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GBT18451.1-2012风力发电机组设计要求简介：

GBT18451.1-2012是中国国家标准《风力发电机组设计要求 第1部分：基本要求》的简称，这个标准主要规定了风力发电机组在设计和制造过程中应遵循的基本原则和要求。以下是部分内容的简介：

1. 安全要求：该标准强调了风力发电机组在设计时必须保证人员的安全，包括防止机械伤害、电气伤害、火灾和爆炸等。

2. 耐久性设计：要求风力发电机组应具有足够的抗风、抗腐蚀、抗疲劳等能力，保证长期稳定运行。

3. 环境适应性：考虑到风力发电的特性，风力发电机需要适应各种气候条件，包括极端温度、风速和降雨等。

4. 电网连接：标准规定了风力发电机与电网的接口要求，包括电压等级、频率范围、电压波动等。

5. 噪声控制：风力发电机应尽可能减少运行过程中的噪声污染，以符合环境保护要求。

6. 维护和检修：标准要求风力发电机的设计应便于维护和检修，减少停机时间，提高运行效率。

7. 性能指标：包括发电效率、功率输出、运行稳定性等技术指标，都需要达到或超过行业标准。

总的来说，GBT18451.1-2012是一个全面指导风力发电机组设计的重要规范，旨在确保风力发电设备的性能、安全、可靠性和环保性。

GBT18451.1-2012风力发电机组设计要求部分内容预览：

7）假定的6h为最严重暴风雨的持续时间。

力、弹力或压力的范围

7.4设计状态和载荷工况

如尾流载荷、冲击载荷和冰载荷都可能发生。这些

本条描述了风力发电机组的设计载荷工况DBJ61∕T 178-2021 建设场地土壤氡勘察与工程防护标准，并规定了设计中需考虑的最少载荷工况要求。

在筐6意已做出了相关的说明。

Z 41发电(DLC 1. 1~1.5)

4.2发电兼有故障或失去电网连接（DLC2.1~

7.4.3启动（DLC3.1~3.3）

7.4.4正常关机（DLC4.1~4.2)

4.5紧急关机(DLC5)

7.4.6停机（静止或空转)DLC6.1~6.4）

在这种设计状态中，风轮处在静止或空转状态。在DLC6.1、6.2和6.3中，应考虑极端风速 M)。在DLC6.4中，应考虑正常流(NTM)

8）通常，分辨率为2m/s已经足够

对于风况由EWM确定的设计载荷工况，可采用稳态极端风或极端端流。如果采用极端 瑞流，应采用完全动态仿真或准稳态分析对响应结果进行评估，采用准稳态分析时应用ISO4354 中的公式对阵风和动态响应进行适当的修正。如果采用稳态极端风，共振响应的影响应采用上述 的准稳态分析进行评估。如果共振与背景响应之比（R/B)小于5%，可采用稳态极端风进行静态 分析。如果在特征载荷下偏航系统出现滑动，最大可能的不利滑动应加到平均偏航误差中。如果风力 发电机组中有偏航系统，并且在该系统中考虑了极端风况下的偏航运动，（如自由偏航、被动偏航或半自 由偏航），则应采用瑞流风，并且偏航误差取决于瑞流风向的变化和风力发电机组偏航的动态响应。 如果随着风速的增加，风力发电机组由正常运行到极端情况的期间遭遇大幅度的偏航运动或平衡变化， 这种情况也应纳人分析当中。 在DLC6.1中，对于有主动偏航系统的风力发电机组，如果可确保偏航系统不产生滑动，那么采用 稳态极端风速时允许最大偏航误差为土15°，或采用极端瑞流风速时允许平均偏航误差为 土8°。 在DLC6.2中，应假定暴风导期阶段极端风况下电网掉电的情况。除非能为控制和偏航系统提供 后备电源，并且具有6的偏航调节能力，否则应分析风向变化士180所产生的影响。 在DLC6.3.1年哥遇的极端风况应与极大偏航误差相结合。采用稳态极端风速时假定极 大偏航误差为°，彩用流风速时假定平均偏航误差为士20°。 在DLC6中对于催可部件如来空转的重量剪能出现重大疲劳损伤的各种风速条 件，应考虑这靠风速所对应的 7.4.7 停机兼有故障（DLC 对由于电网威风力发惠 身故障引 停机串 现的 象，应进特分析。在风力发 电机组的停机状态，如果住绘电网摸 功发电桃维的不正常现象，则应分析可能产 生的后果。 障状态应与1 端流或有阵风和动态响 应修正的准稳态条件。 对于偏航系统敏障，应考 输航误差应与DLC6.1考 虑的一致。如果在LC7我福 F 7.4.8运输、组装、维护和修理（DLC8.1~8.2） 在DLC8.1中，制造商应说明风力发电机组运输、现场组装和维修中所假定的所有风况和设计状 态。如果最大限定风况在风力发电机组上产生很大的载荷，那么在设计中应考虑最大限定风况。为了 保证合适的安全水平，制造商要在限定风况和设计中所考的风况之间留有足够的余量。足够的余量 可通过在限定风况基础上风速增加5/s面得到。 此外，DLC8.2中应包括所有持续时间可能超过一周的运输、安装和维修情况。相应地，还包括未 吊装完的塔架、或塔架上没有安装机舱以及风力发电机组上缺少一个或多个叶片的情况，可假设所有叶 片同时安装。应假定在以上任何一种情况下都没有电网连接。可采取一些措施来减少其中任何一种状 态下的载荷，只要这些措施不需要电网连接。 锁定装置应能承受由DLC8.1中相关状态引起的载荷，尤其应考虑最大设计驱动力的应用。

