GB/T 17646-2013
基本信息
标准号： GB/T 17646-2013
中文名称：小型风力发电机组 设计要求
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准简介
GB/T 17646-2013 小型风力发电机组 设计要求
GB/T17646-2013
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标准内容
ICS27.180
中华人民共和国国家标准
GB/T17646—2013/IEC61400-2:2006代替GB17646—1998
小型风力发电机组
设计要求
Design requirements for small wind turbines(IEC 61400-2:2006,Wind turbinesPart 2:Design requirements for small wind turbines,IDT)2013-03-20发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-10-01实施
规范性引用文件
术语及其定义
符号和缩略词
基本原则
外部条件，
结构设计
保护和关机系统
电气系统
支撑结构
12文件要求
风力机的标识
附录A（资料性附录）
小型风力发电机组型式认证
描述S级SWT的设计参数
附录B（规范性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（资料性附录）
参考文献
随机瑞流模型·
确定性的消流的措述
材料的局部安全因数·
简化设计方程的推导
图1水平轴风力机坐标系统的定义图2本标准的决策路径
图3风流特性
极端运行阵风的例子（N=1,V=25m/s）极端风向变化值的例子
极端风向变化的例子
极端相干阵风（V=25m/s）（ECG）ECD风向变化
随时间变化的风向变化，V品=25m/s图A.1
型式认证模块（依照IECWT01和IEC61400-2）设计评价要索（依照IEC61400-2的推荐）GB/T17646-—2013/IEC61400-2:20062
GB/T17646—2013/IEC61400-2.2006图A.3型式测试要素（依照IECWTO1和IEC61400-2）图E.1正态和威布尔分布
图E.2玻璃纤维复合材料疲劳特性的典型S-N图图E.3典型的环境影响作用于玻璃纤维复合材料图E.4
粗纤维束单向0°碳纤维/乙烯基酯复合材料的疲劳应变图，R=0.1和10典型金属的疲劳特性SN曲线
样卯软木的疲劳寿命数据（见参考文献[E.51）木材的典型SN曲线（见参考文献[E.57）图E.7
含水量对平行纹理的木料的压缩强度的影响图E.83
含水量对木头（材）强度特性的影响图E.10根据Hankinson氏公式纹理角度对纯木的机械特性的影响SWT等级的基本参数
表2简化载荷计算方法的设计载荷情况表3力系数C
表4最低限度的气动弹性模型设计载荷情况表5等效应力
表6材料局部安全因数
表7载荷的局部安全因数
表C.1Kaimal模型流谱参数
表E，1不同安全概率和可变性下的因数几何不连续性
GB/T17646-2013/IEC61400-2:2006前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替GB17646—1998/IEC61400-2：1996小型风力发电机组安全要求》。
本标准与GB17646—1998/IEC61400-2：1996《小型风力发电机组安全要求》相比，除编辑性修改外作了大量实质性的改变，其中主要技术差异如下根据最近的测试和研究结果修正了简化方程式一简化方程式中的几个参数现在应以测试结果为依据：一—一增加了用气动弹性模型代替简化方程式的选择；—一扩展了测试的要求。
本标准使用翻译法等同采用IEC61400-2：2006《风力机第2部分：小型风力发电机组设计要求》(IEC61400-2.2006,Design requirements for small wind turbines).与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国标准如下：GB/T156—2007标准电压（IEC60038：2002，MOD）GB755-2008旋转电机定额和性能（IEC60034-1：2004，IDT）GB/T755.2一2003旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法（IEC60034-2：1972，第3版包括1995年第1号修改，1996年第2号修改，IDT）GB1971-2006旋转电机线端标志与旋转方向（IEC60034-8：2002.IDT）GB/T4797.1-2005电工电子产品自然环境条件温度和湿度（IEC60721-2-1：2002，MOD）GB/T4942.1-2006旋转电机整体结构的防护等级（IP代码》分级（IEC60034-5:2000，IDT）GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（IEC60204-1：2005，IDT）GB16895.3一2004建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体（IEC60364-5-54：2002，IDT）GB18802.1一2011低压电涌保护器（SPD）第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法（IEC61643-1：2005，MOD）GB/T25384一2010风力发电机组风轮叶片全尺寸结构试验（IEC61400-23：2001，MOD）GB/Z25426-2010风力发电机机组机械载荷测量（IEC61400-13：2001，MOD）GB/T18451,1-2012风力发电机组设计要求（IEC61400-1：2005,IDT）GB/T18451.2-2012风力发电机组功率特性测试（IEC61400-12-1.2005.IDT）为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改：a）将“IEC61400的这一部分”改为本标准；b）删除了IEC61400-2：2005中资料性概述要素（包括封面和前言）；改变标准名称，增加了本标准的“前言”；c)
