風(fēng)機(jī)葉片載荷情況定義

風(fēng)機(jī)葉片載荷情況定義（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）A1總則A1.1確定載荷情況是為了進(jìn)行靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度分析。如有必要，應(yīng)考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（例如共振、動(dòng)態(tài)的不穩(wěn)定性）。疲勞分析應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒紤]風(fēng)速在風(fēng)輪掃掠面上的不均勻分布造成的影響，這種不均勻分布是確定因素（垂直風(fēng)速梯度、塔影）和隨機(jī)因素（局部陣風(fēng)、湍流）影。向的結(jié)果。A1.2按照A2尤其是湍流度（A2.2.5）考慮所有的外界條件來(lái)建立用于疲勞分析的實(shí)際載荷譜，可能包括很多理論上的和計(jì)算上的工作。為此，在A4.7中給出了一個(gè)確定風(fēng)輪直徑最大46m、具有三片或三片以上葉片水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組替代載荷譜的簡(jiǎn)化方法。A1.3為了確定載荷，把外界條件和運(yùn)行狀態(tài)按照它們發(fā)生的概率來(lái)細(xì)分。外界條件和運(yùn)行狀態(tài)在統(tǒng)計(jì)上是相互獨(dú)立的，所以罕見(jiàn)外界條件和罕見(jiàn)運(yùn)行狀態(tài)的組合通常不予考慮。需考慮的最小的載荷情況組合列于A4及A5中表A4里。A1.4A6里給出了水平軸、三葉片或三葉片以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)載荷譜。A2外界條件A2.1總則A2.1.1本標(biāo)準(zhǔn)中，外界條件意味著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上所有的外在影響，這些影響既來(lái)自于山岳和地形條件又來(lái)自于氣象條件和其他外部原因（例如電網(wǎng)連接、機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）。A2.1.2為了和運(yùn)行狀態(tài)相結(jié)合，外界條件分為正常外界條件和極端外界條件兩種。正常外界條件通常是指那些具有每年一次或更多次概率的情況，而極端外界條件是指具有50年一遇概率的情況。A2.1.3載荷的確定是以安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組地點(diǎn)的氣候條件和地形數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，尤其應(yīng)注意一些特殊地區(qū)，例如，極地、高山地區(qū)、沙漠和有熱帶風(fēng)暴的地區(qū)。如果不能充分了解實(shí)際環(huán)境條件，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以按照A2.2提到某種等級(jí)及下面描述的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。吊裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之前，應(yīng)確保設(shè)計(jì)狀態(tài)包含了該地區(qū)比較普遍的外界條件，對(duì)于風(fēng)場(chǎng)中安裝好的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，應(yīng)考慮機(jī)組之間的相互影響，和其他情況一樣，它明顯地增加了來(lái)流風(fēng)的湍流和不均勻性。A2.1.4根據(jù)相關(guān)的外界條件劃分的五個(gè)等級(jí)為I至IV級(jí)和S級(jí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相應(yīng)地分為五個(gè)等級(jí)，下面給出I至IV級(jí)相關(guān)的外界條件，S級(jí)和這里給出狀態(tài)不同，單獨(dú)加以定義。