7.4.8运输、组装、维护和修理（DLC8.1~

每种设计载荷工况都要考虑7.3.1～7.3.4中所描述的载荷，相应的还应考虑下列情况： 由风力发电机组自身引起的风场的扰动（尾流诱导速度、塔影效应等）； 三维气流对叶片气动特性的影响（如三维失速和叶尖损失）； 非定常空气动力影响

结构动力学及振动模态耦合； 。气动弹性效应； 风力发电机组控制系统和保护系统动作。 通常采用结构动力学的动态仿真来计算风力发电机组的载荷。某些特定的载荷工况有端流风 输人，在这些情况下，载荷数据的总周期应足够长，以确保对特征载荷估算的统计可靠性。在仿真中，对 于每个轮毂高度处的平均风速，应至少需要6个10分钟随机（或一个持续60分钟）风速。对于DLC 2.1、2.2和5.1，给定风速下的每种情况则至少应进行12次仿真。在仿真的初期，由于动态仿真的初 始条件对载荷统计有影响，因此在任何涉及端流风况输人的分析中，应剔除最初5秒（或必要时，剔除更 长时间）的数据。 在许多情况下，所给风力发电机组的零部件关键位置的局部应变或应力取决于同时作用的多轴向 载荷。在这种情况下，仿真输出的正交载荷时间序列有时可用手确定设计载荷。当采用该正交载荷分 量时间序列计算疲劳和极限裁荷时，应将这些载荷分量合成以保持其位和幅值。因此，直接的方法 是基于对主要应力时间象列的推拿，极限和疲荧的预测方注则金用此论个信号避免了热益合成的

f一材料设计值； Ym一材料局部安全系数； fk一材料特征值。 本标准中应用的载荷局部安全系数还要考虑下列因素： 载荷特征值可能出现的不利偏差或不确定性； 载荷的不确定性。 与在ISO2394中一样，本标准中应用的材料局部安全系数还要考虑下列因素： 。材料强度特征值可能出现的不利偏差或不确定性； 结构零件截面抗力或其承载能力可能出现的不准确评估； 。几何参数的不确定性：

。结构材料性能与试验样品所测性能之间的不确定性； 。转换系数的不确定性。 这些不同的不确定性有时可通过单独局部安全系数来考虑，本标准与大多数其他标准一样，载荷的 相关因素并人系数Y.而材料的相关因素并人系数Y.

