第6章中描述了测试的要求，这些要求包括下列各项： 测试场地； MLC和每种MLC所需的数据量； ·测量物理量； ·风力发电机组配置的变化

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6.3.2稳态运行中的 M

风电场标准规范范本电机组在停机状态时的载荷。建议在尽可能高的

6.3.3瞬态事件中的MLO

该MLC包括风力发电机组由静止或空转到发电的瞬间在其上产生载荷的所有事件。风力发电机 组的正常启动应在切人风速和高于额定风速2m/s的风速条件下进行。如果风力发电机组有多个固定 转速，那么不同转速的切人过程均应评估

6.3.3.2正常停机

该设计工况包括风力发电机组由发电 瞬态过程中，在其上产生载荷的 所有事件。应在切入风速、额定风速和高于额定风速的条件下进行正常停机测试

6.3.3.3紧急停机

应考虑紧急停机期间的载荷。应在额定功率和大于额定功率的条件下进行紧急停机测试。

6.3.3.4电网故障

6.3.4动态特性的MLO

表3动态特性的MLC

够高的风速，以获得足够的激励，具体取决于风力发电机 够低的风速，以确保激励不会受到其他气动载荷的影响

是日用于规定母种载简微量工况 的最低数据量要求，二是可用于报告测试数据库，以证明是否满足了数据的最低要求 针对每一项特定的测试.俘获矩阵

6.3.5.2.1概述

在测量期间需依据风速、流强度对数据进行分区。尽管对大风速条件下的满流强度没有要求 己录的数据还是应根据湍流强度进行分区， 对于发电工况，表4和表5提供了两个俘获矩阵。这两个俘获矩阵使用了步长为1m/s的风速

对于大于i且小于或等于v.一2的每个风速区间，应至少采集20个10min时间序列，或每个 风速区间中至少一个湍流区间（Ti大于5%）含有6个10min时间序列； ·对于大于U,一2且小于或等于U,十2的每个风速区间，应至少采集20个时间序列； ·对于大于U，十2且小于或等于U，十4的每个风速区间，应至少采集10个时间序列

表5非失速型风力发电机组正常发电的俘获矩阵

6.3.5.3停机状态

停机状态载荷测量工况是指风力发电机组正常处于风速超出7ut的工况（静止或空转）。应在对风 偏差为30°0°和一30°时，分别采集1个时间序列。 如果采集的数据集多于俘获矩阵中所列的数据集最低要求数量，报告中只需包含最低要求的数 据集

表6停机状态的俘获矩阵

6.3.5.4瞬态事件

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表7正常瞪态事件的俘获矩阵

表8非正常瞬态事件的俘获矩阵

机械载荷测量的主要目的是验证被测试风力发电机组机型的设计载荷模型。通过反复的气动弹性 分析，并调整模型参数，以匹配实测场地条件。因此，选取具有代表性的气象参数和运行参数才能更好 地比较测量数据和仿真数据。 为了反映风力发电机组的载荷特性，将应测量的相关物理量做如下分类： ·载荷（例如：叶片载荷、风轮载荷和塔架载荷）； ·气象参数（例如：风速和风向、空气密度）； ·运行参数（例如：功率、转速、桨距角、对风偏差、风轮方位角）。 6.4.2给出了各类测量物理量更为详细的说明 在表9、表10、表11和表12中所列的必测物理量和推荐测量物理量对于模型验证是必要的。省略 这些推荐测量通道将带来一定的风险。推荐测量通道有助于解释仿真和实测数据之间的差异。 表9、表11和表12规定了最低测量要求。这些要求适用于具有筒型钢结构塔架和常规叶片的变 桨距风力发电机组。对于特殊设计，例如，混合型塔架、混合型叶片或分段式叶片、叶片上有主动气动控 制器、跷板轮毂等，可能需要测量附加的物理量（例如.襟翼状态、摇摆角）以验证模型

