工况的本质DLC2 系列描述机组正常发电过程中突发故障或电网扰动的瞬态载荷,是验证控制系统、保护系统、传动链和基础极限 / 疲劳强度的关键工况。其核心逻辑是:- 故障事件必须通过 FMEA (失效模式与影响分析failure mode and effect an alysis)识别,确保所有可能影响载荷的故障都被覆盖;- 重现期决定分项系数,故障越罕见重现期越长,分项系数越高,工况越偏保守;- 转子方位角的随机性,故障发生时的叶片方位角会显著影响瞬态载荷,仿真中必须随机选取,避免遗漏最不利位置。模拟机组并网发电过程中突发控制系统故障、电气故障、电网扰动的瞬态场景,区分故障发生概率与严重程度,分别校核结构极限载荷、瞬态冲击、附加疲劳及低电压穿越能力,验证机组保护系统与结构在非正常工况下的安全可靠性。3. DLC3 系列工况的本质本工况覆盖风电机组从停机或空转状态切换至并网发电状态过程中,所有产生载荷的瞬变事件。启动发生次数需根据控制系统行为估算 。DLC3 系列是机组从停机或空转到并网发电的过渡瞬态工况,重点考核启动过程中的冲击载荷、结构响应,以及极端风况叠加启动的极限强度。4. DLC4 系列工况的本质DLC4 系列是机组无故障、主动执行的正常停机专属工况,区别于 DLC2 故障紧急停机,对应从发电平稳过渡至静止或待机的完整瞬态过程。整套工况用于验证叶片、塔筒、传动链在正常顺桨停机瞬态冲击下的疲劳寿命与极限承载能力。5. DLC5 系列工况的本质 DLC 5为就地人工触发紧急停机的极限校核工况,模拟现场按下急停按钮、机组执行顺桨和机械抱闸双重紧急制动的场景,属于异常类工况,采用严苛的异常分项安全系数。因急停触发时刻风轮方位具备随机性,不同转子相位会带来显著的载荷差异,必须选取多个均匀分布的随机转子方位开展仿真,保证载荷结果具备统计代表性。该工况用来校核叶片、轮毂、传动链、塔筒在瞬时强制动冲击下的极限承载能力,是机组人身安全防护对应的结构兜底设计工况。6. DLC6 系列工况的本质DLC6 属于机组停机锁桨或空转待机工况组,是机组遭遇极端暴风时的静置校核工况,前 3 个子工况用于极限强度校核,DLC6.4 专门用于停机阶段疲劳寿命校核。DLC6.1、6.2、6.3 均采用 50 年 / 1 年一遇 EWM 极端风速,重点考核不同偏航约束条件下,偏航错位带来的风轮巨大风压载荷,区分主动偏航、电网失电自由偏航、年度极端偏航三类最危险静置场景。DLC6.4 依托机组全年停机时长,核算叶片自重、环境脉动风带来的交变疲劳损伤,补齐机组非发电阶段的疲劳设计边界。7. DLC7 系列工况的本质DLC7是机组停机静置状态叠加关键系统失效的极限校核工况,属于停机类故障兜底设计工况,核心考核制动、变桨、偏航三大安全保护系统任意一类失效时,机组在年度极端大风下的结构安全性。用来校核叶片、塔筒、偏航轴承在停机、保护失效和大风耦合下的极限承载能力,弥补正常停机工况(DLC6 )未考虑保护系统失效的设计盲区。8. DLC8 系列工况的本质DLC8 属于机组全生命周期内的非正常运行临时工况组,覆盖出厂运输、现场吊装、停机检修、半安装临时静置阶段,用来校核非常规装配、运维状态下的结构安全。来源:智慧强学斋

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