1GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022風能發電系統風力發電機組功率特性測試本文件規定了單臺風力發電機組功率特性的測試方法，適用于所有類型和大小的并網型風力發電機組。此外，本部分描述了并網及與蓄電池組相連的小型風力發電機組（IEC61400-2中定義的風力發電機組）的功率特性測試方法。測試方法可以用來評估特定地理位置的特定風力發電機組的性能。同樣，當考慮特定場地條件和數據篩選的影響時，本方法可以用來對不同類型或不同設置的風力發電機組進行通用對比。風力發電機組功率特性由測量功率曲線和年發電量（AEP）決定。測量功率曲線定義為風速和風力發電機組輸出功率之間的關系，由一定時間段內同步采集的氣象參數（包括風速）和風力發電機組信號（包括輸出功率）確定，該時間段要足夠長，使得在一定的風速范圍和大氣條件變化的情況下，能夠建立統計意義上的數據庫。AEP是利用測量功率曲線和參考風速的頻率分布計算而得，且假定風力發電機組的可利用率為100%。本部分規定的測量方法要求對測量功率曲線和年發電量的不確定度來源及其合成影響進行評估。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。IEC60688電子測量傳感器用于將交流電氣量轉換為模擬或數字信號（ElectricalmeasuringtransducersforconvertingACandDCelectricalquantitiestoanalogueordigitalsignals）IEC61400-2風力發電機組第2部分：小型風力發電機組(Windturbines-Part2:Smallwindturbines)IEC61400-12-2風能發電系統第12-2部分基于機艙風速計法的功率特性測試(Windenergygenerationsystems-Part12-2:Powerperformanceofelectricity-producingwindturbinesbasedonnacelleanemometry)IEC61400-12-3風能發電系統第12-3部分：功率特性測試場地標定((Windenergygenerationsystems–Part12-3:Powerperformance–Measurementbasedsitecalibration)IEC61400-12-5風能發電系統第12-5部分：障礙物與地形評估（Windenergygenerationsystems-Part12-5:Powerperformance-Assessmentofobstaclesandterrain）IEC61400-50-1風能發電系統第50-1部分：風速測量氣象桅桿、機艙與輪轂安裝儀器的應用2GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022（Windenergygenerationsystems-Part50-1:Windmeasurement-Applicationofmeteorologicalmast,nacelleandspinnermountedinstruments）IEC61400-50-2風能發電系統第50-2部分：風速測量地基式遙感（Windenergygenerationsystems-Part50-2:Windmeasurement-Applicationofground-mountedremotesensingtechnology）IEC61869-1互感器第1部分：通用技術要求（InstrumentTransformers-Part1:Generalrequirements）IEC61869-2互感器第2部分：電流互感器的補充技術要求（InstrumentTransformers-Part2:Additionalrequirementsforcurrenttransformers）IEC61869-3互感器第3部分：電磁式電壓互感器的補充技術要求（InstrumentTransformers-Part3:Additionalrequirementsforinductivevoltagetransformers）ISO2533標準大氣壓（Standardatmosphere）ISO/IECGUIDE98-3:2008不確定度測量第3部分：測量不確定度表達指南（Uncertaintyofmeasurement-Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)）3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1準確度accuracy被測量（物）的測量值與真實值的接近程度。3.2年發電量annualenergyproductionAEP利用測量功率曲線和輪轂高度不同風速頻率分布估算得到的一臺風力發電機組一年時間內生產的全部電能，計算中假設可利用率為100%。3.3大氣穩定度atmosphericstability對風是否促進或抑制垂直混合趨勢的度量。注：穩定大氣的特點是相對于不穩定大氣，隨海拔變化的溫度梯度高，風切變高，可能存在風轉向和較低的湍流強度。中性和不穩定大氣通常導致較低的溫度梯度和風切變。3.4復雜地形complexterrain試驗場地周圍有可能引起氣流畸變的地形顯著變化的地帶或障礙物（3.18）。3.5切入風速cut-inwindspeed風力發電機組開始發電的最低風速。3.6GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022切出風速cut-outwindspeed風力發電機組由于風速過大從電網切出的風速。3.7數據組dataset在連續時段內采集的數據集。3.8距離常數distanceconstant風速計的時間響應指標。定義為風速計顯示值達到輸入風速實際值的63%時，通過風速計的氣流行程長度。3.9外推功率曲線extrapolatedpowercurve用估計方法對測量功率曲線從測量的最大風速到切出風速的延伸。3.10氣流畸變flowdistortion由障礙物、地形變化或其它風力發電機組引起的氣流改變，其結果是造成測量位置和風力發電機組位置上的風速差異。3.11輪轂高度（風力發電機組）hubheight從地面到風力發電機組風輪掃掠面中心的高度。注：垂直軸風力發電機組的輪轂高度定義為轉子掃掠面質心到地面的高度。3.12測量功率曲線measuredpowercurve按確定的程序測試、校正和規格化處理后，用圖形和表格表示的風力發電機組凈功率輸出與風速的函數關系。3.13測量周期measurementperiod功率特性測試中收集具有統計意義的重要數據的時間段。3.14測量扇區measurementsector獲取功率曲線所需數據的風向扇區。