在表9中列出了待测基本载何。 通过这些风 力发电机组关键部位的基本载荷，可以导出风力发 组的所有相关部件的载荷。图1中还给出了基本载荷的分量

表9风力发电机组基本载荷

风力发电机组基本载荷：塔底载荷、风轮载荷和

对于额定输出功率天于1500kW且风轮直径天于75m的风力发电机组，要求附加测量表10 勿理量。应安装用于测量表10中物理量的信号通路。安装位置应便于维护。 第二只叶片也要进行测量以验证叶片的相似特性并修正标定数据。对于第二只叶片上进行的测 以不需要涵盖整个俘获矩阵（如果数据足够证明其相似特性）

表10额定输出功率大于1500kW、风轮直径大于75m的风力发电机组的附加载荷

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6.4.4风力发电机组运行参数

表12列出了需要测量的运行参数

表12风力发电机组运行参数

为了对记录的数据进行正确分类，应获得风力发电机组的状态信息（例如，并网、紧急停机、保护系 统激活等）。 风力发电机组状态信号应指示在线/离线状态和故障/非故障状态。针对在载荷测量期间，有多种 运行模式的情况（例如，降噪模式、载荷控制模式），推荐增加一个信号，用以自动识别相应的机组运行 模式

6.5风力发电机组配置更改

在测试过程中不应对测试风力发电机组做出任何会影响测试结果的更改。已经对风力发电机组做 出的任何更改，应由制造商出具报告，而且应在测试报告中说明。 制造商应将更改分为下列类别： 1）对载荷不会产生任何重大影响的更改： 更改前后获得的数据可以在同一个数据库中使用， 2） 对载荷产生重大影响的更改： a 临时更改：这些数据应从数据库中剔除； b） 更改可以在仿真模型上同步体现，这期间的数据应分离到单独的数据库； c） 解决问题并且使风力发电机组恢复到之前预期状态的更改。此更改后测试应重新开始。 应至少有一种配置满足俘获矩阵的要求（见6.3.5），在该配置中，没有做出对载荷产生重大影响的 任何更改

载荷传感器是对某个系统或部件所承受的载荷进行直接或间接测量的装置。典型装置包括但不限

传感器是对某个系统或部件所承受的载荷进行直接或间接测量的装置。典型装置包括但不限

于以下种： ·应变计电桥； ·测力计/扭矩管（包括压电传感器）。 对于风力发电机组而言，很少能将测力计置于主载荷路径中。因此，推荐使用应变计类传感器，下 文各条款重点介绍电阻应变计的使用。如果使用了其他类型的载荷传感器，则应对要求进行相应调整 通过施加准静态载荷，对载荷传感器进行标定。必需注意，结构或部件的动力学特性可能会改变这种关 系。因此，应变计表征的是结构内部总载荷，而非外部施加的载荷。在使用应变计时，要特别注意避免 导线受温度和载荷耦合效应的影响，并确保适当的温度补偿。载荷耦合效应是测试系统对不同载荷源 灵敏度差异而造成的不良特性。这种特性使得测量系统难以或不能将载荷源区分开来。应变计全桥提 供了降低载荷耦合效应和温度影响的优质方案。因此，在大多数风力发电机组载荷测量中都采用这种 类型的传感器。为了对温度影响进行评价和修正，建议测量应变计附近的表面温度（参见附录I）

7.1.2传感器安装位置的选择

为测量结构总载荷，在选择传感器 位直过程中，建议选择满定下列要求的位直 ·在单位载荷作用下，产生较大应变的位置； 应力和载荷之间具有线性关系； 应力均匀区域（即：不存在大的应力或应变梯度，避免局部应力过高或集中）； ·有安装传感器的空间； ·允许温度补偿； ·由各向同性材料制成（例如：钢材比复合材料更好）； 材料易于固定或粘接测量装置

Z.1.3叶片根部弯矩测量

应测量挥舞和摆振弯矩。 为了便于操作、防止雷电损坏和环境保护，建议将传感器安装在叶片内部的适当位置，而不是外表 面上。 理想情况下，应变计电桥需垂直安装在近似圆柱形叶片根部，以便尽量减小载荷耦合效应。不论安 装在什么位置，均应测量载荷耦合度，并应对其进行处理（通过修正或增加不确定度）。为了便于分析， 该组应变计使用叶片坐标系进行定向

