ГОСТ Р 54418.12.1-2011
(МЭК 61400-12-1:2005)

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика

УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

Часть 12-1

Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками

Renovable power engineering. Wind power engineering. Wind turbines. Power performance measurements of electricity producing wind turbines

ОКС 27.180

Дата введения 2012-07-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ " О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом Научно-исследовательский институт энергетических сооружений (ОАО "НИИЭС") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4, ТК 330 "Процессы, оборудование и энергетические системы на основе возобновляемых источников энергии"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 39 "Энергосбережение, энергетическая эффективность, энергоменеджмент"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 сентября 2011 г. N 379-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61400-12-1* "Установки ветроэлектрические. Часть 12-1. Измерения показателей мощности ветроэлектрических установок" (IEC 61400-12-1:2005 "Wind turbines - Part 12-1: Power performance measurements of electricity producing wind turbines"), при этом:

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

- дополнительные слова (фразы, показатели и их значения), учитывающие потребности национальной экономики Российской Федерации и/или особенности российской стандартизации, выделены курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в обязательном приложении ДА.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Настоящий стандарт "Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 12-1. Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками" разработан с целью создания единого метода, обеспечивающего стабильность, точность и возможность воспроизведения измерений и анализа показателей мощности ветроэлектрических установок. Стандарт предназначен для применения:

производителями ветроэлектрических установок для обеспечения строго установленных требований к показателям мощности и/или системе соответствия требованиям;

покупателями ветроэлектрических установок для задания требований к рабочим характеристикам;

организациями, эксплуатирующими ветроэлектрические установки, для проверки эксплуатационных характеристик мощности новых или отремонтированных агрегатов;

проектировщиками или специалистами, осуществляющими надзор, для точного и достоверного определения соответствия эксплуатационных характеристик мощности ветроэлектрических установок требованиям нормативных документов или задания требований к новым или модифицированным установкам.

Данный стандарт является руководящим нормативным документом для выполнения измерений, анализа полученных данных и формирования отчетности по испытаниям показателей мощности ветроэлектрических установок.

Стандарт рекомендуется применять при нормативно-правовом обеспечении производства, проектировании строительства, осуществлении надзора, эксплуатации и ликвидации ветроэлектрических установок.

Технически выверенные методы измерений и анализа, рекомендуемые в данном стандарте, должны применяться всеми сторонами, чтобы обеспечить постоянное и строгое соответствие требованиям безопасности и охраны окружающей среды при создании и эксплуатации ветроэлектрических установок.

В данном стандарте установлены методы измерений и формирования отчетности, которые обеспечивают получение точных и воспроизводимых результатов. При этом пользователь стандарта должен учитывать те различия, которые возникают вследствие большого числа вариаций в распределениях ветра и его турбулентности, а также используемого критерия отбора данных. Поэтому пользователь стандарта должен рассмотреть влияние данных различий и критерия отбора данных на цели проводимого испытания до начала выполнения измерений характеристик мощности.

Методика измерения характеристик мощности тесно связана с точностью измерения скорости ветра и параметров атмосферы. Стандарт рекомендует применение чашечных анемометров для измерения скорости ветра. Этот прибор дает устойчивые показания и является общепризнанным для осуществления испытаний такого типа. Вместе с тем, применение соответствующих методов калибровки в аэродинамической трубе не гарантирует, что в реальных условиях анемометр не будет реагировать на флуктуации вектора скорости (по величине и по направлению), и его показания будут идентичны показаниям, измеренным в трубе.

Инструменты и методики для классификации чашечных анемометров приведены в приложениях I и J. Следует обратить внимание на то, что полученные результаты испытаний зависят от типа анемометра и его характеристик. Поэтому необходимо обратить особое внимание на выбор анемометра.

Настоящий стандарт разработан с учетом требований, обеспечивающих:

- безопасность жизни и здоровья граждан, государственного и муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни и здоровья животных;

- безопасность при эксплуатации и техническом обслуживании ветровых электростанций и ветроэлектрических установок, соответствующих Федеральному закону "О техническом регулировании", Федеральному закону "Об электроэнергетике".

Настоящий стандарт устанавливает необходимый минимальный набор требований, необходимых при проведении исследований вырабатываемой мощности ветроэлектрических установок (ВЭУ) и формировании технической отчетной документации.

Любое из установленных требований данного стандарта может быть изменено, если надлежащим образом будет доказано, что при этом требуемый уровень безопасности и точности выполнения измерений характеристик мощности ВЭУ обеспечен. Соблюдение данного стандарта не является основанием, освобождающим любое физическое или юридическое лицо (вне зависимости от форм собственности) от необходимости использования других применимых норм и регламентов.

Примечание - Дополнение оригинального текста выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 1.5.

     1 Область применения

Данный стандарт устанавливает методы измерения выходных электрических характеристик отдельно взятой ветроэлектрической установки (ВЭУ) и применяется для проведения испытаний ветроэлектрических установок всех типов и размеров, работающих параллельно с энергетической системой. Кроме того, данный стандарт описывает методы, используемые для определения электрических характеристик малых ВЭУ, подключенных как к сети потребления и распределения мощности, так и к системе накопителей электрической энергии. Данные методы могут быть использованы в равной степени как для оценки рабочих характеристик конкретных ВЭУ, размещенных на конкретных площадках, так и при обобщающих сравнениях между различными моделями ВЭУ или различными условиями окружающей среды в реальных условиях размещения.

