Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

70 страниц

563.00 ₽

Купить ГОСТ Р 54418.2-2014 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Содержит требования к обеспечению безопасности, контролю качества, надежности, а также требования, необходимые для обеспечения технической безопасности малых ветроэнергетических установок. Данные требования включают в себя требования к конструктивному исполнению, монтажу, техническому обслуживанию и эксплуатации малых ветроэнергетических установок в нормальных и экстремальных условиях внешней среды. В стандарте рассматриваются соответствующие уровни защиты от повреждений, возникающих в процессе эксплуатации. Стандарт распространяется на все подсистемы малых ветроэнергетических установок, такие как устройства управления и защиты, электрические и механические системы, несущие конструкции, фундаменты. Стандарт распространяется на ветроэнергетические установки малой мощности (малые ветроэнергетические установки, МВЭУ) с ометаемой площадью менее 200 м2, генерирующие на напряжениях до 1000 В при переменном и 1500 В - при постоянном токе.

 Скачать PDF

Содержит требования IEC 61400-2(2006)

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Обозначения и сокращения

     4.1 Обозначения

     4.2 Индексы

     4.3 Сокращения

5 Основные требования

     5.1 Общая информация

     5.2 Метод проектирования

     5.3 Гарантия качества

     5.4 Система координат

6 Факторы окружающей среды

     6.1 Основные положения

     6.2 Классы малых ветроэнергетических установок

     6.3 Режимы ветра

     6.4 Факторы окружающей среды

     6.5 Влияние электрической нагрузки

7 Проектирование конструкции малых ветроэнергетических установок

     7.1 Основные положения

     7.2 Метод проектирования

     7.3 Нагрузки и варианты нагрузок

     7.4 Упрощенный метод расчета

     7.5 Аэроупругое моделирование

     7.6 Измерение нагрузок

     7.7 Расчет напряжения

     7.8 Испытания на механическую прочность

     7.9 Анализ предельных значений

8 Система управления и защиты

     8.1 Основные положения для построения системы управления и защиты

     8.2 Функции системы защиты

     8.3 Ручное отключение

     8.4 Отключение малых ветроэнергетических установок для проведения плановых осмотров, технического обслуживания

9 Испытания

     9.1 Основные положения

     9.2 Испытания для проверки проектных значений

     9.3 Испытания на нагрузки

     9.4 Испытания на долговечность

     9.5 Испытания механических компонентов

     9.6 Испытания на безопасность и функциональность

     9.7 Климатические испытания

     9.8 Испытания электрического оборудования

10 Электрическая система

     10.1 Основные положения

     10.2 Защитные устройства

     10.3 Разъединительные устройства

     10.4 Система заземления

     10.5 Молниезащита малых ветроэнергетических установок

     10.6 Электрические кабели

     10.7 Электрические нагрузки

11 Несущие конструкции

     11.1 Основные положения

     11.2 Требования динамики

     11.3 Факторы окружающей среды

     11.4 Заземление

     11.5 Фундамент

     11.6 Предельные проектные нагрузки

12 Требования к документации

     12.1 Основные положения

     12.2 Установка

     12.3 Руководство по эксплуатации

     12.4 Руководство по техническому обслуживанию и осмотру

13 Маркировка малых ветроэнергетических установок

Приложение А (справочное) Сертификация типа малых ветроэнергетических установок.

Приложение Б (обязательное) Проектные данные для конструирования малых ветроэнергетических установок класса

Приложение В (справочное) Стохастические модели турбулентности

Приложение Г (справочное) Детерминированная модель турбулентности

Приложение Д (справочное) Коэффициенты безопасности для материалов

Приложение Е (справочное) Элементарные уравнения

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Библиография

 
Дата введения01.07.2016
Добавлен в базу01.02.2017
Актуализация01.01.2019

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

19.11.2014УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии1686-ст
ИзданСтандартинформ2015 г.
РазработанОАО НИИЭС

Renewable power engineering. Wind power engineering. Wind turbines. Part 2. Design requirements for small wind turbines

Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

54418.2—

2014

(МЭК 61400-2: 2006)

Возобновляемая энергетика Ветроэнергетика

УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

Часть 2

Технические требования к малым ветроэнергетическим установкам

IEC 61400-2:2006 Wind turbines — Part 2: Small wind turbines (MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015


Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений» (ОАО «НИИЭС») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 330 «Процессы, оборудование и энергетические системы на основе возобновляемых источников энергии»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2014 г. № 1686-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61400-2:2006 «Системы турбогенераторные ветровые. Часть 2. Требования к проектированию небольших ветровых турбогенераторов» (IEC 61400-2:2006 Wind turbines — Part 2: Small wind turbines) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет особенностей объекта и аспекта стандартизации, характерных для Российской Федерации.

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов Российской Федерации международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ P 54418.2—2014

В — число лопастей;

С — масштабный параметр функции Вейбулла, м/с;

Cd— коэффициент аэродинамического сопротивления;

Cf— коэффициент мощности (силы);

С,— коэффициент подъемной силы;

Ст— коэффициент осевой нагрузки;

Coh — функция когерентности;

D — диаметр ветроколеса, м;

ег— эксцентриситет — расстояние от центра тяжести ветроколеса до оси вращения, м;

F — сила, Н;

FzB — сила, действующая на основание лопасти в направлении по размаху, Н;

Fxshaft — осевая нагрузка вала, Н; f— частота, с-1;

fk— нормативная величина прочности материала;

G — коэффициент короткого замыкания, равный отношению крутящего момента короткого замыкания генератора к номинальному крутящему моменту; д — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с2;

1В — массовый момент инерции в основании лопасти относительно оси, кг ■ м2;

/15 — расчетное значение интенсивности турбулентности воздушного потока при средней скорости ветра 15 м/с, определенной на 10-минутном интервале на высоте оси ветроколеса;

К— модифицированная функция Бесселя; к — параметр формы функции распределения Вейбулла;

L — интегральный масштаб изотропной турбулентности, м;

Ljt— расстояние между основанием и вершиной башни, м;

Lrt— расстояние между осью центра ветроколеса и осью вращения, м;

Lrb — расстояние между осью ветроколеса и первым подшипником, м;

Lc — связной масштабный коэффициент, м;

Lk — интегральный масштабный параметр составляющей вектора скорости, м;

МхВ, МуВ — изгибающий момент на вершине лопасти, Н • м;

МЬгаке — крутящий момент при низкой скорости вала, вызванный работой тормоза, Н • м;

Мх.