7.1.4叶片弯矩分布

叶片弯矩分布可以 7.1.2和7.1.3中的相关要求也

7.1.5叶片扭转频率/阻尼

在模态分析过程中，通过扭矩应变计组成半桥或全桥测量应变，估算叶片一阶扭转频率和阻尼。 项率或阻尼都不取决于测量的绝对幅值，因此，该信号不需要进行标定

7.1.6风轮偏航和俯仰力矩的测量

应在尽可能靠近风轮位置的主载荷路径上，测量非对称风轮载荷， 测量风轮偏航和俯仰力矩的首选方法是通过主轴上的两个互相垂直的弯矩测量电桥，并结合风轮 方位角。建议主轴上的应变计电桥与安装了测试仪器的叶片处于一条直线上。 对无法在轴上安装应变计的机组，可以在非旋转系统中安装测量弯矩的应变计，如轴支架或塔顶

7.1.7风轮扭矩测量

测量主轴扭矩时，应采用成对的分别安装在主轴对边位置的应变计组成的全桥。如果只在轴表面 上的一点进行电桥测量，则由弯矩和侧向载荷引起的剪切会被误认为是要测量的扭矩。如果无法在轴 上进行扭矩测量，则允许使用塔顶弯矩和机舱偏航位置进行推导。不应使用功率和风轮转速计算扭矩 米替代扭矩测量

7.1.8塔底弯矩测量

对于筒型塔架，应在两个相互垂直的方向上测量塔底处的弯矩。应在塔架高度20%以下，并尽可 能靠近塔底法兰的位置，安装应变计全桥测量塔底弯矩。同时，应避免塔底法兰、门等构件的载荷引入 效应造成的干扰。根据经验，塔底应变计需安装在距离任意法兰至少一倍塔架直径的位置。 对于用缆线固定的塔架，可以用缆线连接点之上的测量来代替塔底测量。若缆线是主要结构件，则 需监测每根缆线的拉力。 对于桁架式塔架，需要测量其所有支架的应变，以得到各风向条件下的塔底合成载荷。应对桁架式 塔架的应变状态及测量结果进行专门的评估

使用应变计全桥测量塔顶弯矩，安装位置处于塔架上部20%塔架高度以内，并尽可能靠近塔顶法 兰。同时，应避免载荷引人效应造成的干扰。根据经验，塔顶应变计需安装在距离塔顶法兰至少一倍塔 顶直径的位置。如果使用塔顶弯矩推导风轮扭矩和风轮俯仰力矩，则测量位置应在保证测量可靠性的 情况下尽可能高

7.1.10塔架中部弯矩

在塔高30%和70%之间的位置安装应变计全桥，测量塔架中部弯矩。应注意：测量点应在距离 法兰至少一倍塔架直径的位置，或能确定法兰对测试的影响（例如，应力集中或法兰对塔壁材料热 的影响）。

应使用应变计全桥测量塔架扭矩，安装位置处于塔架上部20%塔架高度以内，并尽可能靠近塔 兰。同时，应避免载荷引人效应造成的干扰。根据经验，塔顶应变计需安装在距离塔顶法兰至少 顶直径的位置。

7.1.12塔顶加速度

使用加速度计测量塔顶加速度。加速度计应安装在与风轮一起偏航的机舱部件上。选择加速度 主意其低频相位偏移和幅值等特性参数

7.1.13变奖驱动载荷（变奖轴承轮毂侧）

应在变桨轴承轮毂侧测量变桨载荷（扭矩或力）。载荷可以直接（例如应变计或测力计)或间接， 驱动器电功率和转速或液压压力）测量

7.2. 1测量与安装要求

计（超声波或风杯式)的测量来定义。如果使用其他测风技术，得出的TI应等同于通过超声波或风杯 式风速计测出的数值

结冰可能性可通过空气温度或结合相对湿度来进

大气稳定度可通过垂直方向上两个分别测量的温度值之间的差异外加垂直风切变进行测量。鉴 度差异较小，最好直接测量温度差，而不是分别测量两个温度

7.3风力发电机组运行参数

风轮转速可在低速轴或高速轴上测量 够的高速分辨率。如果风轮转速在高速轴上测量，则需保证传感器具有足够高的采样频率，以能够获得

对风偏差应由风向和偏航位置推导出。只有在定期验证标定关系的情况下，才可以从控制器获得 编航位置数据。需注意360°～0°的过渡和死区位置（如有）。如果有文档表明其他测量技术等于或优于 述测量方法时，则可以使用其他的测量技术