A2.1.5安裝在沿海地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，要考慮選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、涂層和保護(hù)膜及定期檢查等措施進(jìn)行防腐保護(hù)，機(jī)械和電氣元件的確定不僅應(yīng)考慮整體性能還應(yīng)注意腐蝕對(duì)功能的影響。例如，傳感器失效或組件銹死的故障。由于在進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，未考慮腐蝕的影響。因此，對(duì)于葉片更應(yīng)考慮防腐蝕的措施。A2.1.6風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是暴露在外的設(shè)備，應(yīng)考慮遭雷擊的危險(xiǎn)。A2.1.7設(shè)計(jì)葉片時(shí)，要考慮冰雹和可能的鳥(niǎo)撞影響。A2.2氣象數(shù)據(jù)A2.2.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的等級(jí)A2.2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的等級(jí)是根據(jù)具有50年一遇平均概率的極限風(fēng)速的10min平均值-V和多年來(lái)年平均風(fēng)速VM（在輪轂髙度處）來(lái)E劃分的。見(jiàn)表A1。展vi処力發(fā)電擾酬的評(píng)紺[II111IV1“\5037.5yhi107.S6A2.2.1.2為了與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IEC61400-1)的極限載荷情況的安全水準(zhǔn)保持兼容，在為極限載荷情況計(jì)算設(shè)計(jì)載荷時(shí)，表A1中的極限風(fēng)速VE及由此導(dǎo)出的所有風(fēng)速應(yīng)減少70%。A2.2.250年一遇的陣風(fēng)A2.2.2.1在輪轂髙度處，具有50年一遇平均概率的5秒鐘內(nèi)最大風(fēng)速平均值-V,E由表A1里50年一遇的極限風(fēng)速V乘以系數(shù)1.4得到，即-V=1.4-V。E E E對(duì)于其他髙度，這一系數(shù)可以根據(jù)A2.2.8利用風(fēng)速梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，陣風(fēng)可能偏離平均風(fēng)向達(dá)土15角。A2.2.2.2有時(shí)，在另外一段時(shí)間內(nèi)求平均值的，或者具有其他出現(xiàn)概率的極限風(fēng)速是有效的。在缺少其他確定數(shù)據(jù)的情況下，具有百年一遇概率的風(fēng)速減少4%可以轉(zhuǎn)化為50年一遇的風(fēng)速。同樣地，對(duì)于3s的陣風(fēng)轉(zhuǎn)換為5s的陣風(fēng)，風(fēng)速可減少3%。把60min內(nèi)平均風(fēng)速值提髙10%可以轉(zhuǎn)換為10min平均風(fēng)速。A2.2.J乍平溝耳速lOmin的年乎尊隨逮M和年一豈蹶率的年陣?guó)P￥1在％內(nèi)最大鳳速的平購(gòu)債,｝別棚當(dāng)丁蟲(chóng)i、址那分中擁到的薊網(wǎng)遇的風(fēng)竝和陣沌的的供:Vj=0_8\\陣科可能偏離平均鳳向達(dá)±1刖血°X2.2.4平旳鳳速分布IOnl高度f(wàn)thEOiHir.平均鳳速、的并布函戰(zhàn)U砂假過(guò)如S別分布’A2.2.5風(fēng)粉堿0度A2.2.5.1對(duì)于〔主動(dòng)或披幼地）跟腺鳳鞫的鳳.』發(fā)電機(jī)組，除非由于控制棄統(tǒng)列偏航系統(tǒng)而產(chǎn)量了更火的課瓷値?否則認(rèn)為有±1卯的悄電僞就溟差。在再ig湍盜時(shí)，如果注粛郵了垂直丁平均鳳向的速魔分■以及館航蟲(chóng)統(tǒng)的滑成’剛該謀連可比忽略°A2.25.2鳳的闕流度由關(guān)流渦帝走的能■來(lái)林理'功率鍛及相蕓函數(shù)表示的趙過(guò):大的10E口帶走的能豎?&頻幸的井布通常被認(rèn)営星轉(zhuǎn)表達(dá)樹(shù)流規(guī)則的本質(zhì)口在一勞較短的時(shí)期內(nèi)°由坯計(jì)參救表徳的風(fēng)的尚然湍流特處可以野卿下列掙數(shù)■菽中包括；—平均「*速：——備流度，——整住長(zhǎng)鹿尺寸"A2,2.5.3外部琴菽（例胡鳳岸、ftl糙恢陜“平煤風(fēng)速尋）與耐連的功率鑿及相黃甫數(shù)的標(biāo)橋組會(huì)被幕車認(rèn)可為描述舗ift的S；始點(diǎn).