■shaft— крутящий момент на валу ветроколеса в месте расположения первого подшипника, Н • м; Mshaft — суммарный изгибающий момент на валу у первого подшипника (около ветроколеса), Н • м; МШег— изгибающий момент башни у точки крепления, Н • м; тв — масса лопастей, кг; moverhang ~ масса башни, кг;

тг— масса ветроколеса, включающая в себя массу лопастей и массу втулки, кг; mtowertop — масса гондолы и ветроколеса, кг;

Л/(.) — число циклов до разрушения как функция напряжения (или деформации) для указанного аргумента (т. е. характеристическая кривая S-N)\ п — частота вращения ветроколеса, об/мин; л,-— подсчитанное число усталостных циклов в / выборке нагрузки;

О — коэффициент технического использования ВЭУ, %;

Р — электрическая мощность, Вт;

Pr ('/У — вероятностная функция распределения Рэлея, т. е. вероятность того, что V< V0;

PW(V0) — вероятностная функция распределения Вейбулла, т. е. вероятность того, что V< VQ\ р — вероятность выживания;

Q — крутящий момент ветроколеса, Н ■ м;

R — радиус ветроколеса, м;

Rсод — расстояние (по радиусу) от центра тяжести лопасти до оси ветроколеса, м; г— величина проекции вектора разделения, м;

S-|(/) — спектральная плотность энергии продольной составляющей турбулентных пульсаций, м2/с; 1

Sk— одномерный спектр составляющей вектора скорости, м2/с;

Si — уровень напряжения (деформации), зависящий от подсчитанного числа циклов в / выборке;

Т — собственное значение времени порыва, с; t— время, с;

Td— проектный срок службы, с;

ТЕ — неучтенное время, ч;

TN— время простоя МВЭУ, ч;

Тт — общее время, затраченное на проведение испытаний, ч;

Ти— неизвестное время, ч;

V— скорость ветра, м/с;

V    (z) — скорость ветра на высоте z над уровнем земли, м/с;

Vgve — среднее значение скорости ветра, м/с;

Vcg — величина экстремального когерентного порыва на всей площади, ометаемой ветроколесом, м/с; Vdesign — расчетная скорость ветра, м/с;

VeN — ожидаемая экстремальная скорость ветра (средняя за 3 с) с периодом повторяемости N лет. Уе1 и ^е50 с периодом повторяемости 1 год и 50 лет соответственно, м/с;

VguStN — наибольшая величина порыва с периодом повторяемости N лет, м/с;

V^иь — скорость ветра на высоте оси ветроколеса, осредненная за 10 мин., м/с;

Vjn — минимальная рабочая скорость ветра, м/с;

^maxshutdown — максимальное значение скорости ветра, при которой происходит нормальное отключение МВЭУ, м/с;

V0 — предельная величина скорости ветра в модели распределения скорости ветра, м/с;

Vout— максимальная рабочая скорость ветра, м/с;

Vref— базовая скорость ветра, осредненная за 10 мин., м/с;

Vtjp — скорость на вершине лопасти, м/с;

V    (z,t) — продольная составляющая скорости ветра, описывающая переходный процесс при экстремальном порыве и сдвиге ветра, м/с;

W—осевой момент сопротивления, используемый в расчете на прочность, м3;

х, у, z — координаты системы, использующиеся для описания векторного поля скоростей: вдоль ветра (продольных), поперек ветра (боковых) и по высоте соответственно, м; zhub — высота оси ветроколеса над поверхностью земли соответственно, м; zr— базовая высота над уровнем земли, м;

z0 — параметр шероховатости подстилающей поверхности для построения логарифмического профиля ветра, м;

а — показатель степени для функции, описывающей профиль ветра;

Р — параметр в модели экстремального изменения направления;

Г — гамма-функция;

уf— парциальный коэффициент безопасности по нагрузкам, ут — парциальный коэффициент безопасности для материала;

А — множество значений;

0(0 — переходный процесс изменения направления ветра, °;

0сд — угол максимального отклонения от направления средней скорости ветра в случае порыва, °;

0еЛ/— величина экстремального изменения направления ветра с периодом повторяемости N лет, °; г| — КПД элементов, задействованных в преобразовании энергии (генератора, редуктора, системы преобразования);

Л1 —продольный масштаб турбулентности воздушного потока, определенный как длина волны, при ко-

.«    „    ад)

торой безразмерная спектральная плотность энергии продольной составляющей скорости ветра —— равна 0,05 м;

I — коэффициент, характеризующий режим работы ветроколеса; р — плотность воздуха, принимаемая 1,225 кг/м3;

с1 —среднеквадратичное отклонение продольной составляющей скорости ветра (дисперсия), м/с; с2 — среднеквадратичное отклонение нормальной составляющей скорости ветра (дисперсия), м/с;

8

ГОСТ P 54418.2—2014

03 — среднеквадратичное отклонение боковой составляющей скорости ветра (дисперсия) м/с;

Gd— проектная прочность, МПа;

ск — среднеквадратичное отклонение /(составляющей скорости ветра, м/с; соп — угловая скорость вращения ветроколеса, рад/с;

Wyaw — угловая скорость рыскания.

4.2    Индексы

В настоящем стандарте применены следующие индексы: ave — средний;

В — лопасть;

design — исходные данные для простых расчетных уравнений;

е50 — один раз за 50 лет (осредненная за 3 с); el — один раз за 1 год (осредненная за 3 с)\ hub — втулка; max— максимум; г— ветроколесо; shaft— вал;

х — направление по оси х; у— направление по оси у; z — направление по оси z.

S — специальный класс ветровых (ветроэнергетических) турбин в соответствии со стандартами серии ГОСТ Р 54418.

4.3    Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ВК — ветроколесо;

ЭКН — экстремальный когерентный порыв с изменением направления;

ЭКП — экстремальный когерентный порыв;

ЭИН — экстремальное изменение направления ветра;

ЭМС — электромагнитная совместимость;

ЭРП — экстремальный рабочий порыва;

МЭВ — модель экстремальной скорости ветра;

У — усталостное напряжение;

НПВ — модель нормального профиля ветра;

МВЭУ — малая ветроэнергетическая установка;

МНТ — модель нормальной турбулентности;

П — предельные нагрузки;

КЗ — короткое замыкание;

ПСН — проектный случай нагружения.