3.15區間法methodofbins將測試數據按照間隔區間分組的數據處理方法。注：對于各區間數據，記錄數據量、數據樣本，對各區間參數求和并計算平均值。3.16凈有功功率netactiveelectricpower4GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022風力發電機組輸送給電網的電功率值。3.17正常維護normalmaintenance任何獨立于功率特性測試的，在正常維護計劃內的改變，如更換機油，清洗葉片，任何超出常規維護程序（如修理損壞部件）但不改變風力發電機組配置的事件。3.18障礙物obstacle阻擋風流動，產生氣流畸變的固定物體，如建筑物和樹。3.19槳距角pitchangle在指定的葉片徑向位置（通常為100%葉片半徑處葉片弦線與風輪旋轉平面間的夾角。3.20功率系數powercoefficient風力發電機組凈功率與風輪掃掠面上從自由流得到的可用功率之比。3.21功率特性powerperformance風力發電機組發電能力的度量。3.22額定功率ratedpower部件、儀器和裝置在特定運行條件下，通常由制造商制定的功率量值。3.23風輪等效風速rotorequivalentwindspeed考慮風速隨高度變化，與風輪掃掠面的動能通量相應的風速，如式（5）所示。3.24專項維護specialmaintenance任何在正常維護程序范圍之外的，不改變風力發電機組配置的事件，例如，在測試期間改進功率特性，計劃外的葉片清洗，主要部件的更換。3.25標準不確定度standarduncertainty用標準偏差表示的測量結果不確定度。3.26掃掠面積sweptarea對于水平軸風力發電機組，是指旋轉風輪在垂直于旋轉軸平面上的投影面積。注：對于蹺蹺板式風輪，指的是風輪在垂直于低速軸的平面上的投影面積。對于垂直軸風力發電機組，指的是旋轉風輪在垂直平面的投影面積。3.27測試場地testsiteGB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022被測風力發電機組所在地點及環境。3.28測量不確定度uncertaintyinmeasurement關系到測試結果的，表征由測量造成可得量值合理離散的參數。3.29測風設備windmeasurementequipment測風塔或遙感設備。3.30風切變windshear風力發電機組風輪高度范圍內的風速變化。3.31風切變指數windshearexponentα風速隨高度變化的冪指數。注：此參數作為IEC61400-12vziha...............................................................(1)式中：vh——輪轂高度處的風速（m/sH——輪轂高度（mvzi——高度zi處的風速（m/sα——風切變指數。3.32風轉向windveer風力發電機組風輪高度范圍內的風向變化。4符號和單位AAiAwAEPBB10min風輪掃掠面積第i段風輪的面積威布爾分布尺度參數年發電量大氣壓測量氣壓的10min平均皮托管壓頭系數第i個區間的功率系數[m/s][Wh]--6GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022CQAccB,icd,icindexck,icccp,iDDeDndF(V)ififr,MMfr,RSDHhIkkwkbkckfkρKB,tKB,sKB,dKT,tKT,sKT,d廣義氣動扭矩系數推力系數參數的（偏微分）靈敏度系數第i個區間的氣壓靈敏度系數第i個區間的數據采集系統靈敏度系數索引參數靈敏度系數第i個區間的第k個分量的靈敏度系數第i個區間的溫度靈敏度系數第i個區間的風速靈敏度系數第i個區間的空氣密度校正靈敏度系數風輪直徑等效風輪直徑鄰近運行風力發電機組的風輪直徑測風塔直徑風速的瑞利累積概率分布函數風速區間內風速的相對發生概率利用測風塔上安裝的設備測量的風切變校正系數利用遙感設備測量的風切變校正系數風力發電機組輪轂高度障礙物的高度杯式風速計轉子的轉動慣量分級值威布爾分布形狀參數阻塞校正系數風洞校準系數其他風洞的風洞校正系數（僅用于不確定度評估）空氣密度的濕度校正氣壓計靈敏度氣壓計增益氣壓計采樣轉換溫度傳感器靈敏度溫度傳感器增益溫度傳感器采樣轉換---[W/Pa]---[W/K][W/(m/s)][W/(kg/m3)]----[kg?m2]------[N/(m2?V)]--[K/A][A/V]-GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022Kp,t壓力傳感器靈敏度-Kp,s壓力傳感器增益-Kp,d壓力傳感器采樣轉換-Lm測風塔桁架相鄰支架間距離L風力發電機組與測風設備之間的距離Le風力發電機組或測風設備與障礙物之間的距離Ln風力發電機組或測風設備與鄰近運行風力發電機組之間的距離障礙物的高度障礙物的寬度M每個區間內的不確定度分量個數-MAA類不確定度分量個數-MBB類不確定度分量個數-N區間個數-Nh一年的小時數，約8760小時Ni風速區間i內10min數據組個數-Nj風向區間j內的10min數據組個數-n采樣間隔內的采樣數-nh可用的測量高度個數-PO障礙物的孔隙度（0：實心的，1：無障礙物）-Pi第i個區間的規格化平均功率Pn規格化功率Pn,i,j第i個區間內數據組j的規格化功率輸出P10min測量功率的10min平均值PW蒸氣壓力QA氣動扭矩[N?m]Qf摩擦扭矩[N?m]R風輪半徑R0干燥空氣氣體常數（287.05）[J/(kg?K)]Rd到測風塔中心的距離Rw水蒸氣氣體常數（461.5）[J/(kg?K)]RSD遙感設備-r相關系數-sA類不確定度分量-8GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022sAsk,isissscsɑ,jSTTIT10mintUUdUiUt--Uuuuuc,iuindexV,iT,iVT,i,jAD,iuuuuVVi風洞風速時間序列的A類標準不確定度第i個區間內分量k的A類標準不確定度第i個區間內合成標準不確定度第i個區間內功率的A類標準不確定度場地標定的A類標準不確定度氣象變量的A類標準不確定度第j個區間內風速比的A類標準不確定度測風塔實度絕對溫度湍流強度測量絕對氣溫10min平均值風速中心風速偏差值等效水平風速第i個區間內的風速臨界風速風速矢量B類標準不確定度分量年發電量估計的合成標準不確定度第i個區間內氣壓的B類標準不確定度第i個區間內功率的合成標準不確定度第i個區間內的B類合成不確定度索引參數的B類標準不確定度第i個區間內分量k的B類標準不確定度第i個區間內功率的B類標準不確定度第i個區間內風速的B類標準不確定度第i個區間內氣溫的B類標準不確定度場地標定在風速區間i和風向區間j內的合成標準不確定度第i個區間內空氣密度校正的B類標準不確定度風速輪轂高度的年平均風