^2.1.5.4n$6段島f塑血■編滝強(qiáng)ft蔽圧為，T=V"02式中V 相關(guān)的lOnun平均風(fēng)速值（mAh（7—曉間風(fēng)速HI對(duì)于V的標(biāo)準(zhǔn)偏左“對(duì)于其他島度?可以假設(shè)cr保持不變?而V將按A2.2.8變化，閔此.1丁也變化，尤艮應(yīng)考電葉片打掠而內(nèi)M速的變化這些?加上決定性的爪速變化刖亂輪的嵐轉(zhuǎn)就產(chǎn)牛?了“建轉(zhuǎn)脈沖”效應(yīng)（即部分陣風(fēng)反復(fù)通過(guò)），這一效應(yīng)將對(duì)疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生很大的序響.A2-2.6運(yùn)行過(guò)程中的陣?guó)PA2.2.6.1運(yùn)行過(guò)程中的陣風(fēng)?將導(dǎo)致風(fēng)邁的增加（正的陣風(fēng)）或減少（負(fù)的陣就），用陣風(fēng)系數(shù)h進(jìn)行計(jì)算：對(duì)I*止的陣K：v=kb\對(duì)于負(fù)的I^H；v=v/kb式中V——相關(guān)的平均風(fēng)速（m/s）：V. 陣風(fēng)的幅值（見(jiàn)A2.262）（mA）.A2.2.6.2陣風(fēng)幅值VB収值如F，—對(duì)「H仃每年發(fā)生次平均概率的陣風(fēng)（正常運(yùn)行陣風(fēng)）V*9m/?—對(duì)于具有50年一遇的平均槪率的陣風(fēng)（權(quán)限運(yùn)行陣風(fēng)）J=13mA.A2.2.6.3如果在栽荷情況中未明確折出，則陣風(fēng)可與平肉％向偏離蟲(chóng)15。?對(duì)丁水平軸風(fēng)力笈電機(jī)組來(lái)說(shuō)，可假設(shè)陣風(fēng)的的平均風(fēng)向平擰于風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸?A2.2.C）.I工仿真過(guò)程中，如果考陣?guó)P的發(fā)牛次數(shù)?川以假定片的堪大加址一」5m/幾應(yīng)采用正弦陣?guó)P形式,且風(fēng)速和風(fēng)向同時(shí)變化。如果仿真陣風(fēng)的時(shí)間序列?幷再慮運(yùn)行陣風(fēng)時(shí)■應(yīng)對(duì)完鞭周期（陣風(fēng)堵加和衰減'和半個(gè)周期C在風(fēng)速増加時(shí)）均加以分析.A2.2.7風(fēng)向變化A2.2.7.1在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行期仙需考德相對(duì)于lOmin平均鳳向在±30“范陽(yáng)內(nèi)自發(fā)變化（鳳向的正常變化人另外風(fēng)向的極端變化和A226中所述陣風(fēng)同時(shí)發(fā)生的情況也應(yīng)考電?A2.2.7.2在平的鳳堪為Sm/s內(nèi)，鳳向的極端變化范國(guó)可達(dá)土18（）；一八I速為15m/s時(shí)?風(fēng)向的變化範(fàn)圍是±35。；50年一遇風(fēng)速虧E時(shí)，鳳向的變化范樹(shù)為±15。；對(duì)T平均風(fēng)速的中間旌.用度變化值可以用線性內(nèi)插法插『［?A2.2-8正常風(fēng)速梯度在h高度hJOmin風(fēng)速平均值的風(fēng)速梯度可假定由幕釀數(shù)給出:成中、'?一參考髙度h?的風(fēng)速（nt/s）；a——幕指數(shù):a=0.16（'IV*^（Vt;）,a=O.11（當(dāng)V=VrVK）..A2.2.9極PU風(fēng)速梯度風(fēng)輪掃掠面上的極限風(fēng)速梯度為*=々+(),1劑uh'ur1)13—15比中I)—鳳箍灶徑50°對(duì)于風(fēng)輪慮斤缶于鈾5的風(fēng)力發(fā)電機(jī)俎來(lái)說(shuō)"應(yīng)使用的極限鳳速梯度州聊丁425||?-%-\假宦這一風(fēng)遽梯度在水乎和垂亡辦向上是相直獨(dú)立的、心￡10溫度范惘A2J.1D.】堀力;K電機(jī)組的極F&設(shè)計(jì)溫度為-30-+5賓’運(yùn)行溫度為-20-+和弋.A2.2.10.2應(yīng)力分析的基礎(chǔ)溫度相對(duì)于沽七的吊裝亂燈打±35兀的燮化*A2,2,10.3如果安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)爼的地區(qū)，冬年來(lái)低于?20電的FI聃平均多于?天’脫該制定更低的SS度攪ftt如巣是由于堆擇的運(yùn)舒地嵐或部件表面的曝園+都件的制變可能禹于十鮒1C,這些情況也應(yīng)加從苦慮”A2.2J1空%密度海平而上的空氣帝度徨徙為p=1「25血皿'卻黑在心.