5 Основные требования

5.1 Общая информация

Технические условия и требования по обеспечению надежности конструкции, механических, электрических систем и систем управления МВЭУ приведены в перечисленных ниже разделах. Данное подробное описание требований относится к проектированию, производству, строительству, руководствам по эксплуатации и техническому обслуживанию МВЭУ и связанному с этим процессу обеспечения качества.

В приложении А приведены рекомендации по использованию настоящего стандарта при сертификации типа МВЭУ.

9

ГОСТ P 54418.2—2014

5.2 Метод проектирования

Алгоритм метода проектирования МВЭУ приведен на рисунке 1. Данный алгоритм может быть применен при проектировании МВЭУ различных конфигураций. Для МВЭУ с площадью ометания менее чем 2 м2 башня не рассматривается как часть конструкции.

Рисунок 1 —Алгоритм метода проектирования МВЭУ

10

ГОСТ Р 54418.2-2014

Первичные данные МВЭУ получают при проведении испытаний, в ходе которых проверяют достижение проектных характеристик (см. 9.2), после чего значения прогнозируемых расчетных нагрузок получают путем применения одного из методов или их комбинацией:

-    упрощенный метод применяют для некоторых конфигураций МВЭУ, которые приведены в 7.4. Примеры вариантов нагрузок, формулы для их расчета и данные по внешним условиям приведены в 7.4;

-    модель динамической прочности в сочетании с испытаниями, в ходе которых проверяют достижение проектных характеристик, и ограниченного числа измерений нагрузки для проверки модели. Данная модель должна быть использована для определения нагрузок, возникающих под воздействием ветра в заданном диапазоне скоростей, должна учитывать турбулентность воздушного потока, прочие характеристики ветра, приведенные в 6.3, и проектные состояния конструкций, приведенные в 7.5. Должны быть рассмотрены все характерные комбинации внешних воздействий и проектных состояний. Минимальный набор таких комбинаций определен в настоящем стандарте как варианты нагружения;

-    проведение полномасштабных испытаний нагрузок в сочетании с экстраполяцией измеренных значений.

Расчет нагрузок по вышеперечисленным методам выполняется с некоторой погрешностью. В методах расчета нагрузок (см. 7.8) следует учитывать коэффициенты прочности.

Для всех агрегатов необходимо проводить статические испытания лопастей (см. 9.5). Результаты испытаний допускается использовать вместо расчетов для подтверждения прочности конструкции МВЭУ и ее компонентов.

Условия испытаний должны отражать расчетную нагрузку, включая соответствующие коэффициенты безопасности.

Для всех МВЭУ должны быть проведены испытания на безопасность и функциональность (см. 9.6), а также испытание на долговечность.

5.3    Гарантия качества

Качество МВЭУ является интегральным показателем и обеспечивается на этапах проектирования, закупок, производства, поставки, возведения, эксплуатации и технического обслуживания как МВЭУ, так и всех ее компонентов.

Система обеспечения качества должна соответствовать требованиям ГОСТ ISO 9001 и ГОСТРИСО 9004.

5.4    Система координат

Для определения направлений нагрузок используется система координат, представленная на рисунке 2.

Рисунок 2 — Определение систем координат для компонентов горизонтально-осевой ВЭУ


11


Башня: ось х направлена по направлению ветра, ось z направлена вверх, а ось у направлена, как в правосторонней системе координат. Система координат для башни не меняется во времени.

Вал: направление оси х выбирается таким образом, чтобы положительный момент оси совпадал с направлением вращения ветроколеса. Оси у и z отдельно не используются, рассматривается только их общий момент. Система координат для оси вала вращается вместе с гондолой.

Лопасть: ось х следует располагать таким образом, чтобы ее момент совпадал с направлением вращения ветроколеса. Ось у направлена, чтобы момент оси совпадал с изгибающим моментом на вершине лопасти. Ось z направлена к вершине лопасти. Система координат для лопастей является правосторонней, если вращение ветроколеса происходит по часовой стрелке, и левосторонней, если вращение ветроколеса происходит против часовой стрелки. Система координат для лопастей вращается вместе с ветроколесом.

6 Факторы окружающей среды

6.1    Основные положения

На МВЭУ воздействуют факторы окружающей среды и электрические нагрузки, которые влияют на процессы нагружения элементов конструкции и отражаются на сроке службы и процессе ее эксплуатации. Для обеспечения надлежащего уровня надежности и безопасности в процессе проектирования необходимо учесть факторы окружающей среды, режимы электрических нагрузок и характеристики грунтов, которые должны быть детально изложены в проектной документации.

Факторы окружающей среды подразделяются на режимы ветра и прочие факторы. Электрические режимы обусловлены режимами сети подключения или параметрами локальной (или автономной) электрической нагрузки, например, аккумуляторных батарей, гибридной энергосистемы или местной электросети. Характеристики грунтов учитываются при проектировании фундаментов МВЭУ.

Прочность конструкции МВЭУ в первую очередь зависит от режимов ветра. Прочие факторы окружающей среды также влияют на конструктивные особенности МВЭУ, такие как функции системы управления, срок службы, процессы коррозии и т. д.

Каждый вид факторов окружающей среды подразделяется на нормальный и экстремальный. Нормальные факторы главным образом затрагивают процессы повторно-периодического нагружения элементов конструкции, в то время как экстремальные факторы представляют редкие проектные состояния. Проектные случаи нагружения должны состоять из комбинации факторов окружающей среды с режимами эксплуатации МВЭУ.

6.2    Классы малых ветроэнергетических установок

Факторы окружающей среды, которые должны быть рассмотрены при проектировании МВЭУ, зависят от предполагаемой площадки размещения или типа площадки для установки МВЭУ.

Классы МВЭУ определяются скоростью ветра и параметрами турбулентности.

Приведенная в настоящем стандарте классификация МВЭУ учитывает большинство случаев, возникающих в практике проектирования. Значения скоростей ветра и параметров турбулентности, приведенные в таблице 1, являются базовыми для группового описания площадок, соответствующих каждому классу МВЭУ.

Определение принадлежности МВЭУ к определенному классу осуществляется в соответствии с проектными интервалами скоростей ветра и параметрами турбулентности. В таблице 1 представлены величины базовых параметров, которые определяют принадлежность МВЭУ к определенному классу (I, II, III, IV или S). Каждый класс ветроагрегатов применим для различных площадок, имеющих скорости ветра и параметры турбулентности, соответствующие значениям рассматриваемого класса.

В случае, если выявлено, например, наличие более жестких режимов ветра или других параметров внешней среды, чем это предусмотрено в таблице 1, или требуется обеспечение специальных условий безопасности, необходимо назначить класс S.

