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海上风力发电机组认证指南（2021）.pdf简介：

海上风力发电机组认证指南（2021）是一份详细的行业标准或规范，它针对的是海上风力发电系统的安全性、性能和合规性进行认证。这份指南可能由国际或国家级别的能源和标准制定机构发布，目的是为了确保海上风力发电设备能够在全球范围内满足严格的环境、安全和工程标准。

该指南可能包括以下内容：

1. 设计标准：涵盖风力发电机的结构、材料、耐腐蚀性和抗风抗浪能力等设计要求。 2. 安全性：确保风力发电机在极端天气条件下的运行安全，包括防雷、防台风、防潮等措施。 3. 性能指标：如发电效率、可靠性、稳定性、维护要求等。 4. 环保标准：如对海洋生态影响的评估和减少措施。 5. 建造和安装流程：明确施工和安装过程中所需遵循的步骤和质量控制措施。 6. 运行和维护：关于设备运行的监控、检测和维护的最佳实践。 7. 认证流程和要求：规定了申请认证的条件、所需的文档和测试程序。

2021版本的指南可能反映了最新的技术发展、环保法规以及国际标准的变化，旨在推动海上风能行业的可持续发展和提高整体技术水平。

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应从下述内容予以考虑： ①温度在0℃和0℃以下的水气和碎冰： ②温度在0℃以下的波峰飞溅。 （4）地震 标准等级的海上风力发电机组未提出抗震要求，因为地震仅发生在世界上的少数区域。在 有可能发生地震的地区，应针对海上风力发电机组的场地条件验证工程的完整性。漂浮式基础 的设计通常不考虑地震因素，但对于TLP/TLB型漂浮式下部结构的海上风力发电机组，仍需特 别注意地震评估。 地震载荷评估可基于本指南附录5。载荷评估应把地震载荷与其他重要的、经常发生的运 行载荷组合起来考虑。 地震载荷应由当地规范所规定的地面加速度和响应谱的要求来确定。如当地规范不适用或 没有提供地面加速度和响应谱，则应对其进行适当的评估。 地面加速度应按475年的重现期评估。 地震载荷应和运行载荷叠加，其中运行载荷应取下述情况中的较大值： ①额定风速Vr下正常发电时的平均载荷： ②额定风速Vr下紧急停机时的载荷； ③无风及切出风速V口ub下空转或停机时的载荷。 所有载荷分量的载荷局部安全系数应取为1.0。钢材的材料安全系数可设置为1.0。 地震载荷评估可采用响应谱法，在这种情况下，运行载荷通过平方和开平方根（SRSS）或 由地震载荷引起的等效载荷组合与地震载荷叠加。 地震载荷评估也可采用时域法。在这种情况下，应进行足够的仿真以确保运行载荷能代表 上述平均值 上述任一种评估方法中所使用的塔架固有振动模态的阶数都应根据认可的地震规范来选取 如果没有规范，那么连续模态的总模态质量应为总质量的85%。 结构抗力的评估可仅假设为弹性响应或韧性能量损耗。但是，对于所使用的特殊类型的结 构（如架结构和螺栓连接结构），准确评估韧性能量损耗非常重要。 用附录5的保守方法进行塔架和下部结构的载荷计算时，应考虑海洋条件的影响。若除了 塔架和下部结构外，地震还可能引起其他结构产生较大载荷，则不应使用附录5的方法。 2.2.7电网条件 下面列出设计中海上风力发电机组终端应考虑的正常条件。当相关参数在下述范围内时， 应采用正常电网条件。 一电压，标称值（根据IEC60038）±10% 一频率，标称值2%： 一电压不平衡，电压的负序分量的比率不超过2%； 一自动重合周期，应考虑的自动重合周期为第一次重合时间0.1～5秒，第二次重合时间 0～90秒； 一一断电，假定一年内断电20次，一次断电6小时为正常条件，断电连续三个月为极端条 件。