d）用现行IEC60038：2002，代替IEC60038：1983；e）本标准修正了IEC61400-2：2006中的若干错误。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国风力机械标准化技术委员会归口（SAC/TC50）。本标准起草单位：中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院、北京远东博力风能设备有限公司、新疆金风科技股份有限公司。
本标准主要起草人：董文斌、都志杰、郭博、刘丽贞、李凌锐、庄岳兴。本标准于1998年12月首次发布，本次为第一次修订。1范围
GB/T17646—2013/IEC61400-22006小型风力发电机组设计要求
本标准规定了小型风力发电机组（SWT）的安全准则，质量保证和工程完整性，及在特定外部条件下的设计、安装、维护和运行等的安全方面的特定要求。其目的是在风力发电机组的预期寿命期间，提供适当的防护等级，以防止各种危险对风力发电机组造成损坏。本标准涉及了小型风力发电机组的全部子系统，如保护机构、内部电气系统、机械系统、支撑结构、基础以及与负载的电气连接。
虽然本标准类似于IEC61400-1，但为了使其适用于小型风力发电机组，做了简化和相当数量的变动。
本标准适用于风轮扫掠面积小于200m，产生的电压低于交流1000V或直流1500V的风力发电机组。
本标准应与相关的IEC和ISO标准一起使用（见第2章）2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T27025—2008检测与校准实验室能力的通用要求（ISO/IEC17025：2005，IDT）IEC60034-1旋转电机第1部分：定额和性能（RotatingelectricalmachinesPart1：Ratingandperformance)
IEC60034-2旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法（RotatingelectricamachinesPart 2.Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery fromtests (excluding machines for traction vehicles))IEC60034-5旋转电机整体结构的防护等级（IP代码）分级（Rotatingelectricalmachines一Part5:Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code)Classification)
IEC60034-8旋转电机线端标志与旋转方向（Rotatingelectricalmachines—Part8：Terminalmarkings and direction of rotation)IEC60038：2002标准电压（IECStandardvoltages）IEC60204-1机械安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（Safetyofmachinery—Electrical equipment of machines-Partl:General requirements)IEC60364-5-54建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体（Electrical installationsof buildings-Part5-54：Selectionand erectionofelectricale-quipment-Earthing arrangements,protective conductors and protective bonding conductors)IEC60721-2-1电工电子产品自然环境条件温度和湿度（ClassificationofenvironmentalconditionsPart 2-1:Environmental conditions appearing in nature--Temperature and humidity)IEC61400-1风力发电机组第1部分：设计要求（Windturbines-Part1：Designrequirements）IEC61400-12-1风力发电机组第12-1部分：功率特性测试（Windturbines-Part12-1：Power1