工1Q中限制的溫虞低于-空咒密度將相械地增大=在高嚮扳地區(qū)，空氣殖度將相陋地減小?A2.2.12丈陽(yáng)輻射強(qiáng)度朮陽(yáng)4fi射強(qiáng)度為I-1000W/M?.他-工13」對(duì)于不轉(zhuǎn)功部件-個(gè)設(shè)所有棗露表幗第冰犀段為3（｝釧》冰晰巒艘假垃筠TOfc^m7?對(duì)于處在粋機(jī)狀毒的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組"葉丿;匾麼堿述行這種袤I用結(jié)沐併忻.A2.2.li.2對(duì)于運(yùn)行的厲力發(fā)電機(jī)爼嚴(yán)全罄葉片站冰”利"一片葉片結(jié)冰”的狀憲啦須加兇分析個(gè)設(shè)冰層的質(zhì)量分布（毎單檢尺摩上冰層的質(zhì)誼）在葉片的前綾匕冰層質(zhì)■分布從旋轉(zhuǎn)軸線的零開(kāi)始「蛭性增加到一半半牲處為盧險(xiǎn)然后直至葉尖一直保持為常數(shù)“Z的値為成巾pE—滋冏曹度,7D0kg/W；k0-006754＜）.?tA|j：：-0.ilR/R,5:R——城輪半住R）——】叭仃“ 只電踐長(zhǎng)1E）；匕站——葉罠弦氏＜nJnA工鼻她形影響A231特殊地形.尤其歴坡形地帶可能產(chǎn)生不網(wǎng)于Ai.2.8中提刮的速度分布，應(yīng)該相應(yīng)地加臥者電.A2?3?2如果tan甲乓0?3R毗/H殺6,則坡曲地帶引起的K3ffl加可氏不予希曲.這卑屮是殷地的槻斜誹鼻賦是鳳力發(fā)電機(jī)組輪轂社的高度（從塔底到輪轂處hH是墟地為于平坦地帶的髙度。對(duì)于tandW6$h/H$2的地區(qū)來(lái)說(shuō)，風(fēng)速的hub增加可通過(guò)將表Al的風(fēng)速及由此導(dǎo)出的所有風(fēng)速增加10%來(lái)考慮。A2.3.3對(duì)于在斜坡上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，實(shí)際上風(fēng)速矢量可能偏離水平方向，因此，在整個(gè)工作壽命期間，假定風(fēng)速?gòu)南孪蛏系墓ソ瞧x水平線10°。A2.4電網(wǎng)負(fù)載變化的影響如有必要，應(yīng)考慮連接在電網(wǎng)上負(fù)載對(duì)電網(wǎng)的特殊影響（例如在弱電網(wǎng)中的頻率、電壓和載荷波動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械、電網(wǎng)故障）?！r(shí)電網(wǎng)故障和（或）失載應(yīng)視為正常的外界條件，例如，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最大影響為———在一孤立電網(wǎng)中的主頻、電壓和載荷波動(dòng)；———干擾電壓；———短路；———機(jī)械設(shè)備突加的負(fù)載。A2.5地震有地震危險(xiǎn)的地區(qū)應(yīng)考慮由地震產(chǎn)生的載荷。A3運(yùn)行狀態(tài)A3.1總則在正常狀態(tài)、經(jīng)常發(fā)生的工作狀態(tài)、很少發(fā)生的故障情況、故障發(fā)生后的情況以及運(yùn)輸和安裝狀態(tài)之間制定了區(qū)別。注：對(duì)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所有工作狀態(tài)應(yīng)考慮A2.2.5.1中的恒定偏航誤差。在研究制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)性能時(shí)，對(duì)A3.2.4和A3.3.1的停機(jī)狀態(tài)應(yīng)考慮其最小制動(dòng)力矩。最大制動(dòng)力矩將用來(lái)確定極限載荷。A3.2正常運(yùn)行A3.2.1待機(jī)當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組沒(méi)有故障或其他停機(jī)的條件且風(fēng)速在規(guī)定的功率輸出范圍之外時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于待機(jī)狀態(tài)，機(jī)組停車或空轉(zhuǎn)，這取決于它的設(shè)計(jì)和工作原理。A3.2.2起動(dòng)起動(dòng)狀態(tài)為介于待機(jī)狀態(tài)及功率輸出狀態(tài)之間的過(guò)程，或者處于功率輸出的不同狀態(tài)之間，例如，從低轉(zhuǎn)速到高轉(zhuǎn)速的一個(gè)過(guò)程。