风轮方位角应在低速轴、高速轴（在低速轴上安装归零装置）上测量或由风力发电机组控制器提 果使用了控制器信号，应评估和记录延迟。需注意360～0°的过渡

速率应直接测量或由数据后处理期间的变奖位

测量制动力矩的最佳方法，取决 臂上测量制动压力（液压或弹簧压力） 扭矩或分析减速时间

7.3.8风力发电机组状态

风力发电机组状态的测量可使用控制器信号（例如，并网、紧急停机、保护系统激活）。

DAS用于从一个或多个来源获取模拟 这些信号转换为数字格式，供终端设备（例如，计算 机、记录仪或通信网络)分析或传输。DAS保存信号准确性和完整性的能力是测量系统质量的主要指 标。搭建DAS的详细信息参见附录G

A/D转换器的分辨率是DAS系统测量准确性的基本指标。A/D转换器中的位数决定了系统的分 辨率。对于风力发电机组机械载荷的测量,DAS的A/D转换器应至少具有12位的分辨率

DAS应在所有载荷通道上具有混叠保护。混叠保护具有两个同等重要的用途：第一是防正特定频 率范围内混叠频率分量的产生，第二是以足够的保真度对输人波形进行采样，以达到测试目的。模拟信 号抗混叠方法的细节参见附录G。 对于测量中的各模拟通道，应报告以下项目： ·A/D分辨率； ·采样频率，F； ·抗混叠滤波器类型或抗混叠策略（如果通过数据处理实现抗混叠）； ·滤波器的截止频率设置，F。

通常： ·本标准假设线性标定。这在大部分情况下是有效的。任何非线性特征可通过使用非线性标定 系数或增加测量中的不确定度进行处理。 ·应对测量链路中的所有元件进行标定。 ·标定和记录测试数据需使用同一个仪器。 对于多个传感器，使用不同方法来测定偏移量和灵敏度， 标定过程是根据已知外部基准参量对测量链（传感器、布线、电子器件等）的特性进行描述。标定方 法的选择在很大程度上取决于外部标准的选择，且应考虑以下因素。标定方法需： ·尽可能大的涵盖测量范围； ·干扰最小化； ·可重复； ·有效地确定斜率、偏移量以及必要时确定信号的耦合效应。 确保测量精度的最好方法是直接使用产生已知结果的外部参考测量整体的通道响应。利用该技 术，数据通道线路上的所有元件可同时完成标定，且可确定完整数据通道的准确性。对于很多测量，无

法同时对所有测量通道进行直接标定。这就需要对系统的元件进行单独标定， 本章的其余部分描述了机械载荷测试特有的标定要求

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8.2描述了表13中载荷传感器的标定方法。标定载荷通道的更多细节参见附录H。 载荷传感器标定有多种方法，建议使用一种以上标定方法以验证标定结果。适用的标定方法有 · 使用重力载荷； ·解析法标定； ·利用外部载荷。 最优的标定方法是能够将不确定度控制在最低水平，并且有以下几方面因素： ·所用信息的准确性； ·标定涵盖的载荷范围 另外，方法的可行性和成本将影响标定方法的选择， 所有标定应在低风速下进行，这样可将风力发电机组的气动载荷降到最小，同时应在稳定的低转速 下使得惯性效应和空气动力最小化。 当重力载荷用于标定载荷传感器时，制造商应提供用于推导外加载荷的信息

高速公路标准规范范本表13适用的标定方法总结

8.2.2.1解析法标定

8.2.2.2重力载荷标定

追完全确定材料的属性，解析法标定不适用于叶月

角使风轮空转或将叶片固定在水平位置且将叶片设定为不同的桨距角施工标准规范范本，使传感器置于典型重力矩下，来 实现标定

8.2.2.3外部载荷标定