ГОСТ Р 54418.12.3-2012

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Возобновляемая энергетика

Ветроэнергетика

УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ. Часть 12-3

Методы испытаний для определения количества вырабатываемой электроэнергии

Renewable power engineering. Wind power engineering. Wind turbines. Part 12-3. Wind power plant performance testing

ОКС 27.180

Дата введения 2014-01-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский институт энергетических сооружений (ОАО "НИИЭС")

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 20 сентября 2012 г. N 380-ст

4 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 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 (gost.ru)

Введение

При эксплуатации ветроэлектрических станций возникает необходимость измерения количества вырабатываемой электроэнергии. При этом необходимо рассматривать ветроэлектрическую станцию как единичный объект, а не как совокупность отдельных ветроэнергетических установок. Настоящий стандарт определяет метод испытания ветроэлектрической станции при условии, что к моменту проведения испытаний имеются ожидаемые значения вырабатываемой мощности, полученные на этапе проектирования ВЭС, предыдущего испытания или на основе расчетных проектных данных. Рабочие характеристики ветроэлектрической станции должны быть заданы в параметрах, показывающих уровень мощности в зависимости от скорости и направления ветра. Скорость и направление ветра измеряют в одной или нескольких опорных точках.

Так как ветроэлектрическая станция состоит из нескольких пространственно обособленных отдельных ветроэнергетических установок, небольшого числа опорных точек (1 или 2 метеорологические мачты), в которых измеряются все ветровые и климатические характеристики, одной или двух опорных точек может быть недостаточно для определения значения вырабатываемой мощности ВЭС, за исключением полностью однородных территорий. Выбор опорных точек должен быть произвольным. Измерения характеристик ветра, проведенные в одной или нескольких точках, могут относиться к одному опорному месту. Например, можно измерить характеристики ветрового потока в прямом и обратном направлениях, так чтобы один набор измеренных данных был всегда независимым от возмущений в аэродинамическом следе ветроэнергетической установки. Для согласования данных их можно привести к какой-либо одной точке на местности при помощи экспериментального сопоставления ветровых условий, проведенного до возведения ветроэлектрической станции. В качестве альтернативы при использовании множества опорных точек, для каждой опорной точки необходимо иметь отдельные ожидаемые результаты производительности ветроэнергетической установки. Для ветровых режимов, встречающихся при проведении испытаний, сравнение заявленной производительности ветроэлектрической станции с ожидаемыми результатами можно провести путем сравнения результатов измерений энергии с ожидаемыми результатами, учитывая распределение вероятностей измеренных параметров по скорости и направлению ветра.

Данный стандарт рекомендует методику испытаний, включающую:

- наличие данных с ранее определенными рабочими характеристиками;

- выбор опорных точек, являющихся значимыми относительно ожидаемых показателей производительности (например, если ожидаемый результат основывается на конструкторских прогнозах, точка может быть выбрана в месте, в котором был определен режим ветра);

- необходимость в предварительном сопоставлении скорости ветра для проведения дополнительных измерений и выбора опорных точек;

- расширенную оценку производительности, достаточную для подтверждения того, что данное испытание является характерным в долгосрочном периоде.

Общий подход может быть принят исходя из следующих условий:

- допускается использование более одной дополнительной измерительной точки;

- при совпадении измерений в дополнительных и опорных точках нет необходимости в предварительном сопоставлении скоростей ветра в данных точках;

- испытания ветроэлектрической станции, расположенной на большой территории, имеющей территориально обособленные группы ВЭУ, могут проходить по этим группам.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методику проверки показателей мощности ветроэлектрической станции (ВЭС), применяемую для проверки общей производительности ВЭС в зависимости от параметров ветра, измеренных в одной или нескольких точках.

В документации по испытаниям должны быть изложены методики измерения параметров при контроле производительности ВЭС. Методики измерения должны включать в себя требования, относящиеся к схеме проверки, измерительной аппаратуре, калибровке, определению погрешности. Проверка параметров общей производительности ВЭС определяет выработку электроэнергии всей ВЭС как функцию скорости ветра в одной или нескольких точках измерения ветра для всех соответствующих направлений ветра (кривые мощности для различных интервалов направления ветра). Настоящий стандарт не предназначен для проверки выработки конкретной ветроэнергетической установки (ВЭУ).