Характеристики выходной мощности ветроэлектрических установок определяются на основе графика выходной мощности и расчетной годовой выработки энергии (АЕР). График измеренной выходной мощности строится на основе собранных синхронных измерений скорости ветра и генерируемой мощности на испытательной площадке в течение периода времени, достаточного для образования статистически достоверной базы данных в установленном диапазоне скоростей ветра в условиях изменения ветрового режима и параметров атмосферы. АЕР рассчитывается путем наложения графика выходной мощности на базовое частотное распределение скорости ветра в предположении 100%-ной готовности ветроэлектрической установки.

В стандарте описан метод выполнения измерений, для которого требуется полученные зависимости выходной мощности и вычисленные значения выработанной энергии дополнить комплексными оценками источников погрешностей и их суммарным влиянием.

Настоящий стандарт должен использоваться совместно со стандартами, на которые настоящий стандарт ссылается и которые перечислены в разделе 2.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1983-2001 Трансформаторы напряжения. Общие технические условия

ГОСТ 4401-81 Атмосфера стандартная. Параметры

ГОСТ 7746-2001 Трансформаторы тока. Общие технические условия

ГОСТ 14014-91 Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний.

ГОСТ 24855-81 Преобразователи измерительные тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления аналоговые. Общие технические условия

IEC 61400-1:2010 Системы турбогенераторные ветровые. Часть 1. Требования к конструкции

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

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

3.1 аэродинамическое препятствие (obstacle): Предмет, который препятствует свободному движению и создает искажение течения воздушного потока, например здания и деревья.

3.2 ветровой режим: Совокупность измеренных и вычисленных параметров ветра: скорости, направления, турбулентности, их экстремальных значений и продолжительности, характеризующих состояние воздушного потока на заданной высоте на испытательной площадке.

3.3 высота оси (ВЭУ) (hub height (wind turbines) : Высота центра ометаемой площади ветроколеса ВЭУ над поверхностью земли (3.13, ометаемая площадь).

Примечание - Для ветроэлектрической установки с вертикальной осью вращения высота оси ветроколеса измеряется от поверхности земли до экваториальной плоскости ветроколеса.

3.4 годовая выработка энергии (АЕР) (annual energy production): Полный объем произведенной ВЭУ электрической энергии в течение одного года, определенный на основе измеренной выходной мощности и различных базовых плотностей распределения скорости ветра на высоте оси ветроколеса в предположении 100%-ной готовности ВЭУ.

3.5 искажение течения (flow distortion): Изменения в течении воздушного потока, вызываемые аэродинамическими препятствиями, рельефом местности или другими ВЭУ, которые приводят к отклонениям измеренной величины скорости от величины скорости в невозмущенном воздушном потоке, а также к существенной погрешности.

3.6 испытательная площадка (test site): территория, включающая место установки ВЭУ и окрестности, при проведении измерений мощности.

3.7 постоянная расстояния (distance constant): Характеристика времени успокоения анемометра, определяемая как длина пути воздушного потока, протекающего через прибор, при котором показание прибора составит 63% от полного значения измеренной входной величины скорости ветра.

3.8 график измеренной выходной мощности (measured power curve): Табличные и графические представления замеренной, исправленной и нормализованной полезной выработанной мощности ВЭУ в функции измеренной скорости ветра, при соответствии строго определенной методике измерений.

3.9 коэффициент преобразования энергии ветра (power coefficient): Отношение полезной электрической мощности, выработанной ВЭУ, к мощности набегающего невозмущенного воздушного потока по ометаемой площади ветроколеса.

3.10 метод бин (method of bins): Способ уменьшения числа измеренных данных на основе группировки измеренных значений некоторого параметра в интервалах скоростей ветра (бинах).

Примечание - Для каждого бина рассчитывается среднее значение параметра внутри каждого бина на основе записанного числа наборов данных или выборок и их подсчитанной суммы.

3.11 набор данных (data set): Совокупность данных, полученных выборкой в течение непрерывного периода.

3.12 номинальная мощность (rated power): Величина мощности, объявленная производителем и соответствующая указанным режимам эксплуатации устройства или оборудования.

Примечание - Номинальная мощность - величина максимальной непрерывной электрической мощности, выдаваемой в режиме нормальной эксплуатации и при нормальных внешних условиях, которая была задана в процессе проектирования ВЭУ.

3.13 ометаемая площадь (swept area): Площадь проекции поверхности, которую описывает ветроколесо за один полный оборот, на плоскость, перпендикулярную к направлению скорости ветра. Для качающихся ветроколес предполагается, что ветроколесо остается перпендикулярным к низкооборотному валу. Для ветроэлектрических установок с вертикальной осью площадь вращения ветроколеса проецируется на вертикальную плоскость.

3.14 период измерений (measurement period): Интервал времени, в течение которого для проверки величины вырабатываемой мощности собрана статистически достоверная база совокупных данных.

3.15 погрешность измерений (uncertainty in measurement): Параметр результата измерения, который характеризует рассеивание значений и которое достоверно может быть приписано измеряемой величине.

3.16 полезная активная электрическая мощность (net active electric power): Величина электрической мощности, передаваемой во внешнюю электрическую сеть.

3.17 производительность (power performance): Мера способности ВЭУ вырабатывать электрическую энергию.

3.18 сектор измерений (measurement sector): Совокупность направлений ветра, по которым собираются данные для построения графика выходной мощности.