A3.2.3功率輸出在功率輸出狀態(tài)期間，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的功率取決于風(fēng)速。圖Al中定義了主要數(shù)據(jù)。對(duì)于沒(méi)有切出風(fēng)速的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在計(jì)算中可以用50年一遇風(fēng)速(A2.2.1.1)來(lái)代替。A3.2.4正常剎車正常剎車狀態(tài)是介于功率輸出狀態(tài)和待機(jī)狀態(tài)之間的一個(gè)過(guò)程，或處在功率輸出過(guò)程中的狀態(tài)，例如，從髙轉(zhuǎn)速到低轉(zhuǎn)速的一個(gè)過(guò)渡過(guò)程。圖加功率曲線簡(jiǎn)圖￥_切入鳳速Yr—額定風(fēng)連—切出風(fēng)連VA—M期節(jié)出鳳連A3.3故障如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障就會(huì)出現(xiàn)這種情況，在這里假定相互獨(dú)立的故障不會(huì)同時(shí)發(fā)生。A3.3.1應(yīng)急停車應(yīng)急停車可能由下列原因引起，例如：———人工觸發(fā)；———超過(guò)安全和控制系統(tǒng)中規(guī)定的極限值引起的觸發(fā)（超速、超功率、振動(dòng)等）。A3.3.2控制系統(tǒng)故障控制系統(tǒng)故障包括偏航系統(tǒng)故障、輸出控制系統(tǒng)故障、葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障。A3.3.3安全系統(tǒng)部件的故障在安全系統(tǒng)中，幾個(gè)獨(dú)立部件同時(shí)發(fā)生故障的情況可以不必考慮。下面的情況需要特別注意：主剎車系統(tǒng)故障；葉片變距系統(tǒng)故障（如果應(yīng)用此系統(tǒng)）。A3.3.4電力系統(tǒng)故障A3.3.4.1在此，要特別研究發(fā)電機(jī)短路的情況，因?yàn)樗僧a(chǎn)生一個(gè)極大的瞬間載荷。兩相短路產(chǎn)生的扭矩通常會(huì)比三相短路的更大，因此兩相短路是起決定性的，在沒(méi)有更精確的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證值的情況下，應(yīng)用下面所給的方程。A3.3.4.2在同步發(fā)電機(jī)兩相短路的情況下，應(yīng)分析下列電磁扭矩M：式中M,.一Xr,d 山發(fā)電機(jī)制進(jìn)閤給定的冋步發(fā)：1題機(jī)的次瞬態(tài)電抗?如果口未知?jiǎng)倯?yīng)牽慮10.5 額定扭矩的值申A3.3.4.3注感應(yīng)發(fā)電機(jī)兩相燉路的情況下，應(yīng)分析下面的電磁扭矩血式中Mk 感應(yīng)發(fā)電機(jī)傾復(fù)力矩;。漏磁系數(shù);3g 電網(wǎng)的角頻率；t 時(shí)間；T1 定子的時(shí)間常數(shù)。M、。和T的值按發(fā)電機(jī)制造商提供的資料使用。如果需要的值未知,k1則應(yīng)考慮8倍額定扭矩的值。A3.3.4.4對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，也應(yīng)研究三相短路的情況，在此應(yīng)分析下面的電磁扭矩：M=2Msin(st)exP(-2S?t)k g Kg式中sg 電網(wǎng)角頻率；M———傾復(fù)力矩；kS———發(fā)電機(jī)制造商給定的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的傾斜轉(zhuǎn)差率。K由下式就可獲得最大扭矩：=Eirctan1：■——A3.4發(fā)生故障后的狀態(tài)A3.4.1具有缺陷或損壞元件（例如A3.3中的情況）的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組屬于這個(gè)范疇。A3.4.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組未與電網(wǎng)連接的狀態(tài)，即電網(wǎng)故障超過(guò)1小時(shí),若這種情況持續(xù)5天應(yīng)認(rèn)為是故障狀態(tài)。