GB/T17646—2013/IEC61400-2:2006performance measurements of electricity producing wind turbines)IEC61400-13风力发电机组第13部分：机械载荷测量（Windturbinegenerator systemsPart13:Measurement of mechanical loads)IEC61400-23风力发电机组第23部分：风轮叶片的全尺寸结构试验（Windturbinegeneratorsystems-Part 23:Full-scale structural testing of rotorblades)IEC61643-1低压配电系统的浪涌保护器（SPD）第1部分：性能要求和试验方法（Low-voltagesurge protective devices-Part l.Surge protective devices connected to low-voltage power distributionsystems-Requirements and tests)ISO2394结构可靠性一般原则（Generalprinciplesonreliabilityforstructures）3术语及其定义
下列术语和定义适服本文
年平均业wwW.bzxz.Net
avepge
数量足够多我持续付间是够长的严组测盘数携的封值持作估宝量值的期望值。注：平均的时
年平均风露
放该是
nnualavera
购的是义确定的
依照年平
自动重合闸周期
auto-rec
电网发生量障启断路器断开
数秒。
童年便使不定馆
（风力机的）制动器brake（forwindturbines）能降低风轮速度感能便基停止旋转的装置。3.5
网的事的用期，最约为0.01s到
eatastrophicfailure(forwindturbines)（风力机的）严量故障
部件或结构瓦解或失效，导致主要功能丧实弱了安拿3.6
（材料特性的）特征值characteristicvalue（of amaterialproperty）材料具有的规定的概率值，这个值不是通过假定的无限次测试获得的。3.7
（风力机的）控制系统controlsystem（forwindturbines）接收风力机状态及（或）其环境信息，并调节风力机使其维持在运行限度之内的子系统。3.8
切入风速cut-inwindspeedV
风力机开始发电时，轮毅高度处的最低平均风速。3.9
切出风速cut-outwindspeedVoun设计的风力机发电状态下，轮毅高度处的最高平均风速。2
设计极限designlimits
设计中采用的最大值或最小值。3.11
设计工况designsituation
风力机运行可能的模式，例如发电、停机等。3.12
设计风速designwind speed
用作简化设计方程的输人值的风速（等于1.4V）。3.13
下风向downwind
与主风向一致。
（风力机的）紧急来机
GB/T17646—2013/1EC61400-2.2006mergency shutdown (for wind turbines)通过保护系统威人
工干预触发的风力机的快速关机。3.15
环境条件
environmental conditions
可能影响风力机系统行为
（风力机的）外部条件
snditior
影响风机运行的因素包括风说、其他3.17
极端风速
emewind
秒内的最高平的风速，它
注：重现周期
闽素（降）
不太准确述语全风速”。然而，实际上在设计3.18
失效保险fail-sa
Dines)
地震利电网条件
精冰等）
的语言中，常用
中使用，在通您
风力发电系统时，就是以极端凤速集设计载荷情况的。一种防止（系统或部像在临界数障时失效的设计特性。3.19
折尾furling
一种依靠减小投影扫掠面积的被动式超速控制机构。3.20
阵风gust
风速超过其平均值突然地增加且短暂地持续。注：降风可由其上升时间、幅值和持续时间来表征。3.21
水平轴风力机horizontal axiswindturbine风轮轴与风向基本平行的风力机。3.22
（风力机的）轮毂hub（forwindturbines）将叶片或叶片组固定到风轮轴上的固定装置。3
GB/T17646-—2013/1EC61400-2.20063.23
（风力机的）轮毂高度hubheight（forwindturbines）从地表到风力机风轮中心的高度。对于垂直轴风力机，轮毂高度指赤道平面的高度。3.24
(风力机的）空转
idling (for wind turbines)
风力机缓慢地旋转而不产生功率的状态。3.25
极限状态limit state
结构的一种状态，载荷超过这一状态，则结构将不再满足设计要求。［修订后的ISO2394,2.2.9]。
注：设计计算的目的（即极限状态的的设计要求）是使结构达到极限状态的概率低于间题中所指定的结构类型确定的值（ISO2394)。
载荷情况loadcase
设计工况和外部条件相结合所产生的结构载荷。3.27
对数风切变律logarithmicwindshearlaw以对数函数表示的风速随离地面高度变化的数学定律。3.28
平均风速
meanwindspeed
在给定时间段内瞬时风速的统计平均值。该给定时间段可能从几秒到许多年不等。3.29
机舱nacelle
在水平轴风力机塔架顶部，容纳传动系统和其他部件的壳体。3.30
（风力机的）正常关机normalshutdown(forwindturbines）所有进程都在控制系统控制之下的关机。3.31
运行极限operatinglimits
由SWT设计者定义的一组条件，它支配控制和保护系统的起动。3.32
风力机停机
parkedwindturbine
根据风力机结构的不同，停机指风力机处于静止状态或者空转的状态。3.33
停机parking
风力机在正常关机后所处的状态。3.34
power law forwind shear
风切变幂律
以幕函数关系表示的风速随离地面高度变化的数学定律。3.35
功率输出poweroutput
由一台设备以特定的形式为特定目的提供的功率。注：对风力发电机组来说，这是指由风力机提供的电功率。4
（风力机的）保护系统protectionsystem（windturbine）使风力机保持在其设计极限之内的系统。3.37