Проектные параметры МВЭУ класса S должны быть выбраны проектировщиком и представлены в проектной документации. Для таких случаев величины параметров, выбранные для проектирования МВЭУ, должны быть более жесткими, чем ожидаемые параметры внешней окружающей среды при эксплуатации МВЭУ.

МВЭУ, имеющие параметры в соответствии с классами I, II, III и IV, не предназначены для размещения в прибрежной зоне или в зонах тропических штормов, ураганов, циклонов и тайфунов. Для перечисленных условий должны быть использованы МВЭУ класса S.

12

ГОСТ Р 54418.2-2014

Таблица 1 — Базовые параметры классов МВЭУ

Класс МВЭУ

1

II

III

IV

S

VrefiMlc)

50

42,5

37,5

30

Значения расчетных параметров назначаются проекти-ровщиком

Vave (м/с)

10

8,5

7,5

6

^15

0,18

0,18

0,18

0,18

а

2

2

2

2

Примечание — Значения расчетных параметров приведены к оси ветроколеса; 115 — расчетное значение интенсивности турбулентности воздушного потока при средней скорости 15 м/с; а — безразмерный параметр, используемый в формуле (7)

Для полной характеристики внешних условий, используемых при проектировании МВЭУ нормальных классов (в соответствии с таблицей 1 от I до IV), должны быть дополнительно использованы расчетные параметры, величины которых установлены в 6.3, 6.4 и 6.5.

Сокращения, приведенные в наименованиях подпунктов 6.3.2.2, 6.3.2.3, 6.3.3.2—6.3.3.6, используются для описания режимов ветра для проектных случаев нагружения, определенных в 7.5.

Примечание — При расчете нагрузки по простым формулам ветровые условия упрощены.

Для МВЭУ класса S производитель в проектной документации должен привести описание примененных моделей и указать величины проектных параметров. Если приняты модели, описанные в разделе 6 настоящего стандарта, то достаточно указать величины параметров. Проектная документация МВЭУ класса S должна содержать данные, приведенные в приложении Б.

Проектный срок службы должен быть указан в проектной документации.

6.3 Режимы ветра

6.3.1    Общие требования

МВЭУ должна обеспечивать надежное и безопасное функционирование при режимах ветра, соответствующих выбранному классу. Расчетные параметры режимов ветра должны быть подробно представлены в проектной документации. Режимы ветра для обеспечения безопасности и определения силового воздействия на элементы конструкции МВЭУ разделяются на нормальные режимы, которые часто случаются в течение нормальной эксплуатации МВЭУ, и экстремальные режимы, которые имеют периоды повторяемости один год и 50 лет.

Во всех случаях должно быть рассмотрено влияние отклонения осредненного потока (далее — средний поток) относительно горизонтальной плоскости до 8°. Этот угол отклонения потока принимается постоянным по высоте.

6.3.2    Нормальные режимы ветра

6.3.2.1 Модель распределения скорости ветра

Выбор модели распределения скорости ветра оказывает существенное влияние на проектирование МВЭУ, потому что определяет частоту изменения нагрузок, действующих на элементы конструкции в нормальных проектных состояниях. Средняя величина скорости ветра на высоте оси ветроколеса, определенная на 10-минутном интервале, определена в соответствии с распределением Рэлея.

(5)


Ря=(КиЬ) = 1-ехр


2V


В этом случае вероятность распределения скорости ветра на высоте оси ветроколеса будет иметь вид:

где Vhub — скорость набегающего воздушного потока на высоте оси ветроколеса (для МВЭУ с горизонтальной осью вращения), м/с;

Vave — среднее значение скорости ветра, м/с.

6.3.2.2 Модель нормального профиля ветра (НПВ)

В модели нормального профиля ветра профиль ветра, V(z), м/с, определяет среднюю скорость ветра как функцию высоты z, м, над уровнем земли. Для стандартных классов МВЭУ нормальную скорость ветра определяют из уравнения:

13

V(z)-VhL

(6)

где показатель степени а принимается равным 0,2.

Принятая модель профиля ветра используется для определения среднего вертикального сдвига ветра по нормали к плоскости, ометаемой ветроколесом.

6.3.2.3 Модель нормальной турбулентности (МНТ)

Модель нормальной турбулентности должна включать в себя сдвиг ветра в соответствии с моделью нормального профиля ветра. Под турбулентностью понимают среднюю величину случайных изменений скорости ветра в течение 10 мин. Модель турбулентности должна учитывать изменения скорости ветра, сдвиги ветра и их направления.

Для нормальных классов МВЭУ спектральная плотность мощности векторного поля скоростей ветра, используемая в модели турбулентности, должна удовлетворять следующим условиям:

а) среднеквадратичное отклонение продольной составляющей скорости ветра выражается зависимостью:

(7)

(15 + aVU) (а + 1)

где /15 — для разных классов приведены в таблице 1. Характерные зависимости для стандартного отклонения о1 м/с, и интенсивности турбулентности показаны на рисунке 3.

''hub

Стандартное отклонение м/с    Стандартное    отклонение    cr1/V/TLfJt),    %

5

4

3

2

1

10    20    30    40

6

0

Скорость ветра Vhub, м/с 0    10    20    30    40

Скорость ветра Vhub, м/с

Рисунок 3 — Стандартные отклонения и интенсивность турбулентности в МНТ

б) спектральная плотность энергии продольной составляющей турбулентности, в высокочастотной зоне инерционной области должна быть приближена к зависимости:

Si(O = 0,05(a,)2f—-l 3 f ~^ ■    (8)

V *hub )

Продольный масштаб турбулентности воздушного потока А1 на высоте оси ветроколеса Z выражают зависимостью:

( 0,7 zhub при zhub < 30 м

(21м при zhub > 30 м    (9)

Описание моделей для турбулентности в потоке со сдвигом приведено в приложении В. Использование других моделей требует обоснования, поскольку выбор модели существенно влияет на величину проектных нагрузок (см. приложение Г).

14


6.3.3 Экстремальные режимы ветра

6.3.3.1    Общие сведения

Экстремальные режимы ветра используют для определения экстремальных нагрузок на МВЭУ. Эти режимы включают в себя как пиковые скорости ветра при шторме, так и быстрые изменения скорости и направления ветра.