A3.5運(yùn)輸、吊裝、維護(hù)和交付A3.5.1制造商應(yīng)說(shuō)明在什么天氣，特別是最大平均風(fēng)速（10min平均）條件下，機(jī)組可以進(jìn)行吊裝和維護(hù)。在運(yùn)輸和吊裝過(guò)程中增加的載荷應(yīng)加以考慮。A3.5.2工作次序應(yīng)用適當(dāng)?shù)奈募f(shuō)明。A3.5.2在維護(hù)情況下，應(yīng)特別注意各種鎖定裝置的作用（如風(fēng)輪葉片、偏航驅(qū)動(dòng)）以及可能采用的維護(hù)位置。A4載荷A4.1總則A4.1.1載荷是由特定的外界條件和運(yùn)行狀態(tài)的組合來(lái)確定。用于靜強(qiáng)度計(jì)算的載荷一般由下列組合給出： 正常的外界條件和正常運(yùn)行； 正常的外界條件和A3.3和A3.4提到的故障； 極端外界條件和正常運(yùn)行。A4.1.2外界條件和運(yùn)行狀態(tài)假定在統(tǒng)計(jì)規(guī)律上是相互獨(dú)立的，則極端外界條件和故障的組合是不可能發(fā)生的，所以可以不必考慮。確實(shí)需要考慮的組合集中在表A2中。査A2外卑條件?尉運(yùn)存秋態(tài)的爼ft外界華釋m常 |E—■T.龍A4.1.3在這些組合中，在A4.3至A4.6部分定義的載荷組是用于估算的，這些載荷的特點(diǎn)在于具有可選擇的附加補(bǔ)充影響的基本狀態(tài)。A4.1.4用于疲勞分析的載荷一般只來(lái)源于正常外界條件和運(yùn)行狀態(tài)的組合。本標(biāo)準(zhǔn)假定由于其他組合很少發(fā)生，因此不會(huì)對(duì)疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生任何明顯的影響。除非采用A4.7的替代載荷譜，否則在疲勞分析時(shí)應(yīng)考慮正常外界條件的湍流影響（A2.2.5）。A4.1.5需要研究的一般載荷組合集中列在C.7.A5部分的表A4中，對(duì)于某些結(jié)構(gòu)的機(jī)組，一些載荷情況可以取消，或增加新的載荷情況。A4.1.6對(duì)所有的載荷情況，需要考慮下面的影響：———葉片和暴露在風(fēng)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的所有表面上的氣動(dòng)力；———慣性力，特別是重力、離心力和陀螺力；———由電子或液壓元件的動(dòng)作產(chǎn)生的操作力；———從能量吸收產(chǎn)生的力，例如，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩。A4.1.7對(duì)于所有載荷情況，應(yīng)畫(huà)一個(gè)包括相關(guān)點(diǎn)（通常在葉根、輪轂和塔頂）截面力的圖表。A4.1.8疲勞分析是以載荷譜為基礎(chǔ)的，可用不同的方法確定疲勞分析的載荷譜，例如，通過(guò)測(cè)量或計(jì)算機(jī)仿真。在A4.7中給出了一個(gè)在疲勞分析中使用的簡(jiǎn)化替代載荷譜。A4.2載荷局部安全系數(shù)A4.2.1對(duì)于可維修性極限狀態(tài)的分析，載荷局部安全系數(shù)yF=1.0可F以用于所有的承載部件。A4.2.2當(dāng)驗(yàn)證極限狀態(tài)（即靜態(tài)應(yīng)力分析）時(shí)，表A3給出的載荷局部安全系數(shù)適用于相應(yīng)載荷組的各種承載部件。在A5任荷柑赫友上垂型卄Ehl靈力/■熾柞力平和的帖況3,35/1.I11.35/3,r1.LGL35有利的悟況1.(]L0J-01J)XES\11.2L2LUL1)疔別的惜呪門(mén)一K1.01.GL2L5L0L5辣樨力1.351.01.351.5——一—WL0—①如果質(zhì)量能準(zhǔn)確測(cè)定。A4.2.3對(duì)于疲勞分析，載荷局部安全系數(shù)yF=1.0適用于所有的承載F部件。A4.3正常載荷情況正常載荷情況是由正常外界條件和正常運(yùn)行組成的，至少應(yīng)研究下面的情況：A4.3.1載荷組N1載荷情況N1.0：基本功率輸出狀態(tài)（A3.2.3）和風(fēng)速為VR、Vo以及在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生最大載荷的y,和Vo之間的正常外界條件（A2.2）載荷情況N1.1：正常運(yùn)行陣風(fēng)（A2.2.6）。載荷情況N1.2：側(cè)風(fēng)（A2.2.7.1）。載荷情況N1.3:電網(wǎng)故障或失載（A2.4）。載荷情況N1.4：溫度變化引起的影響（A2.2。10）。A4.3.2載荷組N2載荷情況N2.0：在風(fēng)速VI、VR和Vo點(diǎn)的正常外界條件下起動(dòng)的基本狀態(tài)（A3.2.2）。