ICS 27.180 GB CCS F 11 中华人民共和国国家标准 GB/T45851—2025/IEC61400-50:2022 风能发电系统 风能资源测量概述 Wind energy generation systems-Wind measurement of overview (IEC 61400-50:2022, Wind energy generation systems—Part 50: Wind measurementOverview,IDT) 2025-08-01发布 2025-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T45851—2025/1EC61400-502022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化.T.作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件等同采用IEC61400-50：2022《风能发电系统 第50部分：风测量概述》。 本文件做了下列最小限度的编辑性改动： 一为与现有标准协调，将标准名称改为《风能发电系统风能资源测量概述》。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国机械T.业联合会提出。 本文件由全国风力发电标准化技术委员会（SAC/TC50）归口。 本文件起草单位：明阳智慧能源集团股份公司、中国电力科学研究院有限公司、上海电气风电集团 风电有限公司、中船海装风电有限公司、湖南兴蓝风电有限公司、中车株洲电力机车研究所有限公司风 电事业部、上海电力实业有限公司、南京牧镭激光科技股份有限公司、北京鉴衡认证中心有限公司、中国 质量认证中心有限公司、上海中认尚科新能源技术有限公司、江苏金风科技有限公司、北京瑞科同创科 技股份有限公司。 本文件主要起草人：邹荔兵、石宇峰、付德义、蒋勇、余清清、张兆智、李健、李俊威、于雪原、郭涛 徐可、陈亚楠、张智伟、刘知新、魏茹、袁瑛、何中一、胡国强、余梦婷、郭自涛、王安庆、李鹏、金华斌、 袁宗涛、张冰倩、张浩、朱海龙、宋军。 I GB/T45851—2025/IEC61400-50:2022 风能发电系统 风能资源测量概述 1范围 IEC61400系列文件描述了从风力发电机组到电网的技术要求。IEC61400-50系列文件包括一个 子文件集，该子文件集规定了用于风测量的设备和方法的要求。 在IEC61400系列文件的多种测试和分析使用案例中，风测量是必需的输入（例如：功率特性、资源 评估、噪声测量）。尽管其他文件定义了风测量的使用案例，但IEC61400-50系列文件规定了独立于使 用案例的风测量要求。其目的是确保风测量和这些测量中的不确定度评估在整个风力发电行业中保持 一致，并且在进行风测量时，不确定度能够被量化，并使这些不确定度在可接受的范围内。 本文件对可用于风测量的选项进行了基本介绍，IEC61400-50系列的其他文件对此进行了详细 介绍。 2规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 复杂地形 complexterrain 测试场地周围有可能引起气流畸变的地貌，或显著变化的地带或障碍物。 3.2 切入风速cut-inwindspeed 风力发电机组开始发电的最低风速。 3.3 切出风速cut-outwindspeed 风力发电机组由于风速过大从电网切出的风速。 3.4 数据组 dataset 在连续时段内采集的数据集。 3.5 气流畸变flowdistortion 由障碍物、地形变化或其他风力发电机组引起的气流改变，其结果是造成测量位置和风力发电机组 位置上的风速差异。 3.6 轮毂高度hubheight <风力发电机组>从地面到风力发电机组风轮扫掠面中心的高度。 注：垂直轴风力发电机组的轮毅高度定义为风轮扫掠面形心到地面的高度。 1 GB/T458512025/1EC61400-50:2022 3.7 功率特性 powerperformance 风力发电机组发电能力的度量。 3.8 风轮等效风速 rotorequivalentwind speed 当考虑风速随高度变化时，与风轮扫掠面的动能通量相对应的风速。 3.9 标准不确定度 standarduncertainty 用标准偏差表示的测量结果不确定度。 3.10 测量不确定度 uncertainty in measurement 关系到测试结果的，表征由测量带来的数据离散度。 3.11 测风设备 windmeasurementequipment 测风塔或遥感设备。 3.12 风切变 windshear 风力发电机组风轮高度范围内的风速变化。 