速第i個區間規格化平均風速---[m/s][Wh]---[m/s][m/s][m/s][m/s][m/s]--[W?h]---[m/s][m/s][kg/m3][m/s][m/s][m/s]GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022Vn規格化風速[m/s]Vn,i,j第i個區間內數據組j的規格化風速[m/s]V10min測量風速的10min平均值[m/s]v風速橫向分量[m/s]v平均氣流速度[m/s]veq測量等效風速[m/s]veq,final最終風輪等效風速[m/s]veq,MM基于測風塔測量的等效風速[m/s]veq,RSD基于遙感設備測量的等效風速[m/s]vh輪轂高度處的風速[m/s]vh,MM用測風塔測量的輪轂高度處風速[m/s]vhn特定的輪轂高度規格化風速[m/s]vh,RSD用遙感設備測量的輪轂高度處風速[m/s]vi在高度i處測量的風速[m/s]vzi高度zi處的風速[m/s]WME測風設備-w風速垂直分量[m/s]wi確定偏差包絡的加權函數-Xk預處理時間周期內的參數平均-X10min10min參數平均-x上風向障礙物到測風設備或風力發電機組的距離[m]z地面以上高度[m]zi風力發電機組第i段風輪的高度[m]C冪律風切變指數-εmax,i風速范圍內任意風速區間的最大偏差[m/s]θ干擾扇區[o]K卡爾曼常數0.4-λ葉尖速比-p空氣密度[kg/m3]p0標準空氣密度[kg/m3]p10min空氣密度的10min平均值σP,i第i個區間內標準化功率數據的標準偏差[W]σ10min參數10min平均的標準偏差-GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022σ/σ/σφΦ縱向/橫向/垂直風速的標準偏差相對濕度（范圍從0%到100%）角速度--[rad/s]5功率特性方法概述大型風力發電機組風輪高度范圍內的風切變和風轉向因大氣穩定度條件不同可能發生顯著變化，它同時也受現場地形的影響。極端大氣穩定度條件的出現是特定場地問題，如果在功率特性測試期間出現極端大氣條件，功率曲線會出現明顯變化。本部分所使用的功率特性測試方法基于功率曲線的定義，該功率曲線表示為所產生功率和能夠有效表征通過風輪掃掠區域的風動能通量的風速之間的關系。通過垂直捕獲區域的動能通量（指特定時間點或時間段，通常為10min，假設風速在此時間內沒有變化1)通常用式（2）表示：P=pV3dA..............................................................(2)A式中風V為在風輪區域上的一個測量點的水平風速2)。該水平風速定義為瞬時風速水平分量的平均速值，僅由縱向分量和橫向（非垂直）分量組成。對于水平軸風力發電機組，還要考慮風轉向，并根據輪速轂高度處的風向校正風動能，通常用式（3）表示：P=pVcos(Q-Qhub))3dA.................................................(3)A式中Qhub為輪轂高度處的風向。大型風力發電機組風輪高度處的風轉向在極端大氣穩定度條件下可能出現明顯變化，它同時也受現場地形的影響。本部分不考慮水平面上的風切變和風轉向。因此，由式（3）動能表達式中導出的與風動能相對應的能量等效風速，通常用式（4）表示：V3dAi1/3..............................................(4)式中：i——風輪面內不同測量高度的編號3)。1)如果在某個時間段內風速發生變化（即湍流強度>0則動能（在此時間段內平均強度>0的情況下，式（234）在此也被認為是有效的。風速變化對時間平均動能的影響以及對風力發電機組功率曲線的相關影響，采用附錄E中的湍2)對于單點輪轂高度風速測量，風力發電機組功率與水平風速定義的相3)然而，當文件中提到風速時，默認定義是指輪轂高度風速，除非明確說明為該定義為能量等效風速。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022雖然水平風速被認為是影響風速的參數，但在具有顯著非水平氣流（上升流或下降流）的地點，水平風速的測量和風力發電機組的響應都存在額外的不確定度。當風輪處的風切變和風轉向小且均勻（以及對于在可能更復雜的氣流條件下的風輪直徑較小的風力發電機組）時，輪轂高度測量的風速可以很好地表示風輪捕獲的動能。輪轂高度風速是本部分所有歷史版本中定義功率曲線時所用的風速。因此，即使在葉輪高度范圍內有更全面的風速測量，在輪轂高度處測量的風速作為風速的默認定義，也應始終進行測量和報告。在極端大氣穩定度條件頻繁出現的地點和季節，建議測量風切變。如果風輪的整個高度范圍沒有測量風切變和風轉向，則在等效風速中增加了不確定度。該不確定度隨著風速和風向在不同高度上測量點的增加而降低。如果測量僅限于輪轂高度，且沒有測量風輪的重要區域上的風切變，則意味著在確定等效風速時應增加不確定度。對于小型風力發電機組4)，由于受風切變和風轉向的影響較小，風速僅用輪轂高度測量的風速來表示，不會因為缺少風切變和風轉向測量而增加不確定度。對于垂直軸風力發電機組，不存在風轉向的影響，風轉向應忽略。如果測試風力發電機組或測風設備位于任何風力發電機組的尾流中，測試風力發電機組位置和測風設備位置處的風況可能顯著不同，因此應將這種情況排除在測試之外。空氣密度p在大型風力發電機組風輪高度范圍內變化。然而，這種變化是很小的。在功率特性測試方法的實際執行中，僅定義和確定輪轂高度處的空氣密度就足夠了。功率曲線被規格化為在測量周期內測量現場的平均空氣密度或預定義的參考空氣密度。功率曲線也受到測試場地湍流的影響，并且湍流可能在風輪范圍內變化。本部分僅考慮輪轂高度處的場地湍流。高強度湍流增大了功率曲線在切入風速和在額定功率下開始功率調節時的曲率半徑，而低湍流將使功率曲線的這些位置更尖銳。應測量現場湍流并作為功率曲線的補充。如果需要，可以使用附錄E的方法對指定的湍流進行規格化。總之，本部分的功率曲線是具體氣候條件的功率曲線，其中：a)空間某一點的風速定義為水平風速；b)功率曲線的風速定義為輪轂高度風速。考慮到垂直風切變和風轉向5)，該定義可以用式（4）中定義的等效風速來補充；c)空氣密度為輪轂高度處的測量值，并將功率曲線規格化至測試期間的場地平均空氣密度或預定義的參考空氣密度；d)在輪轂高度處測量湍流，功率曲線在湍流沒有規格化的情況下得出；e)功率曲線可規格化到更寬范圍的氣候條件（例如特定空氣密度、湍流強度、垂直風切變和風轉向）。4)小型風力發電機組，參見IEC61400-2。6)功率曲線規格化僅適用于現場實際條件下有限的氣候條件范圍。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022在本部分中，提供了測量、標定、分級、數據校正、數據規格化和不確定度確定的所有必要程序。