2.3.1一般要求 2.3.1.1应验证海上风力发电机组承载零部件的结构完整性，并确保其具有可接受的安全 等级。结构部件的极限强度和疲劳强度应通过计算和/或试验来验证，以证明相应安全等级的海 上风力发电机组的结构完整性。 2.3.1.2结构分析应满足本指南相关章节的要求，或经本社同意后采用其他适用标准进行 分析（如ISO2394）。 2.3.1.3采用适当的方法计算时，设计文件中应有计算方法说明。这些说明应包括计算方 法有效性的证据，或相应验证研究的参考文献。所有强度验证试验中的载荷水平应与计算中的 安全系数相对应。 2.3.1.4应分析支撑结构、风轮及传动系的共振，分析频率不低于6P励磁频率。应在DLC1.2 工况30%的C级NTM设计端流度下分析可能发生的共振。如果低端流中出现了高的共振载荷， 应采取措施避免共振或在设计载荷中考虑该共振， 2.3.1.5所验证的极限状态应不超过海上风力发电机组设计状态。试验和样机试验可 代替计算来验证设计的合理性。 2.3.1.6设计计算中应考虑本节2.3.2～2.3.3规定的载荷，载荷计算应基于海上风力发电机 组场地的典型外部条件。应使用合适的方法来计算载荷和载荷效应，同时适当考虑海上风力发

(1）为了确保在更改波浪参数后没有重要的水动力特征被忽略： (2）支持应用分析方法有较大不确定性的理论计算结果； (3）验证计算方法的基本理论。 应有效反映实际结构状况，试验设备和记录系统应保证可靠、可复验性。 2.3.2.6全尺寸测试通常用于修正相关结构的响应预测和验证进一步分析的响应计算。该 法特别适合于减少由比例难以模拟的载荷和载荷效应带来的不确定性。全尺寸测试中，

2.3.2.7波浪载荷

（1）波浪载荷计算必须建立在波浪动力学公认的波浪理论基础上，且根据水深和波浪 理论使用范围进行选择，图2.3.2.7（1）可作为选择波浪理论的参考。 (2）波浪载荷的计算方法应根据结构的尺寸、外形和类型确定。 (3）对于细长结构，如导管架组成构件和单桩结构，可使用莫里森公式(Morison)计算 波浪载荷，计算公式如下：

f =CpDlulu + Cmp"D2i

式中：p一一海水密度，kg/m²； Cp一一垂直于构件轴线的阻力系数。必要时，应尽量由试验确定。在实验资料不足 时，对表面光滑圆形构件取0.65，对表面粗糙圆形构件取1.05： CM一一惯性力系数，应尽量由试验确定。在实验资料不足时，对表面光滑圆形构件 取1.6，对表面粗糙圆形构件取1.2； u一一水质点相对于构件的垂直于构件轴线的速度分量，m/s。u为其绝对值，当海 充和波浪联合对平台作用时，u为水质点的波浪速度矢量与海流速度矢量之和在垂直于构件方 向上的分矢量； i一一水质点相对于构件的垂直于构件轴线的加速度分量，m/s？； D一一构件直径。当平台有海生物附着时，应包括海生物的附着厚度，m。 (4）对于大尺度结构，因为结构对波浪运动的影响，应使用波浪绕射分析确定局部和 整体波浪载荷，对于漂浮式基础，还应考虑波浪辐射力。 (5）粘性效应和势流效应都可能是海上风力发电机组支撑结构上波浪载荷的重要作用 波浪绕射和辐射作用包含在势流效应中。 (6）莫里森公式(Morison)和势流理论的使用范围可参考图2.3.2.7（2）选用

图2.3.2.7（1）各种波浪理论的适用范围

图2.3.2.7 (2)

