GB／T 18451.1-2022 标准规范下载简介

GB／T 18451.1-2022 风力发电机组 设计要求.pdf简介：

GB/T 18451.1-2022《风力发电机组设计要求》是一部中国国家标准，它主要规定了风力发电机组在设计、制造、安装和运行过程中的基本要求和规范。这个标准适用于陆上和海上风力发电机组，包括但不限于以下内容：

1. 性能要求：规定了风力发电机组的功率输出、运行效率、稳定性、可靠性、耐久性等方面的要求，确保其能在各种风况下稳定、高效地工作。

2. 安全性：强调了风力发电机组在设计中的安全性，包括电气安全、机械安全、环境安全等方面，确保机组在运行过程中不会对人员、设备和环境造成伤害。

3. 环境适应性：考虑到风力发电场可能位于各种地理环境，标准对风力发电机组在极端气候条件下的适应性、噪声控制、电磁兼容性等方面有具体要求。

4. 结构设计：对风力发电机组的结构、材料、制造工艺、安装和维护等方面提出了设计指导，以确保其坚固耐用、易于维护。

5. 监测和控制系统：明确了风力发电机组的远程监控和控制系统设计要求，包括数据采集、分析、故障诊断和远程操作功能。

6. 可持续性：提倡环保和可持续性设计，如降低碳排放，减少对环境的影响。

总的来说，GB/T 18451.1-2022是风力发电行业的重要技术规范，旨在推动中国风能产业的健康发展，提高风力发电机组的技术水平和市场竞争力。

GB／T 18451.1-2022 风力发电机组 设计要求.pdf部分内容预览：

下出位 当下列参数在下述范围内时，采用正常电网条件。 电压，标称值（参见IEC60038）±10%； 频率，标称值士2%； 。电压不平衡，电压的负序分量的比率不超过2%； 。自动重合周期，应考虑的自动重合周期为第一次重合时间0.1s～5s，第二次重合时间10s~ 90S; 。断电，假定一年内断电20次，一次断电6h为正常条件，断电一周为极端条件

7.3.1重力和惯性力载荷

7.3.2空气动力载荷

GB 16909-1997密目式安全立网空气动力载荷是由气流以及气流与风力发电机组静止和运动部件相互作用所引起的静态和动态 载荷。 气流由穿过风轮平面的平均风速和流、风轮转速、空气密度、风力发电机组零部件的空气动力外 形以及他们之间的相互作用（包括气动弹性作用）确定

驱动载荷由风力发电机组的运行和控制所产 生，它可以分为儿类，包括发电机/变流器的扭矩 偏航和变桨的驱动载荷，以及机械制动载荷。在计算响应和载荷时，考虑驱动力的有

7）假定的6h为最严重暴风雨的持续时间。

的，尤其对于机械制动器，在任何制动情况下，检查响应和载荷时都应考虑易受温度和老化影响的摩擦 力、弹力或压力的范围

7.4设计状态和载荷工况

注：表2中所用的缩略语 DLC 设计载荷工况 ECD方向变化的极端相干阵风（见6.3.2.5) EDC 极端风向变化（见6.3.2.4） EOG 极端运行阵风（见6.3.2.2) EWM 极端风速模型（见6.3.2.1) EWS 极端风切变（见6.3.2.6)） NTM 正常瑞流模型（见6.3.1.3) ETM 极端湍流模型（见6.3.2.3） NWP正常风廊线模型（见6.3.1.2) V,土2m/s应分析此风速范围内所有风速的敏感性 F 疲劳（见7.6.3） U 极限强度（见7.6.2) N正常 A 非正常 T运输和吊装 *疲劳局部安全系数（见7.6.3）

当风速范围如表2所示时，应考虑对风力发电机组设计造成最不利条件的风速。风速范围可用一 组离散数值表示，为确保计算的精度，该组数据应足够多。在定义设计载荷工况时所参考的风况条件 在第6章已做出了相关的说明。

7.4.1发电(DLC1.1~1.5)

7.4.2发电兼有故障或失去电网连接（DLC2.1

Z.4.3启动(DLC3.1~3.3)

7.4.4正常关机（DLC4.1~4.2)

7.4.5紧急关机（DLC5.1)

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，应考虑极端风速模型 M），在DLC6.4中应考虑正常端流模型（NTM）

8）通常，分辨率为2m/s已经足够。

7.4.8运输、组装、维护和修理（DLC8.1~8.2）

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模型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流风 愉入，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，因此在任何涉及瑞流风况输入的分析中，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于确定设计载荷。当采用该正交载荷分 量时间序列计算疲劳和极限载荷时，应将这些载荷分量合成，以保持其相位和幅值。因此，直接的方法 是基于对主要应力时间序列的推导。极限和疲劳的预测方法则适用于此单个信号，避免了载荷合成的 可题。 也可用保守的方法将极限载荷分量合成，即假定各分量的极限值同时发生。

材科设计值； Ym一材料局部安全系数； f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 载荷模型的不确定性。 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入系数Ym

.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益分为若十材料系数。本标准给出的材料系数与所谓“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。如果规范来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

.S(Fa)≤R(fa)

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）=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)=F。。那么，公式（30)变为：

对于每个风力发电机组部件的评估和表2中适用极限强度分析的每种载荷工况，最大极限状态应 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给出了采用端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，要求载荷计算模型经过载荷测量的 验证。这些测量应在风力发电机组上进行该风发电机组应与考虑空气动力学、控制和动态响应时所

7.6.2.2无通用设计规范的材料局部安全系数

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p及95%置信 料特征性能时10，考虑材料强度的固有可变性，一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"”，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 变为 : Y, S(YtunlaFkunfavYlfavFkfaw)≤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） 料的认证值。 11）塑性性能不仅包括塑性材料，而且还包括性能类似塑性材料的部件，如由于内部允余造成的

载荷、材料、失效后果局部安全系数Yt，7m和。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

7. 6. 3疲劳失效

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，累计损伤超过1时达到极限 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

DB34／T 2134-2014 安防视频监控系统维保规范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

7.6.5临界挠度分析

应验证表2详列的设计条件下不产生影响结构完整性的变形。最重要的一点是要验证叶片与塔架 之间无机械干涉。 对于表2中详列的载荷工况，应使用特征载荷确定不利方向上的最大弹性变形。所得到的变形乘 以载荷、材料和失效后果的合成局部安全系数，即得到合成的变形。 。载荷局部安全系数 的值应从表3中选取。 。材料弹性特性的局部安全系数 7.的值为1.1，除非通过全尺寸试验已经确定了弹性特性的情况下，m的值可减小到1.0。应特 别注意几何形状不确定性和挠度计算方法的准确性。 。失效后果局部安全系数 一类零件：，=1.0； 二类零件：=1.0; 三类零件：Y=1.3。 应将弹性变形叠加到在最不利方向上的未变形位置DB3714／T 0002-2020 园林绿化种植土壤.pdf，并将最终位置与无干涉条件进行比较。也可 使用直接动态变形分析。在这种情况下，确定特征变形的方法与表2中每种载荷工况下确定特征载荷 的方法一致。特征变形和特征载荷在最不利方向上的超越概率应该相同，然后特征变形乘以合成局部 安金系数，再添加到上述的未杰形位置上

7.6.6特殊局部安全系

田测里取在测 ，则可用教低的载何同部安全