但是，如果不是所有參數都經過充分測量，則應考慮由于缺乏該測量導致的不確定度。例如，僅用輪轂高度風速傳感器測量大型風力發電機組的功率曲線。在這種情況下，對于風切變和風轉向的變化，應考慮不確定度。通過測量所有必需參數和使用所有相關程序，可以獲得使用本部分的最佳結果。但是，如果無法做到這一點，還有其他可選的測量裝置和程序。表1中描述了這些可選項。這些可選項涉及測風設備的使用，規格化方法的應用以及由于缺乏相關測量導致的額外不確定度。表1滿足本部分功率曲線測量要求的測風設備配置概述1.輪轂高度測風塔和2.低于輪轂高度測風塔和所有高度的遙感3.高于輪轂高度的測平坦地形的大型風力發電機組7)（參見IEC平坦地形的大型風力發電機組（參見IEC所有地形的大型、小所有地形的大型、小空氣密度、風切變見空氣密度、風切變見空氣密度、風切變見缺少風切變測量引入額外不確定度取決于額外不確定度取決于額外不確定度取決于大型風力發電機組缺少垂直風切變測量，引入總的額外不確定度湍流、風轉向和入流湍流、風轉向和入流湍流、風轉向和入流測風塔氣流畸變見9.1.6場地標定見IEC1.輪轂高度測風塔和2.低于輪轂高度測風塔和所有高度的遙感3.高于輪轂高度的測7)大型風力發電機組和小型風力發電機組的定義參考IEC61400-2。8)入流角對功率曲線的影響，可以用三維聲波風速計或入流式風向標測量。如果采用入流角規格化，則應記錄該GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20226功率特性測試的前期準備6.1概述與風力發電機組功率特性相關的測試條件，應在測試報告中明確說明，詳見第10章。6.2風電發電機組與電氣連接如第10章所述，描述并記錄風力發電機組及電氣連接情況，用以確定被測風力發電機組的唯一配置。6.3測試場地6.3.1概述應在被測風力發電機組附近安裝測風設備，以確定驅動風力發電機組的風速。測試場地的風切變和大氣穩定特性可能會對風速測量和風力發電機組的實測功率特性產生重大影響。一般來說，大氣穩定度存在一個晝夜循環，夜間為穩定大氣特性，白天由于日照，增加湍流和邊界層的混疊，形成不穩定大氣。風切變、風轉向和湍流都與大氣穩定度相關，它們影響輪轂高度風速和風輪等效風速之間的關系，異常風廓線可能會影響風力發電機組的能量轉化。此外，氣流畸變可能會引起測量設備處風速和風力發電機組風速不同，盡管彼此是相關的。測試前，需要對測試場地可能引起氣流畸變的因素進行評估，以便于：a)選擇測風設備的安裝位置；b)確定合適的測量扇區；c)評定是否需要場地標定，然后依據IEC61400-12-3進行測量，確定準確氣流校正系數；d)評定氣流畸變引起的不確定度。應特別考慮以下因素：a)地形變化和粗糙度；b)其他風力發電機組；c)障礙物（建筑物，樹林等）。測試場地的情況應描述清楚，詳見第10章。6.3.2測風設備位置應特別注意測風設備的安裝位置，不應距風力發電機組太近，因為所測風速會受被測風力發電機組影響。同時也不能距風力發電機組太遠，否則所測風速和輸出功率之間的相關性將減小。測風設備應安裝于距被測風力發電機組2倍～4倍風輪直徑D之間，推薦使用2.5倍風輪直徑D的距離。對于垂直軸風力發電機組，參照附錄C的H.4。進行功率特性測試前，為有助于選擇測風設備的位置，應選在所有扇區內排除測風設備和風力發電機組受氣流干擾的測量扇區。多數情況下，測風設備的最佳位置是位于風力發電機組的上風向，測試過程中大部分有效風來自這GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022個方向。然而，在有些情況下，宜將測風設備安置在風力發電機組旁邊，例如風力發電機組安裝在山脊上的情況。6.3.3測量扇區測量扇區應排除有明顯障礙物和其他風力發電機組的方向，從被測風力發電機組和測風設備兩者看過去都應如此。應當運用IEC61400-12-5的程序排除所有受鄰近的風力發電機組和障礙物的尾流影響的扇區。測風設備與被測風力發電機組距離分別是2D、2.5D和4D時，測風設備受到被測風力發電機組尾流影響而排除的擾動扇區如圖1所示。減小測量扇區的原因可能是特殊的地形情況，或者在有復雜障礙物的方向上獲取了不合適的測量數據。減小測量扇區的所有原因都應有明確記錄。圖1測風設備距離要求及允許的最大測量扇區6.3.4由地形引起的氣流畸變的校正系數和不確定度由于地形變化可能引起氣流畸變，應對測試場地進行評估。應根據IEC61400-12-5確定在不進行場地標定的情況下是否可以測量功率曲線。如果測試場地滿足IEC61400-12-5的要求，就無需進行場地標定。但是，假定不需要氣流畸變校正，則當測風設備在距風力發電機組2D~3D處，由測試場地氣流畸變引起的不確定度至少是測量風速的2%；當測風塔在3D~4D處，不確定度為3%或更大9)。除非有客觀證據對上述不確定度有不同的量化。如果測試場地不滿足IEC61400-12-5的要求，或者要減小測試場地氣流畸變引起的不確定度，則應依據IEC61400-12-3進行測試場地標定，對每個扇區給出測量的氣流校正系數。9)這些不確定度來源于符合IECGB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20227測試設備7.1電功率風力發電機組凈電功率的測量應采用功率測量裝置（例如：功率變送器并基于每相的電壓和電流進行。電流互感器的精度等級應符合IEC61869-2的要求，如果使用電壓互感器，則應符合IEC61869-3的要求。兩種互感器的精度應為0.5級或更高。如果功率測量裝置是功率變送器，它的精度應符合IEC60688的要求，等級為0.5級或更高。如果功率測量裝置不是功率變送器，則其測量精度應等同于功率變送器的0.5級。功率測量裝置的量程應設置為測量風力發電機組瞬時功率的正負峰值。建議兆瓦級有功功率控制風力發電機組的功率測試裝置的滿刻度量程應設置為風力發電機組額定功率的-25%～+125%之間10)。在測試期間所有數據都應作周期性檢查，以確保不超過功率測量裝置的量程。功率變送器應依據可溯源性標準進行校準。功率測量裝置應安裝在風力發電機組和電網連接點之間，以確保測量的僅是凈有功功率，即減去風力發電機組消耗的功率。應說明測量是在變壓器的風力發電機組側還是電網側進行。7.2風速7.2.1概述僅在輪轂高度處測量的風速是默認的風速，也應一直使用。輪轂高度風速因為只測量了一個高度的風速，相對于風輪等效風速（REWS）存在一定的局限性，而且由于缺少風廓線和風轉向（見B.11.2.2）的測量，會產生額外的不確定度。推薦測量風輪下葉尖至輪轂中心的風切變作為輪轂高度風速測量的補充，以降低風速測量的不確定度。為了進一步降低風速測量的不確定度，應將風輪等效風速（REWS）（詳見9.1.3.2和附錄H）作為功率曲線的風速輸入變量。考慮到目前各種測量技術相對于不同復雜程度的地形存在的限制，表2總結了各種風速測量配置。遙感設備應用前提是水平氣流均勻通過掃描體，該技術限制了其只能應用在非復雜地形條件下的功率特性測試。