Настоящий стандарт также устанавливает общий метод измерения выработки электроэнергии ВЭС и предназначен для применения разработчиками и собственниками ВЭС, для проверки объема вырабатываемой электроэнергии сразу же после введения ВЭС в эксплуатацию, а также в процессе эксплуатации в качестве текущей проверки ее состояния. Настоящий стандарт разработан с учетом проведения проверки показателей мощности ВЭС на этапе проектирования.

Настоящий стандарт устанавливает требования:

- к методу измерения рабочих характеристик ВЭС с определением выходной мощности в зависимости от скорости и направления ветра, измеренных в одной и нескольких опорных точках;

- к процессу измерения, анализа и предоставления отчета; кроме того, в данном стандарте приведены рекомендации по интерпретации полученных результатов в сравнении с предварительными (ожидаемыми) рабочими характеристиками.

Настоящий стандарт определяет рабочие характеристики ВЭС при любом ветре и любых режимах работы.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51237-98 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения

ГОСТ Р 54418.12.1-2011 Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 12-1. Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками.

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 51237, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аэродинамическое препятствие: Предметы, которые препятствуют свободному движению и создают искажение течения воздушного потока, например, здание и дерево.

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 : Высота центра ометаемой площади ветроколеса ВЭУ над поверхностью земли (пункт 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: 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% готовности ВЭУ.

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

3.6 испытательная площадка: Территория, включающая в себя место установки ВЭУ и окрестности, для проведения измерений мощности.

3.7 график измеренной выходной мощности: Табличные и графические представления измеренной, исправленной и нормализованной полезной выработанной мощности ВЭУ в функции измеренной скорости ветра, при соответствии строго определенной методике измерений.

3.8 коэффициент преобразования энергии ветра: Отношение полезной электрической мощности, выработанной ВЭУ, к мощности набегающего невозмущенного воздушного потока по ометаемой площади ветроколеса.

3.9 метод бин: Способ уменьшения числа измеренных данных на основе группировки измеренных значений какого-либо параметра в интервалах скоростей ветра (бинах).

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

3.10 набор данных: Совокупность данных, полученных выборкой в течение непрерывного периода.

3.11 номинальная мощность: Значение мощности, объявленное производителем и соответствующее указанным режимам эксплуатации устройства или оборудования.

Примечание - Номинальная мощность - значение максимальной непрерывной электрической мощности, выдаваемой в режиме нормальной эксплуатации и при нормальных внешних условиях, которое было задано в процессе проектирования ВЭУ.

3.12 ометаемая площадь: 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.

3.13 период измерений: Интервал времени, в течение которого для проверки значения вырабатываемой мощности собрана статистически достоверная база совокупных данных.

3.14 полезная активная электрическая мощность: Значение электрической мощности, передаваемой во внешнюю электрическую сеть.

3.15 производительность: Показатель эффективности производства электрической энергии ВЭУ.

3.16 сектор измерений: Совокупность направлений ветра, по которым собираются данные для построения графика выходной мощности.

3.17 сложный ландшафт: Рельеф местности, имеющий существенные перепады и препятствия на поверхности земли, которые могут вызвать искажение воздушного потока.

3.18 стандартная погрешность: Погрешность результата измерения, выраженная как среднеквадратическое отклонение.

3.19 точность: Близость совпадения результата измерения и истинного значения измеряемой величины.

3.20 экстраполированный график выходной мощности: График вырабатываемой мощности, достроенный в интервале скоростей ветра от наибольшей измеренной скорости ветра до скорости ветра отключения.

     4 Обозначения, сокращения и единицы измерения

- скорость ветра, м/с;

- направление ветра;

- скорость ветра, измеренная в опорной точке, м/с;

- направление ветра, измеренное в опорной точке;

- скорость ветра, измеренная в дополнительной точке, м/с;

- направление ветра, измеренное в дополнительной точке;

- средняя скорость ветра, измеренная за 10 мин в опорной точке, м/с;

- средняя скорость ветра, измеренная за 10 мин в дополнительной точке, м/с;

- среднее направление ветра, измеренное за 10 мин в опорной точке;

- среднее направление ветра, измеренное за 10 мин в дополнительной точке;

- сектор измерения параметров ветра;

- 10-минутный промежуток времени;