瑞利分布RayleighdistributionGB/T17646-2013/IEC61400-2:2006常带用于风速的一种概率分布函数。分布取决于一个可调整的参数（比例参数），它决定平均风速。注：瑞利分布与具有形状参数为2的一个威布尔分布（见3.55）相同。3.38
参考风速reference wind speedVr用于定义风力机等级的风速的基本参数。与气候有关的其他设计参数由参考风速和其他的SWT等级参数得到。
注，以参考风V设计的一种SWT等级的风力机，是指能经受住50年一遇的在风轮轮毅高度处低于或等于Vm的10s平均极端风速气象条件的风力机（见3.17。3.39
共振resonance
系统振荡中出现的现象，其中受迫振的周期与自激振荡的周期非常接近。3.40
rotorspeed(forwindturbines)
（风力机的）风轮转速
风力机的风轮绕其轴旋转的速度。3.41
粗糙长度
roughnesslength
如果假设垂直的风廓线随高度呈对数变化，平均风速变为零时推算出的高度。3.42
安全寿命
safelife
通过声明严重失效发生的概率而预定的使用期限（时间）。3.43
定期维护
scheduledmaintenance
根据确定的时间表进行的预防性维护。3.44
（风力机的）关机shutdown（forwindturbines）风力机在发电与停止或空转之间的过渡状态。3.45
静止standstill
风力发电机系统的停止状态。
gsupportstructure(forwindturbines）（风力机的）支撑结构
风力机的由塔架和地基组成的部分。3.47
安全风速（不赞成使用）survivalwindspeed（deprecated）一个通俗名词，结构设计所能经受住的最大的风速。注：这个术语不在IEC61400系列内使用：设计条件改为前述的极端风速（见3.17)，5
GB/T17646—2013/IEC61400-2:20063.48
小型风力发电机组small windturbineSWT一个风轮扫掠面积等于或小于200m，将风能转换为电能的系统。3.49
扫掠面积sweptarea
风轮旋转一周在垂直于风矢量的平面上形成的投影的面积。3.50
turbulenceintensity
瑞流强度
风速标准偏差与平均风速的的比率，由同组风速采样测量数据确定，并且持续一段规定的时间。3.51
最大极限状态ultimatelimitstare通常指风力机处于能承受最大载荷的极限状态。3.52
不定期维护
unscleduledmaintenance
不是依照确定的射间表而是根据接收到某一状态的迹象后进行的维护，3.53
上风向upwnd
与主风向相友的房向。
垂直轴风男机
vertical axiswindtu
风轮轴与风向暴直的风为机
威布尔分
Weibull distribu
常用于风速的概率分布函数
宽度和平均风速
注：参见3.60，息速分顺。
风廓线一风切变律
全个市国数取决
wind profile-wind shear law
于两个
文形状参数和比参数，分制决定分布假定风速随离地面的高度以耐数关系而变化的数学表达式。注：通常使用的廊线是对数嫁线[式（幂函数廊线[式（2)]V(z)=V(2in(2,/20)
V(2)-V(2,)(=)
其中：
高度处的风速；
地面上方的高度；
地面上方用于相应廊线的参考高度：粗糙度；
风切变（或幂函数）指数。
风切变windshear
与风向垂直的平面内的风速的变化。6
（1）
风切变指数wind shearexponent为人熟知的幂指数（见3.56，风廓线一风切变律）。3.59
风速windspeed
风速是在空间一给定点，围绕该点的微小气团的移动速度。注：风速也指当地风速（矢量）的数值（见3.61）。3.60
风速分布wind speed distributionGB/T17646—2013/IEC61400-2:2006概率分布函数，常用于描述一个持续的时间段内风速的分市注：常用的分布题数是瑞利分有丽效，P（V）吸事咖两数，Pw（VP.V.)=1-exp[-(V。/2V027
Pw(V其中：
职只概率丽数
速（限定）：
风速V的平
布尔分布发商理
例参数
威布尔分布函
伽妈函数。
（3）
（4）
以从实测数据计再存理奶集选，请足式在2原条件，那么瑞C和e都
利分布函数等同
天威态尔丹布医数
这个分布函数示风速低于V。的累积概率。因此，若在指定的风速V，和之闻估算，则P（V）一P(V2)将给出风速在燃区间的时间分数。对分布函数求微分将得到相应的概率密度函数。3.61
风矢量windvelocity
指向考察的点的周围一定量空移动方向上的矢量，这个矢最好数值等于空气“微团”移动的速度（也即当地风速）。
注：任意点上的矢量，是空气“微团”通过该点的位置失量对时间的导数。3.62
偏航yawing
风轮轴绕垂直轴的旋转（仅适用于水平轴风力机）。3.63
偏航率yawrate
偏航角对时间的变化率，偏航速率。3.64
yawmisalignment
偏航横偏
风力机的风轮轴相对于风向的水平偏离。GB/T17646--2013/IEC61400-2:20064
符号和缩略词
4.1符号
Frahat
Mbanke
Myalelt
moethag
mtowerep
横截面积
投影到垂直或平行于风向平面上的面积分量满流标准偏差模型斜率
叶片数
威布尔分布函数的比例参数
阻力系数
力系数
升力系数
推力系数
相干函数
风轮直径
从风轮重心到旋转轴的距离
沿翼展方向作用在叶片根部的力轴向轴载荷
材料强度特性值
发电机额定转矩与短路转矩之比重力加速度：9.81
叶片绕叶根挥舞轴线的质量惯性矩平均风速为15m/s、持续时间为10min时的轮毂高度瑞流强度特性值修正的贝塞尔函数
威布尔分布函数形状参数
各向同性端流积分的比例系数
起吊点到塔顶之距离
风轮中心到偏航轴之距离
风轮中心到第一轴承之距离
相干比例系数
速度分量积分的比例系数
叶根弯矩
低速轴上由制动导致的扭矩