6.3.3.2    Модель экстремальной скорости ветра (МЭВ)

Для стандартных классов МВЭУ экстремальную скорость ветра, Уе50, м/с, с периодом повторяемости 50 лет, и экстремальную скорость ветра, Уе1, м/с, с периодом повторяемости один год определяют по формулам:

( Vм1

ye50(z) = 1,41/J-^    ,    (Ю)

\ ^hub J


=0,75l/e


(11)


Поправка (± 15)° на кратковременные отклонения воздушного потока от среднего направления может не учитываться.

6.3.3.3 Экстремальный рабочий порыв ветра (ЭРП)

Величина скорости порыва ветра на высоте оси ветроколеса, VgustN, м/с, с периодом повторяемости N лет для стандартного класса МВЭУ определяют по формуле:


( \


Ч.ияМ - Р


1+0,1


л,


(12)


где а1 Al D

Р


стандартное отклонение в соответствии с формулой (7); масштаб турбулентности в соответствии с формулой (9); диаметр ветроколеса;

параметр, принимаемый равным 4,8 для периода повторяемости один год и 6,4 для периода повторяемости 50 лет.


Скорость ветра с периодом повторяемости N лет определяют по формуле:


l/(z)-0,37l/e50sin| ^


1 cos


2 nt


при 0<f <7


40 =


(13)


V(z) при t < 0 и t > 7


Пример экстремального рабочего порыва (Л/ = 1, Vhub = 25 м/с) приведен на рисунке 4.


где V(z) определяют по формуле (6);

7 = 10,5 с — для периода повторяемости один год;

7= 14,0 с — для периода повторяемости 50 лет.

-2    -1    0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10    11    12

Время t, с

Рисунок 4 — Пример экстремального рабочего порыва (Л/ = 1, Vhub = 25 м/с)


15


6.3.3.4 Экстремальное изменение направления ветра (ЭИН)

Величину ЭИН ветра, 0еЛ/, град, с периодом повторяемости N лет определяют по формуле:


(


\


eeN(f) = ±Parctan


hub

V V


1+0,1


г0лл


Л


(14)


где 0еЛ/ ограничен интервалом (± 180)°, град;

Л1 — масштаб турбулентности в соответствии с выражением (9);

D — диаметр ветроколеса;

р — параметр, принимаемый равным 4,8 для периода повторяемости один год и 6,4 для периода повторяемости 50 лет.


Переходный участок процесса экстремального изменения направления с периодом повторяемости N лет, 0W(O, град, определяют согласно следующему выражению:

( 0    для    t    <    0

0eW(O = I 0,50^1-cos(Ttf/7") для0</<7,    (15)

(бел/    ДЛЯ    t    >    Т

где Т = 6 с — продолжительность процесса экстремального изменения направления. Знак необходимо выбирать таким образом, чтобы на переходном участке возникла ситуация наихудшего нагружения. Предполагается, что в конце процесса изменения направления оно остается неизменным.

На рисунке 5 показан пример экстремальной величины изменения направления ветра с периодом повторяемости 50 лет для ветроколеса диаметром D = 5 м с высотой оси 20 м для различных значений Vhub. Соответствующий переходный процесс для Vhub = 25 м/с приведен на рисунке 6.




Скорость ветра Vhub, м/с    Время,    с


Рисунок 5 — Пример экстремальной    Рисунок    6    —    Пример    ЭИН    ветра

величины изменения направления    (N = 50, Vhub = 25 м/с)

(Л/ = 50, D = 5 м, zhub = 20 м)


6.3.3.5 Экстремальный когерентный порыв ветра (ЭКП)

Для стандартного класса МВЭУ величина ЭКП ветра с изменением направления ветра должна быть принята Vcg =15 м/с.


ГОСТ P 54418.2—2014

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................1

3    Термины и определения..............................................................2

4    Обозначения и сокращения...........................................................6

4.1    Обозначения....................................................................6

4.2    Индексы........................................................................9

4.3    Сокращения.....................................................................9

5    Основные требования................................................................9

5.1    Общая информация..............................................................9

5.2    Метод проектирования............................................................10

5.3    Гарантия качества................................................................11

5.4    Система координат...............................................................11

6    Факторы окружающей среды..........................................................12

6.1    Основные положения.............................................................12

6.2    Классы малых ветроэнергетических установок........................................12

6.3    Режимы ветра...................................................................13

6.4    Факторы окружающей среды.......................................................18

6.5    Влияние электрической нагрузки...................................................19

7    Проектирование конструкции малых ветроэнергетических установок.........................20

7.1    Основные положения.............................................................20

7.2    Метод проектирования............................................................20

7.3    Нагрузки и варианты нагрузок......................................................20

7.4    Упрощенный метод расчета........................................................21

7.5    Аэроупругое моделирование.......................................................26

7.6    Измерение нагрузок..............................................................29

7.7    Расчет напряжения...............................................................29

7.8    Испытания на механическую прочность..............................................29

7.9    Анализ предельных значений......................................................30

8    Система управления и защиты.........................................................31

8.1    Основные положения для построения системы управления и защиты.....................31

8.2    Функции системы защиты.........................................................31

8.3    Ручное отключение...............................................................31

8.4    Отключение малых ветроэнергетических установок для проведения плановых осмотров,

технического обслуживания...........................................................31

9    Испытания.........................................................................32

9.1    Основные положения.............................................................32

9.2    Испытания для проверки проектных значений.........................................32

9.3    Испытания на нагрузки............................................................33

9.4    Испытания на долговечность.......................................................33

9.5    Испытания механических компонентов..............................................35

9.6    Испытания на безопасность и функциональность......................................36

9.7    Климатические испытания.........................................................36

9.8    Испытания электрического оборудования............................................36

10    Электрическая система..............................................................37

10.1    Основные положения............................................................37

10.2    Защитные устройства............................................................37

10.3    Разъединительные устройства....................................................37

10.4    Система заземления............................................................37

10.5    Молниезащита малых ветроэнергетических установок.................................37

10.6    Электрические кабели...........................................................38

10.7    Электрические нагрузки..........................................................38

11    Несущие конструкции...............................................................39

11.1 Основные положения............................................................39

ГОСТ P 54418.2—2014


Скорость ветра определяют по формуле:

V(z)

для t < 0

V(z,t)= (

V(z) + 0,5Vcg

i i

I

о

о

Э5

для 0 < t < Т,

(16)

m + i/cg

для t > Т

10 с — время нарастания порыва ветра и скорость ветра V(z) определяют в соответствии с моделью нор-

мального профиля скорости ветра [см. формулу (6)]. Нарастание скорости ветра в течение ЭКГ ветра показано на рисунке 7 для Vhub = 25 м/с.