7.6. 1. 2 失效后果和零件等级的局部安全系数

7.6. 1.3通用的材料规范的应用

在确定风力发电机组部件的结构完整性时，可采用国内或国际的相关材料的设计规范。当国内或 国际规范中的局部安全系数与本标准的局部安全系数同时使用时，应特别注意，须确保最终的安全等级 不低于本标准的安全等级。 当考虑各种类型的不确定性时，如材料强度的固有变化、加工控制范围或加工方法等，不同的规范 将材料局部安全系数分为若干材料系数。本标准给出的材料系数与所谓“一般材料局部安全系数” 相对应，已考虑了强度参数的固有变化。如果规范采用了局部安全系数或特征值的折减系数来考虑其 他不确定性，则这些系数也应考虑。 在设计验证中，不同规范可能选择不同的载荷和材料部件的局部安全系数分解因子。本标准采用 的安全系数的分类，已在ISO2394中定义。如果所选择的规范中的安全系数的分类偏离了ISO2394 应根据本标准对所选规范中的安全系数进行必要的调整，

7.6.2极限强度分析

Y·S(Fa)≤R(fa) （30） 一般来讲，许用函数就是材料抗载能力的最大允许设计值，在此，R（fa）二fa，而用于极限强度分析 的函数S通常定义为结构响应的最大值，即S(F)=Fa。那么，公式(30)变为：

通过公式（31）中的极限状态条件基于最小余量的原则验证。 对于给定了一定风速范围并有端流的载荷工况，应按照6.3.1.1中给出的风速分布计算特征载荷 的超越概率。由于许多载荷计算只是有限持续时间内的随机仿真，根据要求的重现周期所决定的特征 载荷可能大于仿真中的任何计算值。附录F给出了采用满流来流计算特征载荷的说明。

7.6.2.1载荷局部安全系数

载荷局部安全系数应不小于表3中的规定值。 使用表3规定的正常或非正常设计状态的载荷局部安全系数，要求载荷计算经过载荷测量的 验证。这些测量应在风力发电机组上进行，该风力发电机组应与考虑空气动力学、控制和动态响应时所

材料局部安全系数应根据大量有效的材料性能试验数据确定当使用95%存活率力及95% 度的材料特征性能时10），考虑材料强度的固有可变性般材料安全系数，应为

这个值适用于具有塑性特性的零件，其失效可引起风力发电机组主要部件的失效11》，例如焊接的塔 筒、塔架法兰连接、焊接机座或叶片连接。失效模式包括： ·塑性材料的屈服； 。在单个螺栓失效后，其他螺栓足以提供1/强度的螺栓连接中的螺栓断裂

9 预紧力和重力载荷可显著减轻总载荷响应，因此为有利载荷。在有利和不利载荷同时存在的情况下，公式（30) 变为：Y.S(YtuafavFkunfvYtavFkl)≤R(fa)。 10） 特征强度参数宜根据95%的比例进行选择（用95%的置信度），或者具有为代表样本测试而建立的程序的材 料的认证值。 11) 塑性性能不仅包括塑性材料，而目还包括性能类似塑性材料的部件，如由于内部宜金造成的

预紧力和重力载荷可显著减轻总载荷响应，因此为有利载荷。在有利和不利载荷同时存在的情况下，公式（30） 变为：Y.S(YtuafavFkunfvYtavFkl)≤R(fa)。 特征强度参数宜根据95%的比例进行选择（用95%的置信度），或者具有为代表样本测试而建立的程序的材 料的认证值。 塑性性能不仅包括塑性材料陕2016TJ 030 石膏抹灰砂浆用料及做法，而且还包括性能类似塑性材料的部件，如由于内部尔金造成的

自通用设计规范的材料局

载荷、材料、失效后果局部安全系数Yr，Ym和7。的合成局部安全系数应不小于7.6.2.1和7.6.2.2 中的规定值。

疲劳损伤应通过适当的疲劳损伤计算来评估。例如，根据Miner准则，累计 达到饭阳 状态。因此，在风力发电机组的寿命期内，累积损伤应小于或等于1。疲劳损伤计算需要考虑一些公 式，包括循环范围和平均应变（或应力)水平的影响。为评估与每个疲劳循环相关的疲劳损伤增加，所有 局部安全系数（载荷、材料和失效后果）应适用于循环应变（或应力）范围。附录G给出了Miner准则的 示例公式。

7.6.3.1载荷局部安全系数

GB∕T 11823-1989 沥青混合料马歇尔试验仪7.6.3.2无通用设计规范的材料局部安全系数

12）这里定义的疲劳强度为与给定循环次数相关的应力范围

7.6.3.3有通用设计规范的材料局部安全系数