載荷情況N2.1:正常工作陣風(fēng)（A2.2.6）。A4.3.3載荷組N3載荷情況N3.0：在風(fēng)速為V1、VR和Vo點(diǎn)的正常外界條件下，剎車過(guò)程的基本狀態(tài)（A3.2.4）。載荷情況N3.1:正常運(yùn)行陣風(fēng)（C.7.A2..2.6）。A4.3.4載荷組N4載荷情況N4.0：在風(fēng)速直至V1,下的正常外界條件下的待機(jī)基本狀態(tài)（A3.2.1）。載荷情況N4.1:年陣風(fēng)的發(fā)生（A2.2.3）。載荷情況N4.2：側(cè)風(fēng)（A2.2.7.1）。載荷情況N4.3：溫度變化的影響（A2.2.10）。A4.4極限載荷情況：極限載荷情況是由正常運(yùn)行狀態(tài)和極限外界條件組合構(gòu)成,至少應(yīng)研究下列情況：A4.4.1載荷組E1載荷情況E1.0：基本功率輸出狀態(tài)（A3.2.3）和風(fēng)速為V和V以及Ro在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生最大載荷的V和V之間的正常外界條件的正常外界條件（A2.2）。1o載荷情況E1.1：考慮風(fēng)向極端變化和可能的偏航（A2.2.7）情況下的極端運(yùn)行陣風(fēng)（A2.2.6）。載荷情況E1.2:在風(fēng)輪掃掠面上的極限風(fēng)速梯度（A2.2.9）。載荷情況E1.3:負(fù)載的極端影響（A2.4）。載荷情況E1.4:在功率輸出過(guò)程中的結(jié)冰載荷（A2.2.13）。A4.4.2載荷組E2載荷情況E2.0：具有50年一遇風(fēng)速（A2.2.1）下的基本待機(jī)狀態(tài)（A3.2.1）。載荷情況E2.1：50年一遇陣風(fēng)（A2.2.2）和風(fēng)向極端變化（A2.2.7.2）的發(fā)生，如果電網(wǎng)發(fā)生故障（A2.4），將導(dǎo)致更不利的狀態(tài)，可以應(yīng)用這一狀態(tài)。對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，可以假定平均風(fēng)向（在陣風(fēng)前）和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軸向一致。載荷情況E2.2：結(jié)冰載荷（A2.2.13）和風(fēng)向的極端變化（A2.2.7.2）。A4.5特殊載荷情況特殊載荷情況通常是由故障運(yùn)行狀態(tài)和正常外界條件組成，至少應(yīng)研究下列情況：A4.5.1載荷組SI載荷情況S1.0：由基本功率輸出狀態(tài)（A3.2.3）和在風(fēng)速V和V時(shí)RA的正常外界條件（A2.2），以及對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最大載荷的介于V和V之間的風(fēng)速一1A起構(gòu)成。載荷情況S1.1:根據(jù)A3.3.1的應(yīng)急剎車狀態(tài)。載荷情況S1.2：根據(jù)A3.3.4的內(nèi)部電氣系統(tǒng)故障。載荷情況S1.3：根據(jù)A3.3.2的控制系統(tǒng)的故障。載荷情況S1.4:根據(jù)A3.3.3的安全系統(tǒng)或制動(dòng)系統(tǒng)中的故障。載荷情況S1.5:根據(jù)A2.5的地震。注：當(dāng)分析載荷組S1中的特殊載荷情況時(shí)，應(yīng)注意制動(dòng)系統(tǒng)的要求。A4.5.2載荷組S2載荷情況S2.0:基本狀態(tài)：在年平均風(fēng)速（A2.2.3）下發(fā)生故障（A3.4.1）的狀態(tài)。載荷情況S2.1：—年一遇的陣風(fēng)（A2.2.3）。A4.6運(yùn)輸和吊裝載荷情況這些載荷情況來(lái)源于制造商規(guī)定的運(yùn)輸和安裝時(shí)的吊裝條件（也可見(jiàn)A3.5），由制造商規(guī)定的外部條件，在吊裝和維護(hù)期間的短暫狀態(tài)以及在豎立期間多于一天的盛行狀態(tài)。A4.6.1載荷組M1載荷情況M1.0：基本狀態(tài)：如果沒(méi)有規(guī)定風(fēng)速，在制造商規(guī)定的最大允許平均風(fēng)速或年平均風(fēng)速下吊裝、安裝和維護(hù)狀態(tài)（A3.5）。載荷情況M1.1：如假定年平均風(fēng)速為基本狀態(tài)，正常工作陣風(fēng)或年陣風(fēng)的發(fā)生。載荷情況M1.2:在校驗(yàn)塔架時(shí)，應(yīng)考慮由渦流脫落引起的橫向振動(dòng)。