Время t, с

Рисунок 7 — Пример ЭГП ветра (Vhub = 25 м/с)


6.3.3.6 Экстремальный когерентный порыв с изменением направления ветра (ЭКН) Предполагается, что нарастание скорости ветра (см. рисунок 7) происходит одновременно с изменением направления ветра от 0° до 0сд, град. Величину 0сд, град, определяют по формуле:


%g(Vhub)


тг^“ для 4 м/с < Vhub < Vref vhub


(17)


Одновременное изменение направления определяют по формуле:


0(0 :


±Д50О

±0<*


1    (Kt

1-cosl—


для t < 0

для 0 < t й Т, для t > Т


(18)


гдеТ =10 с — время нарастания скорости ветра. В расчетах используют модель нормального профиля скорости ветра.

Величина изменения направления 0сд и процесс изменения направления 0(/) показаны в зависимости от Vhub и в функции времени для Vhub = 25 м/с на рисунках 8 и 9 соответственно.


17


ГОСТ P 54418.2—2014

11.2    Требования динамики............................................................39

11.3    Факторы окружающей среды......................................................39

11.4    Заземление....................................................................39

11.5    Фундамент.....................................................................39

11.6    Предельные проектные нагрузки...................................................39

12    Требования к документации..........................................................39

12.1    Основные положения............................................................39

12.2    Установка......................................................................39

12.3    Руководство по эксплуатации.....................................................40

12.4    Руководство по техническому обслуживанию и    осмотру...............................40

13    Маркировка малых ветроэнергетических установок.......................................42

Приложение А (справочное) Сертификация типа малых ветроэнергетических установок...........43

Приложение Б (обязательное) Проектные данные для конструирования малых

ветроэнергетических установок    класса    S.....................................45

Приложение В (справочное) Стохастические модели турбулентности...........................46

Приложение Г (справочное) Детерминированная модель турбулентности.......................48

Приложение Д (справочное) Коэффициенты безопасности для материалов.....................49

Приложение Е (справочное) Элементарные уравнения......................................57

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных

и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным

в качестве ссылочных в    примененном    международном стандарте...............64

Библиография........................................................................65

IV

ГОСТ Р 54418.2-2014 (МЭК 61400-2:2006)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Возобновляемая энергетика Ветроэнергетика УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ Часть 2

Технические требования к малым ветроэнергетическим установкам

Renewable power engineering. Wind power engineering. Wind turbines.

Part 2. Design requirements for small wind turbines

Дата введения — 2016—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт содержит требования к обеспечению безопасности, контролю качества, надежности, а также требования, необходимые для обеспечения технической безопасности малых ветроэнергетических установок. Данные требования включают в себя требования к конструктивному исполнению, монтажу, техническому обслуживанию и эксплуатации малых ветроэнергетических установок в нормальных и экстремальных условиях внешней среды.

В настоящем стандарте рассматриваются соответствующие уровни защиты от повреждений, возникающих в процессе эксплуатации.

Настоящий стандарт распространяется на все подсистемы малых ветроэнергетических установок, такие как устройства управления и защиты, электрические и механические системы, несущие конструкции, фундаменты.

Настоящий стандарт распространяется на ветроэнергетические установки малой мощности (малые ветроэнергетические установки, МВЭУ) с ометаемой площадью менее 200 м2, генерирующие на напряжениях до 1000 В при переменном и 1500 В при постоянном токе.

Настоящий стандарт устанавливает минимальный набор требований, необходимых для выполнения при проектировании малых ветроэнергетических установок и их компонентов, разработке технической документации (конструкторской, технологической, проектной), вт. ч. технических условий.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.030-81 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения ГОСТ 27.301-95 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения ГОСТ 11828-86 Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры

ГОСТ ИСО/МЭК 17025—2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ ISO 9000-2011 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь ГОСТ ISO 9001-2011 Системы менеджмента качества. Требования

ГОСТ IEC 60034-5-2011 Машины электрические вращающиеся. Часть 5. Классификация степеней защиты, обеспечиваемых оболочками вращающихся электрических машин (Код IP)

ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

Издание официальное

ГОСТ Р 50571.5.54-2011 (МЭК 60364-5-54:2002) Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и проводники уравнивания потенциалов

ГОСТ Р 51237-98 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения ГОСТ Р 51991-2002 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования

ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1—2004) Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и характеристики

ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования

ГОСТ Р 54418.1-2012 Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 1. Технические требования

ГОСТ Р 54418.12.1-2011 (МЭК 61400-12-1:2005) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 12-1. Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками

ГОСТ Р 55589-2013 (МЭК 60050-415:1999) Международный электротехнический словарь. Часть 415. Установки ветроэнергетические. Системы генерирования электроэнергии

ГОСТ Р ИСО 9004-2010 Менеджмент для достижения устойчивого успеха организации. Подход на основе менеджмента качества

ГОСТ Р ИСО/МЭК 17020—2012 Общие критерии работы различных типов контролирующих органов

ГОСТ Р МЭК 60034-2-1-2009 Машины электрические вращающиеся. Часть 2-1. Стандартные методы определения потерь и коэффициента полезного действия вращающихся электрических машин (за исключением машин для подвижного состава)

ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007 Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 55589, ГОСТ Р 51237, ГОСТ 27.002, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    аварийный останов (для ВЭУ): Остановка ветроэнергетической установки, последовавшая в результате включения системы защиты или вмешательства персонала.

3.2    автоматическое повторное включение; АПВ: Процесс, происходящий в течение интервала времени от 0,01 с до нескольких с, в течение которого выключатель, сработавший из-за аварии в системе, автоматически замыкается и происходит подключение к электрической сети.

3.3    базовая скорость ветра Vref (для ВЭУ): Основная экстремальная характеристика скорости ветра, используемая для классификации ветроэнергетических установок.

Примечания

1 Прочие климатические параметры, оказывающие влияние на конструкцию ветроэнергетической установки, выводятся из базовой скорости и других основных параметров, определяемых классом принадлежности ветроэнергетической установки. 2

ГОСТ Р 54418.2-2014

2 Ветроэнергетические установки, спроектированные в соответствии с требованиями класса ветроэнергетических установок, имеющего установленную базовую скорость, должны выдерживать климатические условия, в которых экстремальная средняя скорость ветра за 10-минутный интервал с периодом повторяемости 50 лет на высоте оси ветроколеса меньше или равна этой базовой скорости.

3.4    экстремальная скорость ветра: Величина самой высокой скорости ветра, усредненной за период t, с, с ежегодной вероятностью превышения 1/N (период повторяемости — N лет).