第一轴承处回转轴扭矩
第一轴承处轴合成弯矩（最靠近风轮处）塔架提升点处的弯矩
叶片质量
塔架提升点到塔顶的质量
风轮质量，指叶片组质量加轮毂质量机舱和风轮整体的质量
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中华人民共和国国家标准
GB/T17646—2013/IEC61400-2:2006代替GB17646—1998
小型风力发电机组
设计要求
Design requirements for small wind turbines(IEC 61400-2:2006,Wind turbinesPart 2:Design requirements for small wind turbines,IDT)2013-03-20发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-10-01实施
规范性引用文件
术语及其定义
符号和缩略词
基本原则
外部条件，
结构设计
保护和关机系统
电气系统
支撑结构
12文件要求
风力机的标识
附录A（资料性附录）
小型风力发电机组型式认证
描述S级SWT的设计参数
附录B（规范性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（资料性附录）
参考文献
随机瑞流模型·
确定性的消流的措述
材料的局部安全因数·
简化设计方程的推导
图1水平轴风力机坐标系统的定义图2本标准的决策路径
图3风流特性
极端运行阵风的例子（N=1,V=25m/s）极端风向变化值的例子
极端风向变化的例子
极端相干阵风（V=25m/s）（ECG）ECD风向变化
随时间变化的风向变化，V品=25m/s图A.1
型式认证模块（依照IECWT01和IEC61400-2）设计评价要索（依照IEC61400-2的推荐）GB/T17646-—2013/IEC61400-2:20062
GB/T17646—2013/IEC61400-2.2006图A.3型式测试要素（依照IECWTO1和IEC61400-2）图E.1正态和威布尔分布
图E.2玻璃纤维复合材料疲劳特性的典型S-N图图E.3典型的环境影响作用于玻璃纤维复合材料图E.4
粗纤维束单向0°碳纤维/乙烯基酯复合材料的疲劳应变图，R=0.1和10典型金属的疲劳特性SN曲线
样卯软木的疲劳寿命数据（见参考文献[E.51）木材的典型SN曲线（见参考文献[E.57）图E.7
含水量对平行纹理的木料的压缩强度的影响图E.83
含水量对木头（材）强度特性的影响图E.10根据Hankinson氏公式纹理角度对纯木的机械特性的影响SWT等级的基本参数
表2简化载荷计算方法的设计载荷情况表3力系数C
表4最低限度的气动弹性模型设计载荷情况表5等效应力
表6材料局部安全因数
表7载荷的局部安全因数
表C.1Kaimal模型流谱参数
表E，1不同安全概率和可变性下的因数几何不连续性
GB/T17646-2013/IEC61400-2:2006前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准代替GB17646—1998/IEC61400-2：1996小型风力发电机组安全要求》。
本标准与GB17646—1998/IEC61400-2：1996《小型风力发电机组安全要求》相比，除编辑性修改外作了大量实质性的改变，其中主要技术差异如下根据最近的测试和研究结果修正了简化方程式一简化方程式中的几个参数现在应以测试结果为依据：一—一增加了用气动弹性模型代替简化方程式的选择；—一扩展了测试的要求。
本标准使用翻译法等同采用IEC61400-2：2006《风力机第2部分：小型风力发电机组设计要求》(IEC61400-2.2006,Design requirements for small wind turbines).与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国标准如下：GB/T156—2007标准电压（IEC60038：2002，MOD）GB755-2008旋转电机定额和性能（IEC60034-1：2004，IDT）GB/T755.2一2003旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法（IEC60034-2：1972，第3版包括1995年第1号修改，1996年第2号修改，IDT）GB1971-2006旋转电机线端标志与旋转方向（IEC60034-8：2002.IDT）GB/T4797.1-2005电工电子产品自然环境条件温度和湿度（IEC60721-2-1：2002，MOD）GB/T4942.1-2006旋转电机整体结构的防护等级（IP代码》分级（IEC60034-5:2000，IDT）GB5226.1-2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（IEC60204-1：2005，IDT）GB16895.3一2004建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体（IEC60364-5-54：2002，IDT）GB18802.1一2011低压电涌保护器（SPD）第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法（IEC61643-1：2005，MOD）GB/T25384一2010风力发电机组风轮叶片全尺寸结构试验（IEC61400-23：2001，MOD）GB/Z25426-2010风力发电机机组机械载荷测量（IEC61400-13：2001，MOD）GB/T18451,1-2012风力发电机组设计要求（IEC61400-1：2005,IDT）GB/T18451.2-2012风力发电机组功率特性测试（IEC61400-12-1.2005.IDT）为了便于使用，本标准做了下列编辑性修改：a）将“IEC61400的这一部分”改为本标准；b）删除了IEC61400-2：2005中资料性概述要素（包括封面和前言）；改变标准名称，增加了本标准的“前言”；c)