3.13 风转向 Jwindveer 风力发电机组风轮高度范围内的风向变化。 4 符号、单位和缩略语 下列符号、单位和缩略语适用于本文件。 NTF：机舱风速传递函数（NacelleTransferFunction) RSD：遥感设备(RemoteSensingDevice) U:风速 U：第i个区间内的风速 u：B类标准不确定度分量 ui：第i个区间内的B类合成不确定度 V风速 Vave：轮毂高度处的年平均风速 V10min：测量风速的10min平均值 WME：测风设备（WindMeasurementEquipment) a：幂律风切变指数 010min：参数10min平均的标准偏差 5风能资源测量概述 风能资源测量是指通过测量来确定风的各种特征。这些特征通常包括风速、风向和瑞流强度，还有 2 GB/T45851—2025/IEC61400-50:2022 其他可以通过测量来确定的风的特征。此外，这些特征可以根据不同的测量空间尺度（例如，点或体 积），扫描频率（例如，高频或低频）和分量（例如，水平、视向或三维矢量）来定义。IEC61400-50系列文 件的第一版侧重于确定风速、风向和端流强度测量的仪器和方法的要求，这些参数通常按10min进行 所定义的分析或过程中使用。 以往，与风电行业相关的许多方法、假设和规范都假设风测量是使用杯式风速计测量风的水平分 量。这通常意味着风测量是点测量，且通常呈现低通滤波的效应（由于杯式风速计的固有惯性和空气动 力学特性）。 注：点测量在这里是相对而言。与大型风力发电机组或与RSD的测量体积相比，杯式风速计或超声波风速计的尺 寸相对较小。因此，能将杯式风速计或超声波风速计的风速测量视为点测量。 然而，在过去十年中，其他测量技术已得到普遍应用。这些技术包括超声波风速计和RSD，如激光 雷达和声雷达。这些设备的风测量方式不同于杯式风速计，并且如果不做进一步的后处理，可能无法直 接与采用杯式风速计的风测量结果进行比较。 超声波风速计，可在一个点上开展完整的三维风测量，由于其不含转动部件，因此不受杯式风速计 所具有的惯性或空气动力学所产生的过滤效应影响。因此，超声波风速计特别适用于研究复杂或流 较大的气流，可以对风的多个矢量分量进行更高频率测量的情况。超声波风速计的探头尺寸相对较小 且没有转动部件，这使其与杯式风速计相比，更容易加热以防止结冰，特别适合在寒冷气候下进行风 测量。 RSD实施可以在测量设备的安装位置上方的一定高度范围或距离范围内（在RSD上方或距离 RSD儿来至几百来的范围内），通过相对较大体积的气流（在尺度上为来至几十来的量级）进行风测量。 流经该测量空间体积的气流越复杂，在标称的相同位置和高度上，RSD测量的风参数与测量尺度在厘 来量级的小空间体积的杯式或超声波风速计测量可能会出现显著不同的情况（甚至与之相比是错误 的）。然而，与传统的安装在测风塔上的杯式或超声波风速计相比，RSD在部署能力、安全性（如果安装 在地面）和高空风测量的经济性方面具有优势。 从以上可以看出，不同的风测量方法不仅受到仪器特性的影响，还受到风测量仪器所在环境的影 响。气流的复杂性会影响由仪器分级所定义的风测量的准确性，或者实际上可能导致特定类型的仪器 不适合在某些气流或复杂地形情况下使用。此外，安装采用的硬件（如测风塔和横杆）的细节和仪器的 儿何结构也会影响测量的准确性。IEC61400-50系列文件规定了风测量仪器的选址和安装要求。 总之，IEC61400-50系列文件规定了常规杯式风速计（含风向标）、超声波风速计和RSD的使用、校 准和分级的要求和方法，由此产生的风测量结果在准确度和不确定度方面符合IEC61400系列的其他 文件中规定的使用案例要求。并非所有的风测量方法都适用于所有使用案例。使用案例文件定义了该 使用案例可接受的风测量方法。 6文件之间的关系 根据IEC61400-50系列实施风测量的决策，通常是为了满足其他某一使用案例文件中的风测量要 求。在IEC61400-50系列文件的第一版中，这些要求是从IEC61400-12-1：2017和IEC61400-12-2： 2013中的风测量要求中直接复制得到。风测量要求已从IEC61400-12-1:2017和IEC61400-12-2： 2013中分离出来，纳入IEC61400-50系列，而其余的功率特性要求已转移到IEC61400-12系列的一组 文件中。图1概述了IEC61400-12系列和IEC61400-50系列文件之间的关系。 3 GB/T45851—2025/IEC61400-50:2022 12-6风力发电机组机舱风速 12-3功率特性测试场地标定 传递函数测量 12-5功率特性测试障码物和 地形的评估 12-2基于机舱风速计法的风 12-1风力发电机组功率特性 力发电机组功率特性测试 测试 50-1基于安装在测风塔、 50