Примечание — В настоящем стандарте периоды повторяемости N = 50 лет и N = 1 год и интервалы времени, для которых определяется среднее значение, составляют (= 3 с и (= 10 мин. Часто используется широко известный, но менее точный термин — «скорость выживания». В настоящем стандарте установлены требования к проектированию ветроэнергетических установок с учетом экстремальных скоростей ветра для определения расчетной нагрузки.

3.5    вектор скорости ветра: Вектор, указывающий направление движения элементарного объема воздуха, окружающего рассматриваемую точку. Величина вектора равна скорости движения этого элементарного объема воздуха (т. е. локальной скорости ветра).

Примечание — Вектор скорости в любой точке, таким образом, является производной по времени от вектора положения элементарного объема воздуха, перемещающегося через рассматриваемую точку.

3.6    вертикально-осевая ветроэнергетическая установка: ветроэнергетическая установка, имеющая вертикально расположенную ось ветроколеса.

3.7    внеплановое обслуживание: Техническое обслуживание, необходимость выполнения которого устанавливается на основе полученного сигнала, сообщающего о состоянии детали, узла, сборочной единицы, и которое не предусмотрено установленным календарным графиком.

3.8    внешние условия (для ВЭУ): Факторы, оказывающие воздействия на процесс эксплуатации ветроэнергетической установки.

Примечание — Данные факторы включают в себя ветровой режим и прочие климатические факторы (например, снег, гололед), возможность возникновения землетрясения и условия, обусловленные возможностью подключения к сетям.

3.9    втулка (для ВЭУ): Устройство, с помощью которого осуществляется фиксация лопастей ветроколеса или их сборочных единиц, на валу ветроколеса.

3.10    высота оси (для ВЭУ): Высота центра ометаемой площади ветроколеса ветроэнергетической установки над поверхностью земли.

Примечание — Для ветроэнергетических установок с вертикальной осью вращения высота оси измеряется до экваториальной плоскости.

3.11    выходная мощность: Количество энергии определенного вида, вырабатываемой устройством в единицу времени.

Примечание — Для ветроэнергетических установок это вырабатываемая электрическая мощность.

3.12    гондола: Помещение, расположенное на верху башни горизонтально-осевой ветроэнергетической установки, в котором находятся различные элементы, например, трансмиссия.

3.13    горизонтально-осевая ветроэнергетическая установка: ветроэнергетическая установка, у которой ось ветроколеса расположена вертикально.

3.14    градиент скорости: Изменение скорости ветра в плоскости, перпендикулярной направлению ветра.

3.15    интенсивность турбулентности: Отношение среднеквадратичной пульсации скорости ветра к средней скорости ветра, определенной из того же самого набора выборок измеренной скорости ветра, которое берется за указанный период.

3.16    запаркованная ветроэнергетическая установка: Состояние ветроэнергетической установки, при котором ее ветроагрегат не вращается либо совершает холостой ход (зависит от конструкции ветроэнергетической установки).

3.17    шероховатость поверхности: Экстраполированная высота, на которой средняя скорость ветра принимается равной нулю в предположении, что профиль скорости ветра по высоте подчиняется логарифмическому закону.

3.18    логарифмический закон распределения: Математическое выражение для предполагаемого изменения скорости ветра по высоте над землей в виде логарифмической функции.

3

3.19    максимальная рабочая скорость ветра Vmax: Величина самой большой расчетной скорости набегающего устойчивого нетурбулентного ветрового потока, измеренной на высоте оси ветро-колеса, при которой ветроэнергетическая установка еще продолжает вырабатывать электрическую энергию.

3.20    малая ветроэнергетическая установка: Ветроэнергетическая установка с ометаемой площадью менее 200 м2, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую.

3.21    минимальная рабочая скорость ветра: Величина самой малой скорости ветра на высоте оси ветроколеса, при которой ветроэнергетическая установка начинает вырабатывать электрическую энергию при устойчивом нетурбулентном набегающем воздушном потоке.

3.22    направление ветра: Основное направление движения воздуха.

3.23    катастрофический отказ (для ВЭУ): Нарушение конструкционных связей или разрушение элемента конструкции или детали ветроэнергетической установки, которое приводит к потере ее жизненно важных функций и снижению безопасности.

3.24    нормальное отключение (для ВЭУ): Выключение ветроэнергетической установки, при котором все его этапы находятся под контролем системы управления.

3.25    ожидание: Состояние, в которое возвращается ветроэнергетическая установка после нормального отключения.

3.26    ометаемая площадь: Площадь проекции поверхности, которую описывает ветроколесо ветроэнергетической установки за один полный оборот, на плоскость, перпендикулярную направлению ветрового потока.

3.27    опорная конструкция (для ВЭУ): Часть ветроэнергетической установки, включающая в себя башню и фундамент.

3.28    отключение (для ВЭУ): Промежуточное состояние ветроэнергетической установки между режимом производства электрической энергии и режимом простоя (или холостого хода).

3.29    плановое обслуживание: Профилактическое техническое обслуживание, проводимое в соответствии с установленным календарным графиком.

3.30    порыв ветра: Внезапное и кратковременное изменение величин скорости ветра по отношению к величине средней скорости ветра.

Примечание — Порыв ветра характеризуется временем нарастания, амплитудой и продолжительностью.

3.31    предельное рабочее состояние ветроэнергетической установки: Условия, соответствующие граничным характеристикам процесса нормальной эксплуатации ветроэнергетической установки.

3.32    предельное состояние ветроэнергетической установки: Состояние конструкции ветроэнергетической установки и нагрузок, действующих на нее, превышение которых приводит к тому, что конструкция больше не удовлетворяет проектным требованиям.

Примечание — Целью проектных расчетов (т. е. проектных требований для предельного состояния) является обеспечение сохранности при вероятном предельном состоянии, характеристики которого ниже определенного значения, установленного для определенного конструктивного типа (см. ГОСТ Р 54257).

3.33    предполагаемая обстановка: Возможный режим работы ВЭУ: например, производство электрической энергии, ожидание и т. д.

3.34    простой (для ВЭУ): Состояние ветроэнергетической установки, при котором ее ветроагрегат медленно вращается, не производя электрической энергии.

3.35    против ветра (с наветренной стороны): В направлении, противоположном преобладающей скорости ветра.

3.36    противоаварийная защита: Конструктивная особенность оборудования, обеспечивающая защиту в случае возникновения аварийной ситуации.