d）用现行IEC60038：2002，代替IEC60038：1983；e）本标准修正了IEC61400-2：2006中的若干错误。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国风力机械标准化技术委员会归口（SAC/TC50）。本标准起草单位：中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院、北京远东博力风能设备有限公司、新疆金风科技股份有限公司。
本标准主要起草人：董文斌、都志杰、郭博、刘丽贞、李凌锐、庄岳兴。本标准于1998年12月首次发布，本次为第一次修订。1范围
GB/T17646—2013/IEC61400-22006小型风力发电机组设计要求
本标准规定了小型风力发电机组（SWT）的安全准则，质量保证和工程完整性，及在特定外部条件下的设计、安装、维护和运行等的安全方面的特定要求。其目的是在风力发电机组的预期寿命期间，提供适当的防护等级，以防止各种危险对风力发电机组造成损坏。本标准涉及了小型风力发电机组的全部子系统，如保护机构、内部电气系统、机械系统、支撑结构、基础以及与负载的电气连接。
虽然本标准类似于IEC61400-1，但为了使其适用于小型风力发电机组，做了简化和相当数量的变动。
本标准适用于风轮扫掠面积小于200m，产生的电压低于交流1000V或直流1500V的风力发电机组。
本标准应与相关的IEC和ISO标准一起使用（见第2章）2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T27025—2008检测与校准实验室能力的通用要求（ISO/IEC17025：2005，IDT）IEC60034-1旋转电机第1部分：定额和性能（RotatingelectricalmachinesPart1：Ratingandperformance)
IEC60034-2旋转电机（牵引电机除外）确定损耗和效率的试验方法（RotatingelectricamachinesPart 2.Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery fromtests (excluding machines for traction vehicles))IEC60034-5旋转电机整体结构的防护等级（IP代码）分级（Rotatingelectricalmachines一Part5:Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code)Classification)
IEC60034-8旋转电机线端标志与旋转方向（Rotatingelectricalmachines—Part8：Terminalmarkings and direction of rotation)IEC60038：2002标准电压（IECStandardvoltages）IEC60204-1机械安全机械电气设备第1部分：通用技术条件（Safetyofmachinery—Electrical equipment of machines-Partl:General requirements)IEC60364-5-54建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体（Electrical installationsof buildings-Part5-54：Selectionand erectionofelectricale-quipment-Earthing arrangements,protective conductors and protective bonding conductors)IEC60721-2-1电工电子产品自然环境条件温度和湿度（ClassificationofenvironmentalconditionsPart 2-1:Environmental conditions appearing in nature--Temperature and humidity)IEC61400-1风力发电机组第1部分：设计要求（Windturbines-Part1：Designrequirements）IEC61400-12-1风力发电机组第12-1部分：功率特性测试（Windturbines-Part12-1：Power1
GB/T17646—2013/IEC61400-2:2006performance measurements of electricity producing wind turbines)IEC61400-13风力发电机组第13部分：机械载荷测量（Windturbinegenerator systemsPart13:Measurement of mechanical loads)IEC61400-23风力发电机组第23部分：风轮叶片的全尺寸结构试验（Windturbinegeneratorsystems-Part 23:Full-scale structural testing of rotorblades)IEC61643-1低压配电系统的浪涌保护器（SPD）第1部分：性能要求和试验方法（Low-voltagesurge protective devices-Part l.Surge protective devices connected to low-voltage power distributionsystems-Requirements and tests)ISO2394结构可靠性一般原则（Generalprinciplesonreliabilityforstructures）3术语及其定义