A4.6.2載荷組M2在運(yùn)輸和吊裝過(guò)程中的載荷情況（A3.5.1）。A4.7疲勞分析載荷譜A4.3下所列的正常載荷情況是進(jìn)行疲勞分析的最低要求。在確定載荷譜時(shí)，需注意A4.1.8下的實(shí)測(cè)值。載荷循環(huán)用雨流計(jì)數(shù)法進(jìn)行確定。假定最少壽命為20年。除交變載荷外，還應(yīng)指明平均值。這些值可從雨流矩陣中或從簡(jiǎn)化載荷譜中獲得，在額定輸出時(shí)的平均載荷可以作為疲勞分析的平均值。A4.7.1需考慮的影響對(duì)于通過(guò)計(jì)算得出的載荷譜，還須考慮下面的影響：———重力；———偏心度：對(duì)于風(fēng)輪，要考慮實(shí)際質(zhì)量的偏心度。如果不知道，可用下面公式：對(duì)于平衡過(guò)的風(fēng)輪：e=0.005RM對(duì)于未平衡的風(fēng)輪：e=0.05RM式中R 風(fēng)輪半徑（m）?！L(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)：應(yīng)考慮葉片的彈性，傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)以及塔架的彎曲。在不能忽略其影響的前提下，也應(yīng)考慮機(jī)器的彈性安裝、塔架的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和地基的影響；———應(yīng)根據(jù)塔的幾何形狀考慮塔的堵塞效應(yīng)和塔影效應(yīng)對(duì)風(fēng)速圖形的擾動(dòng)；———由葉片制造或裝配公差引起的氣動(dòng)力的不對(duì)稱，應(yīng)考慮其實(shí)際公差，如果不太清楚，可假定葉片的安裝角公差范圍為±0.3°；———所用翼型的動(dòng)態(tài)失速； 根據(jù)A2.2.8的正常風(fēng)速梯度；根據(jù)A2.2.5的風(fēng)湍流度，其仿真時(shí)間一般不應(yīng)少于10min；平均風(fēng)速變化； 如果只考慮風(fēng)湍流度的縱向分量，除應(yīng)考慮按A2.2.5.1的側(cè)面的恒定傾斜氣流外，還應(yīng)考慮按A2.2.7.1變化的側(cè)風(fēng)； 根據(jù)A2.3.3的風(fēng)向在水平方向的偏移；———對(duì)于具有主動(dòng)偏航的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，如果偏航速度超過(guò)15/R（°/s）或偏航加速度超過(guò)450/R2（°/S2）時(shí)，應(yīng)考慮偏航系統(tǒng)在10%的使用壽命內(nèi)的工作（其中尺為風(fēng)輪的半徑，單位為m）；———當(dāng)起動(dòng)和停車過(guò)程經(jīng)過(guò)塔的共振點(diǎn)時(shí)要考慮動(dòng)態(tài)放大率（通常包括在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中）：在速度V1每年有1000次起動(dòng)和1000次停車過(guò)程；在速度V每年有50次起動(dòng)和50次停車。o———對(duì)變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和其他相關(guān)的情況來(lái)說(shuō)，應(yīng)以實(shí)際方式來(lái)考慮控制系統(tǒng)（控制性能）。A4.7.2水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組氣動(dòng)載荷部件的簡(jiǎn)化載荷譜

A4.7.2.1對(duì)于三葉片、風(fēng)輪直徑為46m以下的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，圖A2所示的載荷譜適用于氣動(dòng)載荷部件，在此，最大范圍△S相當(dāng)于A4.3.1（載荷情況N1.0）在V處的平均氣動(dòng)載荷的1.5max R倍，最大載荷循環(huán)次數(shù)是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整個(gè)使用壽命期內(nèi)假定是連續(xù)工作的條件下由其風(fēng)輪的額定轉(zhuǎn)速和葉片頻率來(lái)導(dǎo)出（風(fēng)輪的額定轉(zhuǎn)速乘以風(fēng)輪的葉片數(shù)）。這也適用于變速運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。