3.37    вертикальный профиль ветра (закон распределения): Математическое выражение для предполагаемого изменения скорости ветра по высоте над поверхностью земли.

Примечание — Обычно используемые профили описываются логарифмическими зависимостями (1) или степенными функциями (2).

ln(z/z0)

HZr/Zo)’


V(z) = V(zr).


(1)


4



VW-Vfr){§J.

(2)

где V (z) — скорость ветра на высоте Z;

z— высота над поверхностью земли;

zr— базовая высота над землей, используемая для построения профиля; z0— параметр шероховатости поверхности; а— показатель степени функции распределения.

3.38    установка ветроэнергетической установки на ветер: Поворот оси ветроколеса относительно вертикальной оси на ветер (только для горизонтально-осевых ветроагрегатов).

3.39    несовпадение оси ветроколеса с направлением скорости ветра (для ветроколес с горизонтальной осью вращения); Отклонение оси вращения ветроколеса в горизонтальной плоскости от направления ветра.

3.40    распределение скорости ветра: Вероятностная функция распределения, используемая для описания распределения скоростей ветра за продолжительный период времени.

PR(VQ)= 1-exp[-Tt(V2 Vaven P^V0) = ^^expHV<^Ch

Примечание — Наиболее часто используют функцию Рэлея PR( V0) и функцию Вейбулла V0).

(3)

(4)

где P(V0) — совокупная функция вероятности, т. е. вероятность того, что V < 1/0;

VQ    — предельная скорость ветра;

Vave    — среднее значение скорости ветра;

С    — масштабный параметр функции Вейбулла;

к    — параметр формы функции Вейбулла;

Г    — гамма-функция.

Оба параметра С и к можно определить по результатам измерения данных. Функция Рэлея идентична функции Вейбулла при к = 2, а С и Vave удовлетворяют условиям, установленным в (4) при к = 2.

Функции распределения выражают совокупную вероятность того, что скорость ветра ниже, чем V0. Таким образом, разность (P(V:) - Р(\/2)), вычисленная для указанных пределов 1/, и V2, соответствует доле времени, в течение которого скорость ветра остается в этих пределах. Дифференцирование функций распределения дает соответствующие функции плотности вероятности.

3.41    распределение скорости ветра по Вейбуллу; Вероятностная функция распределения скорости ветра в соответствии с 3.40, которая зависит от двух параметров: параметра формы, определяющего диапазон разброса значения, и масштабного параметра, определяющего среднюю скорость ветра.

Примечание — См. распределение скорости ветра (3.40).

3.42    распределение скорости ветра по Рэлею: Вероятностная функция распределения скорости ветра в соответствии с пунктом 3.40, которая зависит от одного параметра — масштабного параметра, определяющего среднюю скорость ветра.

Примечание — Распределение Рэлея — частный случай распределения Вейбулла (3.41), имеющего второй параметр — параметр формы.

3.43    расчетная нагрузка: Сочетание предполагаемой обстановки и внешних условий, определяющих величину нагрузки на конструкцию.

3.44    расчетная скорость ветра: Скорость, используемая в качестве исходных данных при простых расчетах, и равная 1,4\/0.

3.45    проектные пределы: Набор условий, определяемых проектировщиком ветроэнергетической установки, которые регулируют ее работу.

5

3.46    резонанс: Феномен, возникающий в колебательном контуре, при котором период вынужденных колебаний приближен к периоду собственных колебаний.

3.47    система защиты (для ВЭУ): Система защиты, обеспечивающая, что состояние ветроэнергетической установки и ее параметры останутся в пределах, определенных проектом.

3.48    система разворота: Пассивная система контроля превышения скорости посредством уменьшения ометаемой площади ветроколесом.

3.49    система управления (для ВЭУ): Подсистема, которая получает информацию о состоянии ветроэнергетической установки, ее элементов и/или окружающей ее среды и удерживает ветровую установку в заданных рабочих пределах.

3.50    абсолютная величина вектора скорости ветра, V: Скорость ветра для заданной точки в пространстве — это скорость движения элементарного количества воздуха, окружающего указанную точку.

Примечание — Скорость ветра — это величина локального вектора скорости ветра (3.5).

3.51    экологические условия (условия окружающей среды): Параметры окружающей среды (скорость ветра, высота размещения, температура, влажность и прочие параметры), которые оказывают влияние на особенности функционирования ветроэнергетической установки.

3.52    среднегодовая скорость ветра: Осредненная скорость ветра согласно определению среднегодового значения.

3.53    среднегодовое значение: Среднее значение ряда измеренных данных, достаточного объема и продолжительности, служащее для оценки ожидаемой величины рассматриваемого параметра.

Примечание — Временной интервал осреднения должен представлять собой целое число лет, чтобы учесть сезонные изменения атмосферы.

3.54    средняя скорость ветра: Среднестатистическое значение мгновенных значений скорости ветра, осредненных на заданном периоде времени, продолжительность которого может изменяться от нескольких секунд до нескольких и даже десятков лет.

3.55    срок службы: Заданный срок эксплуатации ветроэнергетической установки при наличии технического обслуживания и с установленной вероятностью аварийного разрушения.

Пример — Лопасть ветрогенератора — это значимый компонент.

3.56    степенной закон распределения: Математический закон, отражающий зависимость вертикального профиля ветра в виде степенной функции.

3.57    показатель степени функции сдвига ветра а: Показатель степени функции распределения

(см. также 3.38).

3.58    тормоз (для ВЭУ): Устройство ветроэнергетической установки, способное снижать скорость вращения ветроколеса или останавливать его вращение.

3.59    угловая скорость: Частота изменения угла поворота (степень вращения).

3.60    нормативное значение (свойство материала): Величина, которая с определенной вероятностью не может быть достигнута за неограниченное количество циклов испытаний.

3.61    холостой ход (для ВЭУ): Состояние генератора ветроэнергетической установки, при котором он медленно вращается, не производя электрической энергии.

3.62    частота вращения (для ВЭУ): Скорость вращения ветроколеса ветроэнергетической установки относительно своей оси.

3.63    эксплуатационные пределы: Набор условий, определяемых проектировщиком ВЭУ, которые регулируют работу системы управления и защиты.

4 Обозначения и сокращения

4.1 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

А — площадь поперечного сечения, м2;

Aproj — часть площади, спроецированная на плоскость, параллельную или перпендикулярную к направлению ветра, м2;

а — параметр, используемый при определении среднеквадратичного отклонения продольной составляющей скорости ветра;

1

2