(1）当只考虑海流载荷时，作用在海上风力发电机组支撑结构水下部件的海流载荷可按 式计算：

《建设工程施工现场供用电安全规范 GB50194-2014》fb =CppAUc

式中：CD一一阻力系数，同波浪载荷计算选用； p—海水密度，kg/m； A一单位长度构件垂直于海流方向的投影面积，m²。 Uc一设计海流速度，m/s; (2）应注意海流与海浪的相互作用。当采用莫里森公式计算波浪载荷时，应将波浪水质 点速度与海流速度量叠加。当采用势流理论时，海流载荷按上式计算后，和波浪 载荷量叠加。 2.3.2.9海冰载荷 作用于海上风力发电机组的海冰载荷，有静力载荷和动力载荷。静力载荷是由温度波动或 固定冰盖中水位的变化引起的。而动力载荷是由风和流引起的冰川运动及其与支撑结构的接触 撞击形成的。 海冰载荷与支撑结构设计的相关性取决于海上风力发电机组的具体位置和安装场地的特 征。 海冰载荷的有关计算见本指南附录6。当计算群桩上的冰载荷时，应考虑群桩产生的遮蔽 效应和堵塞作用。 对于漂浮式风力发电机组，海冰载荷计算可以依据ISO19906进行计算。海冰载荷的计算 应考虑由于风、浪、流、冰等作用下漂浮式风力发电机组的运动耦合。海冰载荷的计算需要考 虑系泊系统的顺应性。 如果部分系泊系统和电缆暴露在海冰载荷下，这样的冰载应予以考虑。 可以采用海冰管理系统来减小冰载荷的作用。海冰管理系统的效果应该在设计中予以考虑， 2.3.2.10海生物 在水动力计算中，海生物对结构载荷的影响应通过增加其外径来考虑。 2.3.2.11冲刷 波浪和流会导致结构基础附近的土壤冲刷，将影响支撑结构桩基承载力，甚至可能影响支 撑结构基础附件构 施防止冲脚

2.3.4设计状态和载荷工况 2.3.4.1本条介绍了海上风力发电机组的设计载荷工况，并规定了应考虑的最少载荷工况 要求。 2.3.4.2可用一组包含海上风力发电机组可能经历的最重要状态的设计工况来给出海上 风力发电机组的寿命。 2.3.4.3载荷工况应按运行模式或其他设计工况（如特殊装配、吊装或维修状况）同外 部条件的组合来确定，应将具有合理发生概率的各相关载荷工况与控制和保护系统动作结合在 起考虑。 2.3.4.4通常用于确定海上风力发电机组结构完整性的设计载荷工况，可由下列组合进 宁计算： 一正常设计状态和相应的正常外部条件或极端外部条件； 一故障设计状态和相应的外部条件； 一一运输、安装和维修设计状态和相应外部条件。 2.3.4.5如极端外部条件和故障工况之间存在某种联系，则应将两者的实际组合作为 种设计载荷工况。 在各种设计状态中，应考虑用几种设计载荷工况以验证海上风力发电机组零部件的结构完 整性。至少应考虑表2.3.4.6规定的设计载荷工况。表中每种设计状态都通过对风况、海况、电 气和其他外部条件的描述规定了设计载荷工况。另外，若海上风力发电机组安装在可能出现海 水的场址时，还应考虑表2.3.4.21中的载荷工况。 2.3.4.6在具有确定性风的设计载荷中，若海上风力发电机组的控制器能使风力发 电机组在达到最大偏航角和/或风速之前停机，则必须证明在与上述确定性风况相同的端流条件 下，风力发电机组也能安全停机。 若其他设计载荷工况与特殊风力发电机组设计的结构完整性相关，则应将这些设计载荷工 兄考虑在内。 设计者应确保载荷包线包括可能导致载荷增加的所有参数变化的影响。其将包括方位角、 波高、水深变化等。 设计者应考虑将环境和风力发电机组参数值降至低于限制值或本指南规定值时的载荷效应 若设计者可使用有限的模拟证明特定参数的变化对载荷影响不显著，则在载荷工况模拟时 可排除或少考虑这些参数，从而排除一些特定的外部条件。这些载荷机制可包含海流、波浪或