因此，風速測量配置應按照表2要求。表2風速測量配置表√√輪轂高度測風塔+遙√√√遙感設備+非輪轂高√√10)其他情況下可能需要更大的范圍，這需要單獨確定。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022高于輪轂高度+2/3風√√√√不同的傳感器配置包括按照IEC61400-50-1要求的測風塔頂部安裝風速計、測風塔側面安裝風速計和按照IEC61400-50-2要求的遙感設備，這些設備提供輪轂高度風速、風輪等效風速和風廓線的測量。IEC61400-50-1將對頂部安裝風速計，側面安裝風速計和遙感設備配置的一般和通用要求進行描述，同時，IEC61400-50-2將對使用這些傳感器配置進行測量的特殊應用要求進行描述。7.2.2測風塔風速計通用要求以下要求適用于IEC61400-50-1描述的所有杯式風速計和聲波風速計應用。用于功率特性測試的風速計安裝應包括一個輪轂高度的主風速計和一個控制風速計。傳感器應符合IEC61400-50-1對杯式風速計和聲波風速計的要求。用于功率特性測試的風速計的等級不低于1.7A或1.7C。此外，在需要進行場地標定的地形中，推薦使用等級不低于2.5B、2.5D或1.7S的風速計，詳見IEC61400-50-1。風速計在測量前應根據IEC61400-50-1進行校準，如有需要，應在測試完成后再次進行校準（即后校準）。必須進行檢查和記錄以保證在整個測試期間風速計校準的有效性。可以通過將初始校準結果與后校準結果進行比對來實現，或者作為替代方案，可依據IEC61400-50-1進行風速計現場比對來實現。在進行了后校準的情況下，在4m/s～12m/s的風速區間內，測試前后校準回歸線的偏差應在±0.1m/s之間。只有在測試前進行了校準的風速計，才能用于功率特性測試。風速計校準的流程應按照IEC61400-50-1進行。在4m/s～12m/s風速區間內，如果測試前后校準回歸線的最大偏差超出了±0.1m/s，則風速計校準的標準不確定度（uVS,precal,i）需增加（至少是最大偏差，但不要超過±0.2m/s）。如果偏差超過±0.2m/s，就需要依據IEC61400-50-1進行風速計現場比對，以便找出數據偏離發生的時間點，后續的錯誤數據就應進行剔除。如果通過現場比對檢查不能確定數據偏差發生的時間點，需要把后校準的偏差加入到不確定度中。作為替代方案，應使用IEC61400-50-1規定的現場校準流程來檢查風速計在整個測試期間的完整性。在這個過程中需要有一個參考風速計用來監控主風速計。在使用杯式風速計作為主風速計的情況下，應使用杯式或聲波風速計作為參考風速計。如果使用聲波風速計作為主風速計，參考風速計應使用杯式風速計。如果功率特性曲線中的風輪等效風速（REWS）是通過高于輪轂高度的測風塔測量，需要在輪轂高度處側面安裝一個主風速計，參考風速計的安裝需符合IEC61400-50-1的安裝要求。IEC61400-50-1列出了風速測量不確定度的多種來源。校準不確定度應依據IEC61400-50-1得出。由運行特性帶來的不確定度應依據IEC61400-50-1標明的不同風速計等級得出。安裝不確定度應依據GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022IEC61400-50-1得出。7.2.3頂部安裝風速計如果使用頂部安裝風速計進行風速測量，應依據IEC61400-50-1規定的安裝要求進行風速計安裝。風速計的安裝高度11)應通過測量進行驗證，并記錄測量方法及其標準不確定度12)。風速傳感器距離地面估計高度的測量標準不確定度應不大于0.2m。參考風速計的安裝也應符合IEC61400-50-1的要求。關于避雷針與頂部風速計分開距離及尾流干擾應滿足IEC61400-50-1要求，則不需要考慮由于流場畸變引起的額外不確定度。7.2.4側面安裝風速計安裝應符合IEC61400-50-1中對側面安裝風速計的安裝要求。側面安裝風速計的安裝高度應通過測量進行驗證，并記錄測量方法及其標準不確定度（見腳注11)）。高度測量的標準不確定度應不大于0.2m。工作在測風塔尾流中的風速計會受到高度干擾。這種情況下風速不能用于功率特性分析。允許對側面安裝風速計進行測風塔氣流畸變校正，詳細的校正方法將在9.1.2和IEC61400-50-1中進行描述。校正的技術依據和校正的結果都應進行記錄。風速計的安裝橫桿應采用一致的方向，確保在不同高度層的氣流畸變相似。測風塔和橫桿應設計為在傳感器處具有相似的氣流畸變效應，在不同高度之間的最大允許風速偏差為1%。測風塔截面尺寸在每一個高度應一致。因此，對于獨立測風塔，在較低高度測風塔橫截面面積較大的情況下，應特別注意IEC61400-50-1中的建議。另一替代的方法是，在各測量高度的另一個橫桿上安裝第二個風速計來限制測量扇區，使得風速測量偏離不超過1%。7.2.5遙感設備（RSD）遙感設備應用前提是水平氣流均勻通過掃描體，該技術限制了其只能應用在IEC61400-12-5中定義的非復雜地形條件下的功率特性測試。遙感設備必須在測試開始前進行驗證或依據IEC61400-50-2進行現場比對。遙感設備可以測量多于一個高度的風速，能用于測量輪轂高度風速、風廓線、風轉向和風輪等效風速等（詳見7.2.8）。無論如何，遙感設備都應持續與安裝高度不低于風力發電機組風輪下葉尖高度或不低于40m（詳見IEC61400-50-2）的頂部安裝風速計同步比對。此處頂部安裝風速計的要求與7.2.3中描述的相同。遙感設備風速測量的不確定度應依據IEC61400-50-2得出。7.2.6風輪等效風速測量如果風速測量與7.2.8中定義的一樣，測量三個及以上不同風輪高度的風速，可以依據9.1.3計算出風輪的等效風速。注意，推薦三個及以上測量高度。以下是三種測量風輪等效風速的描述：a)如果現場地形符合IEC61400-12-5中地形要求，輪轂高度測風塔頂部安裝風速計符合7.2.3要求，11)為了定義地面高度，可以對測風塔底座周圍2m半徑或風力發電機組底座周圍5m半徑范圍內的平均海拔進行估計。傳感器高度測量不確定度應排除地面高度估計的不確定度。對于海上條件，地面水平應被視為平均海平面。12)測量可以通過具有可追蹤校準的測量裝置來進行，例如能夠從垂直平面中的角度測量中獲得高度的經緯儀。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022并且遙感設備符合7.2.5要求。結合風速計與遙感設備測量的風速數據，依據9.1.3計算出風輪等效風速；b)如果現場地形符合IEC61400-12-5中地形要求，非輪轂高度測風塔頂部安裝風速計符合7.2.3要求，并且遙感設備符合7.2.5要求，通過遙感設備測量的風速數據，依據9.1.3直接計算出風輪等效風速；c)如果現場用于測量的測風塔高于輪轂高度，且安裝有覆蓋風輪高度的側面安裝風速計，其中一個安裝在輪轂高度。