国家标准计划《风能发电系统 风力发电机组功率特性测试概述》由 TC50(全国风力发电标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国机械工业联合会。
主要起草单位 上海电气风电集团股份有限公司 、中国质量认证中心等 。
| 27 能源和热传导工程 |
| 27.180 风力发电系统和其他能源 |
本标准等同采用IEC国际标准:IEC 61400-12:2022。
采标中文名称:风能发电系统 第12部分:风力发电机组功率特性测试-概述。
2020年以来,在全球实现碳中和目标的共识下,可再生能源的发展成为主流。
行业发展,标准先行。
标准为技术保驾护航,技术进步推动成本不断下降,更大容量,更长风轮,更高塔架的机组持续迭代,陆上6兆瓦级、海上10兆瓦级风机已成为主流。
IEC 61400-12系列包括一个标准子集,用于评估和测量风力发电机组的功率特性。
其涵盖了所有类型和大小的风力发电机组的功率特性。
IEC/TC 88为减少前一版本标准的复杂性,提高其可维护性,将功率特性测试要求更合理的划分为一系列独立的标准,以便更有效的管理和修订功率特性测试标准。
作为结构性修订的一部分,取代了 IEC 61400-12-1:2017和IEC 61400-12-2:2013。
其中,IEC 61400-12:2022《风能发电系统第12部分:风力发电机组功率特性测试 - 概述》国际标准于2022年9月5日正式发布实施。
锚定碳达峰碳中和目标,推动我国风电标准体系与国际接轨,本标准的制定对规范国内风电产业发展具有重要意义。
功率特性测试是获得风电机组性能指标最直接的方法,包括功率曲线、功率系数和年估计发电量三个测试内容。
国家标准的制定有利于提高并网型风力发电机组功率特性测试的准确率,助力制造商优化风电机组性能,助力风电场开发商比较不同类型风电机组的发电能力,选取合适的风电机组。
为运营商验证风电机组、提高发电量。
同时也为并网型风力发电机组功率特性测试提供统一的依据。
随着风力发电机组的增大,单一高度风速测量越来越不能精确表现整个风轮范围内的风速情况,风轮高度范围内空气密度的变化,风切变和风转向的差异,测试场地湍流的波动都会对功率特性测试带来相应的不确定度。
不同测试场地,障碍物和尾流的影响,场地标定的方法,以及不同测风设备的选择(例如:风杯式风速计、遥感设备、机舱风速计),同样会引入不确定性。
本标准的制定旨在对风力发电机组功率特性的测试的测量、分析和报告编写给与指导,使从事风力发电机组制造、安装、计划、运营和管理的机构受益,采用标准推荐的测试和分析技术,保证风力发电机组的开发和运营在功率特性上的一致性和技术交流的准确性,以及测量报告和结果的可重复性。
本标准规定了单台风力发电机组功率特性的测试方法,适用于所有类型和大小的并网型发电机组。测试方法可以用来评估特定地理位置的特定风力发电机组的性能。当考虑特定场地条件和数据筛选的影响时,本标准可以用来对不同类型或不同设置的风力发电机组进行通用对比。风力发电机组功率特性由测量功率曲线和年发电量(AEP)决定。测量功率曲线定义为风速和风力发电机组输出功率之间的关系,由一定时间内同步采集的气象参数(包括风速)和风力发电机组信号(包括输出净功率)确定,该时间段要足够长,使得在一定的风速范围和大气条件变化的情况下,能够建立统计意义上的数据库。AEP是利用测量功率曲线和参考风速的频率分布计算得到,且假定风力发电机组的可利用率为100%。本标准规定的测量方法要求对测量功率曲线和年发电量的不确定度来源及其合成影响进行评估。 大型风力发电机组风轮高度范围内的风切变和风转向因大气稳定度条件不同可能发生显著变化,它同时也受现场地形的影响。极端大气稳定度条件的出现是特定场地问题,如果在功率特性测试期间出现极端大气条件,功率曲线会出现明显变化,建议测量风切变。根据风力发电机组和测风设备所处位置,确定其受其他机组或障碍物的尾流影响。由于周围地形的影响,风力发电机组和测风设备显著不同的情况下,应进行场地标定。同时,在风轮高度范围内,空气密度和风湍流也会发生变化,功率曲线规格化到测试期间的场地空气密度或预定义的参考空气密度。如果需要,可以按标准规格化到更宽范围的气候条件(例如特定空气密度、湍流强度、垂直风切变和风转向)。标准同时提供了测量、标定、分级、数据校正、数据规格化和不确定度确定的所有必要程序。