下列术语和定义适服本文
年平均业wwW.bzxz.Net
avepge
数量足够多我持续付间是够长的严组测盘数携的封值持作估宝量值的期望值。注：平均的时
年平均风露
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nnualavera
购的是义确定的
依照年平
自动重合闸周期
auto-rec
电网发生量障启断路器断开
数秒。
童年便使不定馆
（风力机的）制动器brake（forwindturbines）能降低风轮速度感能便基停止旋转的装置。3.5
网的事的用期，最约为0.01s到
eatastrophicfailure(forwindturbines)（风力机的）严量故障
部件或结构瓦解或失效，导致主要功能丧实弱了安拿3.6
（材料特性的）特征值characteristicvalue（of amaterialproperty）材料具有的规定的概率值，这个值不是通过假定的无限次测试获得的。3.7
（风力机的）控制系统controlsystem（forwindturbines）接收风力机状态及（或）其环境信息，并调节风力机使其维持在运行限度之内的子系统。3.8
切入风速cut-inwindspeedV
风力机开始发电时，轮毅高度处的最低平均风速。3.9
切出风速cut-outwindspeedVoun设计的风力机发电状态下，轮毅高度处的最高平均风速。2
设计极限designlimits
设计中采用的最大值或最小值。3.11
设计工况designsituation
风力机运行可能的模式，例如发电、停机等。3.12
设计风速designwind speed
用作简化设计方程的输人值的风速（等于1.4V）。3.13
下风向downwind
与主风向一致。
（风力机的）紧急来机
GB/T17646—2013/1EC61400-2.2006mergency shutdown (for wind turbines)通过保护系统威人
工干预触发的风力机的快速关机。3.15
环境条件
environmental conditions
可能影响风力机系统行为
（风力机的）外部条件
snditior
影响风机运行的因素包括风说、其他3.17
极端风速
emewind
秒内的最高平的风速，它
注：重现周期
闽素（降）
不太准确述语全风速”。然而，实际上在设计3.18
失效保险fail-sa
Dines)
地震利电网条件
精冰等）
的语言中，常用
中使用，在通您
风力发电系统时，就是以极端凤速集设计载荷情况的。一种防止（系统或部像在临界数障时失效的设计特性。3.19
折尾furling
一种依靠减小投影扫掠面积的被动式超速控制机构。3.20
阵风gust
风速超过其平均值突然地增加且短暂地持续。注：降风可由其上升时间、幅值和持续时间来表征。3.21
水平轴风力机horizontal axiswindturbine风轮轴与风向基本平行的风力机。3.22
（风力机的）轮毂hub（forwindturbines）将叶片或叶片组固定到风轮轴上的固定装置。3
GB/T17646-—2013/1EC61400-2.20063.23
（风力机的）轮毂高度hubheight（forwindturbines）从地表到风力机风轮中心的高度。对于垂直轴风力机，轮毂高度指赤道平面的高度。3.24
(风力机的）空转
idling (for wind turbines)
风力机缓慢地旋转而不产生功率的状态。3.25
极限状态limit state
结构的一种状态，载荷超过这一状态，则结构将不再满足设计要求。［修订后的ISO2394,2.2.9]。
注：设计计算的目的（即极限状态的的设计要求）是使结构达到极限状态的概率低于间题中所指定的结构类型确定的值（ISO2394)。
载荷情况loadcase
设计工况和外部条件相结合所产生的结构载荷。3.27
对数风切变律logarithmicwindshearlaw以对数函数表示的风速随离地面高度变化的数学定律。3.28
平均风速
meanwindspeed
在给定时间段内瞬时风速的统计平均值。该给定时间段可能从几秒到许多年不等。3.29
机舱nacelle
在水平轴风力机塔架顶部，容纳传动系统和其他部件的壳体。3.30
（风力机的）正常关机normalshutdown(forwindturbines）所有进程都在控制系统控制之下的关机。3.31
运行极限operatinglimits
由SWT设计者定义的一组条件，它支配控制和保护系统的起动。3.32
风力机停机
parkedwindturbine
根据风力机结构的不同，停机指风力机处于静止状态或者空转的状态。3.33
停机parking
风力机在正常关机后所处的状态。3.34
power law forwind shear
风切变幂律
以幕函数关系表示的风速随离地面高度变化的数学定律。3.35
功率输出poweroutput
由一台设备以特定的形式为特定目的提供的功率。注：对风力发电机组来说，这是指由风力机提供的电功率。4
（风力机的）保护系统protectionsystem（windturbine）使风力机保持在其设计极限之内的系统。3.37
瑞利分布RayleighdistributionGB/T17646-2013/IEC61400-2:2006常带用于风速的一种概率分布函数。分布取决于一个可调整的参数（比例参数），它决定平均风速。注：瑞利分布与具有形状参数为2的一个威布尔分布（见3.55）相同。3.38
参考风速reference wind speedVr用于定义风力机等级的风速的基本参数。与气候有关的其他设计参数由参考风速和其他的SWT等级参数得到。