通過側面安裝風速計測得的風速數據，依據9.1.3直接計算出風輪等效風速。7.2.7輪轂高度風速測量以下描述了三種輪轂高度風速的測量方案：a)如果使用了輪轂高度的測風塔，則輪轂高度風速測量應符合7.2.3的要求；b)如果地形符合IEC61400-12-5的要求，則輪轂高度風速能通過符合7.2.5要求的遙感設備進行測量。特別注意，需要有頂部安裝的風速計與遙感設備持續進行比對；c)如果安裝有高于輪轂高度的測風塔，就能更好的覆蓋風輪范圍。在這種情況下，輪轂高度的風速將通過安裝在橫桿上的側面安裝風速計來測得，并符合7.2.4中的要求。根據輪轂高度風速的定義，缺乏風輪掃掠面內的垂直風切變和風轉向的信息，依據附錄B要求應基于所測得的或估計的風切變和風轉向添加不確定度分量。如果只有輪轂高度的風速測量是可用的，基于場地特性（如粗糙度）、前期測量數據或場地模型（如資源評估模型）估算的風切變和風轉向應加入到不確定度評估中。當輪轂高度風速是通過遙感設備或高于輪轂高度測風塔的側面安裝風速計或低于輪轂高度的側面安裝風速計測得，且符合7.2.8最低要求，通過遙感設備和側面安裝風速計取得的風切變和風轉向應加入到不確定度評估中。7.2.8風切變測量當風速測量涵蓋多個測量高度時，應測量風切變，并用于風輪等效風速的計算或風切變冪律指數的計算。風切變可以通過7.2.4中描述的側面安裝風速計或7.2.5中描述的遙感設備測量。使用遙感設備或測風塔測量風切變的更進一步的要求在IEC61400-50-2和IEC61400-50-1中單獨給出。風輪等效風速測量應包含測量輪轂高度以上的風速。為了使基于測量的風切變校正可用，至少需要風輪掃掠面積范圍內的三個高度的風速測量。當然，為了使風速不確定度盡可能的小，建議盡可能多的測量不同高度的風速。測量高度應對稱地分布在輪轂中心垂直方向兩側。測量高度至少應包含以下高度：a)輪轂高度±1%；b)H-R到H-2/3R之間；c)H+2/3R到H+R之間。其中，H是風力發電機組輪轂中心高度，R是風輪半徑，具體示意詳見圖2。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022圖2適用于測量風輪等效風速的風切變測量高度如果測風塔高度與輪轂中心高度相等或稍高一點，就無法測量高于輪轂高度處的風速，以至于無法按常規進行風切變測量。這種情況下，風切變的測量高度至少包含以下高度：a)在靠近輪轂高度處安裝一個符合IEC61400-50-1要求，與頂部安裝風速計獨立的側面安裝風速計；b)在H-R到H-2/3R之間安裝一個符合IEC61400-50-1要求的側面安裝風速計。其中，H是風力發電機組輪轂中心高度，R是風輪半徑，具體示意見圖3。圖3當無法獲取高于輪轂高度風速時的風切變測量高度（只適用于風切變指數的測定）GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20227.3風向風向測量作為場地標定的一個輸入量，用于剔除無效扇區和測定風轉向。風向應由風向傳感器測得，風向傳感器可以是風向標、2D/3D的聲波風速計或遙感設備。如果使用了聲波風速計，需要同時使用傳統風向標作為參考風向標。如果使用遙感設備，需依據IEC61400-50-2對遙感設備的風向進行驗證測試。平均風向應通過確定瞬時水平風向并進行10min平均計算得到。矢量平均（對瞬時風向的余弦分量和正弦分量進行平均，然后對平均值進行求反正切，然后調整到0°~360°范圍內。）是一種獲得平均風向的方法。另一種方法是，擴展風向的范圍超過360°,進行10min平均，然后調整到0°~360°范圍內。通常在風向傳感器本體的北向標識處存在數據測量盲區，而這個盲區通常又未定義（開路或短路盲區內的數據應被剔除。風向測量的校準、運行、安裝的合成不確定度應小于5°。風向傳感器必須依據IEC61400-50-1提供的指導進行校準。7.4空氣密度空氣密度應通過測量氣溫、氣壓和空氣相對濕度得到。作為濕度測量的一種替代方案，如果未測量濕度，可以假定相對濕度為50%。空氣密度的計算可以采用9.1.5中的式（12）進行計算。溫度傳感器應安裝在與輪轂高度差小于10m的范圍內，以代表風輪中心的氣溫。溫度傳感器的安裝要求參見IEC61400-50-1，其中所用到的測風塔的高度低于輪轂的高度。溫度傳感器應安裝在輻射罩內。氣壓傳感器應安裝在與輪轂高度差小于10m的范圍內，以代表風輪中心的氣壓。氣壓的測量應依據ISO2533校正至輪轂高度。濕度傳感器應安裝在與輪轂高度差小于10m范圍內，以代表風輪中心的濕度。如果用于功率曲線測試的測風塔低于輪轂高度（特別是像附錄D中定義的，當較低的測風塔和遙感設備結合使用的情況溫度、濕度和壓力傳感器應安裝在距主風速計1.5m~10m的高度范圍內。根據本部分標準，大氣壓需調整到輪轂高度處。此外，應假設大氣按照ISO2533標準變化，將空氣溫度調整到輪轂高度；或者將溫度傳感器安裝在風力發電機組機艙上，安裝高度至少高于機艙頂1m，且位于任何通風系統的上風向。7.5風輪轉速和槳距角如有特殊需要，在整個測試中應測量轉速和槳距角，例如進行與噪聲測試相關的測量。如果進行測量，需要在報告中按照第10章進行說明。7.6葉片狀況葉片狀況可能影響功率曲線，尤其對于失速控制的風力發電機組。監控影響葉片狀況的因素有利于了解風力發電機組的特性，這些因素包括降雨、結冰、昆蟲和污垢等。7.7風力發電機組控制系統GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022應識別、驗證和監控足夠多的狀態信號以便依據8.4來篩選數據。這些狀態信號可從風力發電機組控制系統得到13)，應在報告中說明每種狀態信號的定義。7.8數據采集系統數據采集系統用于收集測試數據并存儲數據或按8.3所述統計數據組，每個通道的采樣率至少是1Hz。將已知可溯源的校準源的信號接入傳感器終端并將這些數據的輸入信號與記錄數據進行比對，以驗證數據采集系統通道（傳輸、信號調理和數據存儲）的校準和精度。通常與傳感器的不確定度相比，數據采集系統的不確定度可忽略不計。8測量程序8.1概述測量程序的目標是采集一系列滿足明確定義要求的數據，測量程序應確保這些數據有足夠的數量和質量，以精確確定風力發電機組功率特性。如第10章所述，測量程序應詳細記錄，使每個步驟和測試條件都可以重新查看，如有必要，可以重復測量。如附錄A所述，測量準確度須用標準不確定度表述。在測試周期中，數據應周期性檢查以保證測試結果的高質量及可重復性。在功率特性測試期間，應把所有重要事件寫入工作日志。8.2風力發電機組運行在測試期間，風力發電機組應按照其運行手冊的規定正常運行，同時風力發電機組的配置不能更改。應按第10章中的描述，記錄風力發電機組的運行狀態。整個測試期間，風力發電機組可以進行正常維護，但應在測試日志中記錄。任何特殊維護操作，如為了保證良好的功率特性所進行的定期葉片清洗都應特別注明。通常應避免此類特殊維護。8.3數據采集數據應以1Hz或更高的采樣頻率連續采集。如果測量氣溫、氣壓、濕度以及降雨量（可選項），則可以用較低采樣頻率采集，但至少每分鐘一次。數據采集系統應存儲采樣數據，或數據組的以下統計值：a)平均值；b)標準偏差；c)最大值；d)最小值。所選數據組應基于10min的連續測量數據。數據應采集直到滿足8.5中定義的要求。8.4數據篩選應確保只有在風力發電機組正常運行下采集的數據用于分析，且數據沒有被破壞，下列情況下的數13)發電機切入時的狀態信號足以驗證切出滯后控制算法GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022據組應從數據庫中剔除：a)除風速外的其他外部條件超出風力發電機組的運行范圍；b)風力發電機組故障引起風力發電機組停機；c)風力發電機組手動停機、在測試或維護模式；d)測量儀器故障或降級（例如，由結冰引起）；e)風向在6.3.3規定的測量扇區之外；f)風向在場地標定有效扇區之外；g)場地標定期間篩選的任何特殊大氣條件也應在功率曲線測試期間進行篩選。其他任何篩選標準都應在報告中明確說明。切出控制算法中大的滯后環對功率曲線的影響可能相當大。這些對功率曲線的影響應排除在外，并且排除風力發電機組在高風速下停止發電的所有數據組。在測試期間風力發電機組有切出動作的情況下，這些測量值應在一個特殊的數據庫中顯示，這個數據庫中包含所有數據點。功率曲線應記錄切入控制算法的滯后影響以及切入風速以下的附加損失。切出滯后會影響到高風速區間，并且忽略它會導致對發電量的過高估計，特別是在年平均風速較高的情況下。測量期間特殊運行條件（如灰塵、鹽、昆蟲和結冰或者是電網條件差異大）或大氣條件（如降雨、風切變）下收集的子數據庫可以被選定為特殊數據庫。8.5數據庫數據規格化之后（見9.1），所選數據組采用區間法存儲（見9.2）。風速范圍應被分成以0.5m/s整數倍的風速中心，左右各0.25m/s的連續區間。所選數組應至少覆蓋擴展的風速范圍，即從切入風速以下1m/s到風力發電機組額定功率85%對應風速的1.5倍。另一種選擇為，風速范圍應從切入風速以下1m/s到“AEP-測量值”大于或等于“AEP-外推值”95%時所對應的風速，見9.3。其中“AEP-測量值”和“AEP-外推值”是采用恰當的、一致的風速定義來定義的（如由輪轂高度的風速導出的功率曲線和風速分布以及由REWS導出的功率曲線和風速分布）。對于主動變槳控制的風力發電機組，當達到額定功率以上，有三個連續風速區間的平均功率變化不超過0.5%或者5kW，且無上升趨勢時，也可以考慮測試完成。報告中應體現使用了以上哪種風速范圍。當滿足下列條件時，數據庫認為是完整的：a)每一個區間至少包含30min的采樣數據；b)數據庫包含至少180h的采樣數據。如果某一區間不完整導致測試不完整，則可用2個完整的鄰近區間的線性插值來估計其區間值。數據庫應在測試報告中表示出來，詳見第10章。9導出結果9.1數據規格化GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:20229.1.1概述以下小節中，闡述了三種規格化方法，基于影響功率曲線結果的主要氣象因素：空氣密度、風切變和湍流強度。數據規格化是通過具體公式對每一個變量進行規格化處理，其目的是為了提高結果的準確性。這在一定程度上可以允許不同數據組結果的對比，使它們具有一致性。應按照圖4中的流程對數據進行規格化。圖4數據規格化流程14)9.1.2測風塔側面安裝風速計的氣流畸變校正對測風塔上側面安裝風速計的風速數據進行氣流畸變校正是允許的（在應用校正之前，仍然需要滿足IEC61400-50-1中關于測風塔氣流畸變上限為1%的要求）。任何校正方法應按照10章中的要求進行記錄和報告。可以通過縮小測量扇區進而使得氣流畸變低于一定閾值，從而使測風塔氣流畸變對風切變測量的影響最小。任何這種縮小扇區的技術依據都應記錄。IEC61400-50-1給出了一種用于校正桁架式測風塔氣流畸變的方法。9.1.3風切變校正（REWS測量可用）9.1.3.1概述假設風力發電機組風輪面內的風速是一致的，則輪轂高度處的風速可以代表風力發電機組風輪面的風速，并且這種代替是合理的。然而，對于大型風力發電機組來講，使用輪轂高度處風速來代表整個風14)如果可選REWS測量可用，則REWS數據與默認輪轂高度數據同步規格化，如方括號中的條款所示。對于所有規格化步驟，REWS數據的規格化是在每個測量高度獨立進行的，最后變/REWS/風轉向校正。在與輪轂高度數據點的同步進行的每個校正子步驟中，每個10分鐘數據GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022輪面風速的假設就不能成立。因此有必要引入校正，這些校正應該考慮到輪轂高度處風速以及由風輪面上的風切變引起的風速變化。以下定義三個參數：a)風輪等效風速；b)風切變校正系數；c)風切變校正后風速。風切變校正系數可用于導出附錄G中所述的特定氣候下的功率曲線。然而，這種校正是基于風力發電機組能夠轉換全部可用動能的假設。9.1.3.2風輪等效風速風輪等效風速是指當考慮垂直方向風切變時，與風輪掃掠面的動能通量一致的風速，至少需要有三個高度處的測量風速可用（見7.2.6），風輪等效風速計算公式見式（5）。(n3Ai)1/3=|(n3Ai)1/3A)式中：nh——測量高度數量（nh≥3）；vi——第i個高度處的風速；A——風輪掃掠面積(πR2，風輪半徑為R）；Ai——第i段的面積，即第i個高度處風速vi所對應的段面，由式（6）導出。段面（面積為Ai）的分界線應選擇在位于兩個測量點的中間。然后根據式（6）導出段面面積：c(z)dz=g(zi+1)-g(zi)...............................................(6)式中：zi——第i段面分界線（H-R<zi<H+R）的高度，按照與vi相同的順序（自上而下或自下而上）編號。風輪在高度z處的寬度以式（7）表示：c(z)=2........................................................(7)式中R風輪半徑；H輪轂高度。積分公式為式（8R2-(z-H)22z-HR2-(z-H)R2-(z-H)2..........................(8)GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022一個10min風速文件計算REWS的示例。本算例中，假定風力發電機組的輪轂高度為80m，風輪直徑為100m。測風塔測量5個高度的風速。如果高度可以選擇，理想情況下它們將是均勻分布的（40m、60m、80m、100m和120m）。本示例展示了用于REWS計算時高度獨立選定的情況。段面分界線設置在兩個連續測量點的中間。得到的REWS等于9.38m/s，見表3。