注，以参考风V设计的一种SWT等级的风力机，是指能经受住50年一遇的在风轮轮毅高度处低于或等于Vm的10s平均极端风速气象条件的风力机（见3.17。3.39
共振resonance
系统振荡中出现的现象，其中受迫振的周期与自激振荡的周期非常接近。3.40
rotorspeed(forwindturbines)
（风力机的）风轮转速
风力机的风轮绕其轴旋转的速度。3.41
粗糙长度
roughnesslength
如果假设垂直的风廓线随高度呈对数变化，平均风速变为零时推算出的高度。3.42
安全寿命
safelife
通过声明严重失效发生的概率而预定的使用期限（时间）。3.43
定期维护
scheduledmaintenance
根据确定的时间表进行的预防性维护。3.44
（风力机的）关机shutdown（forwindturbines）风力机在发电与停止或空转之间的过渡状态。3.45
静止standstill
风力发电机系统的停止状态。
gsupportstructure(forwindturbines）（风力机的）支撑结构
风力机的由塔架和地基组成的部分。3.47
安全风速（不赞成使用）survivalwindspeed（deprecated）一个通俗名词，结构设计所能经受住的最大的风速。注：这个术语不在IEC61400系列内使用：设计条件改为前述的极端风速（见3.17)，5
GB/T17646—2013/IEC61400-2:20063.48
小型风力发电机组small windturbineSWT一个风轮扫掠面积等于或小于200m，将风能转换为电能的系统。3.49
扫掠面积sweptarea
风轮旋转一周在垂直于风矢量的平面上形成的投影的面积。3.50
turbulenceintensity
瑞流强度
风速标准偏差与平均风速的的比率，由同组风速采样测量数据确定，并且持续一段规定的时间。3.51
最大极限状态ultimatelimitstare通常指风力机处于能承受最大载荷的极限状态。3.52
不定期维护
unscleduledmaintenance
不是依照确定的射间表而是根据接收到某一状态的迹象后进行的维护，3.53
上风向upwnd
与主风向相友的房向。
垂直轴风男机
vertical axiswindtu
风轮轴与风向暴直的风为机
威布尔分
Weibull distribu
常用于风速的概率分布函数
宽度和平均风速
注：参见3.60，息速分顺。
风廓线一风切变律
全个市国数取决
wind profile-wind shear law
于两个
文形状参数和比参数，分制决定分布假定风速随离地面的高度以耐数关系而变化的数学表达式。注：通常使用的廊线是对数嫁线[式（幂函数廊线[式（2)]V(z)=V(2in(2,/20)
V(2)-V(2,)(=)
其中：
高度处的风速；
地面上方的高度；
地面上方用于相应廊线的参考高度：粗糙度；
风切变（或幂函数）指数。
风切变windshear
与风向垂直的平面内的风速的变化。6
（1）
风切变指数wind shearexponent为人熟知的幂指数（见3.56，风廓线一风切变律）。3.59
风速windspeed
风速是在空间一给定点，围绕该点的微小气团的移动速度。注：风速也指当地风速（矢量）的数值（见3.61）。3.60
风速分布wind speed distributionGB/T17646—2013/IEC61400-2:2006概率分布函数，常用于描述一个持续的时间段内风速的分市注：常用的分布题数是瑞利分有丽效，P（V）吸事咖两数，Pw（VP.V.)=1-exp[-(V。/2V027
Pw(V
职只概率丽数
速（限定）：
风速V的平
布尔分布发商理
例参数
威布尔分布函
伽妈函数。
（3）
（4）
以从实测数据计再存理奶集选，请足式在2原条件，那么瑞C和e都
利分布函数等同
天威态尔丹布医数
这个分布函数示风速低于V。的累积概率。因此，若在指定的风速V，和之闻估算，则P（V）一P(V2)将给出风速在燃区间的时间分数。对分布函数求微分将得到相应的概率密度函数。3.61
风矢量windvelocity
指向考察的点的周围一定量空移动方向上的矢量，这个矢最好数值等于空气“微团”移动的速度（也即当地风速）。
注：任意点上的矢量，是空气“微团”通过该点的位置失量对时间的导数。3.62
偏航yawing
风轮轴绕垂直轴的旋转（仅适用于水平轴风力机）。3.63
偏航率yawrate
偏航角对时间的变化率，偏航速率。3.64
yawmisalignment
偏航横偏
风力机的风轮轴相对于风向的水平偏离。GB/T17646--2013/IEC61400-2:20064
符号和缩略词
4.1符号
Frahat
Mbanke
Myalelt
moethag
mtowerep
横截面积
投影到垂直或平行于风向平面上的面积分量满流标准偏差模型斜率
叶片数
威布尔分布函数的比例参数
阻力系数
力系数
升力系数
推力系数
相干函数
风轮直径
从风轮重心到旋转轴的距离
沿翼展方向作用在叶片根部的力轴向轴载荷
材料强度特性值
发电机额定转矩与短路转矩之比重力加速度：9.81
叶片绕叶根挥舞轴线的质量惯性矩平均风速为15m/s、持续时间为10min时的轮毂高度瑞流强度特性值修正的贝塞尔函数
威布尔分布函数形状参数
各向同性端流积分的比例系数
起吊点到塔顶之距离
风轮中心到偏航轴之距离
风轮中心到第一轴承之距离
相干比例系数
速度分量积分的比例系数
叶根弯矩
低速轴上由制动导致的扭矩
第一轴承处回转轴扭矩
第一轴承处轴合成弯矩（最靠近风轮处）塔架提升点处的弯矩
叶片质量
塔架提升点到塔顶的质量
风轮质量，指叶片组质量加轮毂质量机舱和风轮整体的质量
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