表3REWS算例m%mmm9.1.3.3風切變校正系數1）示例1：輪轂高度測風塔配合遙感設備或遙感設備配合低于輪轂高度的測風塔當使用遙感設備測量時，風切變校正系數定義為風輪等效風速和輪轂高度處測量風速的比值，根據式（9）計算：fr,RSD=veq,RSD/vh,RSD...........................................................(9)式中：veq,RSD由遙感設備測得的風輪等效風速，根據式（5）定義；vh,RSD由遙感設備測得的輪轂高度處風速。2）示例2：測風塔高度高于輪轂高度當使用測風塔測量時，風切變校正系數定義為風輪等效風速和輪轂高度處測量風速的比值，根據式（10）15)計算。fr,MM=veq,MM/vh,MM.........................................................(10)式中：veq,MM是由測風塔上風速計測得的風輪等效風速，根據式（5）定義；vh,MM是由輪轂高度處風速計測得的風速。9.1.3.4風速的風切變校正注意，fr,MM僅用于出具報告。GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022如果輪轂高度處風速及風切變均由相同類型的測風設備測得，則風輪等效風速根據式（5）計算得如果輪轂高度處風速由測風塔上安裝的風速計測得，且風切變由遙感設備測得，則最終的風輪等效風速由式（11）計算得出：=fr,RSDvh,MM..........................................................(11)9.1.4風轉向校正如附錄H所述，風輪高度范圍內的風向變化（風轉向）可能對風力發電機組的輸出功率有著顯著影響，對于風輪直徑較大的風力發電機組，推薦使用包含風轉向的風輪等效風速的擴展定義。9.1.5空氣密度規格化空氣密度應由測得的氣溫、氣壓、相對濕度根據式（12）計算得出：(Bin-ΦPw(0-))..........................................(12)式中：p10min——推導出的10min空氣密度平均值；T10min——測量的絕對氣溫的10min平均值，單位為開（KB10min——校正到輪轂高度處的10min氣壓平均值，單位為帕（PaR0——干燥空氣的氣體常數287.05，單位為焦每千克開爾文[J/(kg?K)]；Φ——相對濕度（范圍0%~100%Rw——水蒸氣氣體常數461.5，單位為焦每千克開爾文[J/(kg?K)]；PW——水蒸氣壓力，等于0.0000205exp(0.0631846T10min)，單位為帕（Pa水蒸氣壓力PW由10min氣溫平均值確定。所選數據組應至少規格化到一個參考空氣密度下。參考空氣密度值應該是在測試期間，測試場地測得的有效空氣密度數據的平均值（見8.4或者也可以選擇預定義的場地特定空氣密度。測得的空氣密度的平均值應精確到0.01kg/m3，并且按第10章所述進行報告。對于定槳距、定轉速的失速調節風力發電機組，應根據式（13）對測量的風力發電機組輸出功率進行規格化處理：P)...........................................................(13)式中：Pn規格化后的輸出功率；PpGB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022p12）推導出的10min空氣密度平均值。對于采用有功功率控制的風力發電機組，則根據式（14）對風速進行規格化處理：Vn=V)1/3.........................................................(14)式中：Vn規格化后的風速；V10min測量風速10min平均值。9.1.6湍流規格化湍流強度會影響風力發電機組的功率曲線測試，一個重要原因是對測量輸出功率和測量風速進行了10min平均處理。推薦根據附錄E將功率曲線數據規格化到參考湍流強度下，以消除該影響。參考湍流強度應在功率曲線測試之前進行定義，可定義為輪轂高度處風速的函數，如果未定義，則使用10%作為參考湍流強度。應考慮湍流規格化的不確定度，如果功率曲線數據并未進行湍流規格化，應評估湍流對功率曲線不確定度的影響，推薦使用附錄E中描述的不確定度評估方法16)。9.2測試功率曲線的確定功率曲線的確定應基于輪轂高度處風速和風輪等效風速（若測得）。然而，僅由輪轂高度處的風速測量數據導出的功率曲線的不確定度，是由于缺少對影響風況的其他參數的信息造成的更高不確定度的一部分。需要考慮垂直風切變、風轉向和湍流強度，以減小測試功率曲線的不確定度，推薦把風輪等效風速作為代表性風速，并且根據附錄E導出湍流規格化后的輸出功率。功率曲線可由特定風廓線（見附錄G）下的規格化風速和湍流規格化后的輸出功率數據導出。若需要對不同的功率曲線進行對比或把功率曲線用于風資源的評估，推薦選擇該方法。為了表示單個10min平均值，相應風速變量應增加一個下標j。對于規格化后的數據組采用區間法確定測試功率曲線，用0.5m/s的區間，依據式（15）和式（16）對每一風速區間計算得到規格化后的風速平均值和規格化后的輸出功率平均值：V=Vn,i,j.............................................................(15)P=Pn,i,j.............................................................(16)式中：Vi——第i區間內規格化后的平均風速；Vn,i,j——第i區間內的第j個數據組規格化后的風速；Pi——第i區間內規格化后的平均輸出功率；16)需要注意的是，杯式風速計、遙感設備和超聲波風速計測量的湍GB/T1841.220××/IEC61400-12-1:2022Pn,i,j——第i區間內的第j個數據組規格化后的輸出功率；Ni——第i區間內10min數據組的數目。測試功率曲線應按第10章中所述要求給出，若功率曲線的測試是基于風輪等效風速，那么基于輪轂高度處風速的功率曲線同樣也要給出。9.3年發電量（AEP）年發電量的計算方式有兩種，一種是“AEP-測量值”，另外一種是“AEP-外推值”。如果測試功率曲線并未包含切出風速數據，則功率曲線應從最大完整測量風速外推到切出風速。此外，AEP可以被定義為通用AEP或特定場地的AEP。通用AEP是結合測試功率曲線和不同的參考風速頻率分布來評估的。對于特定項目，場地的風氣候條件是已知的。如果這樣，特定場地的AEP可以基于該信息進行計算并報告。需強調，由測量輪轂高度處風速得出的功率曲線只能與輪轂高度處風速頻率分布相結合來得出AEP，而從REWS測量得出的功率曲線只能與REWS頻率分布相結合來推導出AEP。將REWS功率曲線與輪轂高度風速頻率分布（反之亦然）結合而得出的AEP是無效的。應采用瑞利分布即形狀因子為2的威布爾分布來統計參考風速頻率的分布情況。根據式（17A