GB/T 31517.1-2022固定式海上风力发电机组设计要求

ICS27180

CCSF.11

中华人民共和国国家标准

GB/T315171—2022/IEC61400-3-12019

.:

代替GB/T31517—2015

固定式海上风力发电机组设计要求

Fixedoffshorewindturbines—Designrequirements

IEC61400-3-12019Windenerenerationsstems—Part3-1Desin

(:,gygy:g

reuirementsforfixedoffshorewindturbinesIDT

q,)

2022-10-12发布2022-10-12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/T315171—2022/IEC61400-3-12019

.:

目次

前言

…………………………Ⅶ

引言

…………………………Ⅷ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………2

符号和缩略语

4……………9

符号和单位

4.1…………………………9

缩略语

4.2………………10

基本要求

5…………………10

概述

5.1…………………10

设计方法

5.2……………11

安全等级

5.3……………12

质量保证

5.4……………12

风轮机舱组件铭牌

5.5-………………12

外部条件定义和评估

6…………………12

概述

6.1…………………12

风力发电机组等级

6.2…………………13

海上风力发电机组场址外部条件定义

6.3……………13

概述

6.3.1……………13

风况

6.3.2……………13

海洋条件

6.3.3………………………14

电网条件

6.3.4………………………18

其他环境条件

6.3.5…………………18

海上风力发电机组场址的外部条件评估

6.4…………19

概述

6.4.1……………19

海洋气象数据库

6.4.2………………19

风况评估

6.4.3………………………20

海洋条件评估

6.4.4…………………21

其他环境条件评估

6.4.5……………24

电网条件评估

6.4.6…………………25

地质条件评估

6.4.7…………………25

结构设计

7…………………26

概述

7.1…………………26

设计方法

7.2……………26

载荷

7.3…………………26

概述

7.3.1……………26

Ⅰ

GB/T315171—2022/IEC61400-3-12019

.:

重力和惯性载荷

7.3.2………………26

空气动力载荷

7.3.3…………………26

驱动载荷

7.3.4………………………27

水动力载荷

7.3.5……………………27

海冰湖冰载荷

7.3.6/………………27

其他载荷

7.3.7………………………27

设计状态和载荷工况

7.4………………27

概述

7.4.1……………27

发电

7.4.2(DLC1.1~DLC1.6)……………………33

发电兼有故障或失去电网连接

7.4.3(DLC2.1~DLC2.5)………33

启动

7.4.4(DLC3.1~DLC3.3)……………………35

正常关机

7.4.5(DLC4.1~DLC4.2)………………35

紧急停机

7.4.6(DLC5.1)…………36

停机停止或空转

7.4.7()(DLC6.1~DLC6.4)……………………36

停机兼有故障

7.4.8(DLC7.1~DLC7.2)…………37

运输安装维护和维修

7.4.9、、(DLC8.1~DLC8.4)………………37

海冰湖冰设计载荷工况

7.4.10/……………………40

载荷和载荷效应计算

7.5………………41

概述

7.5.1……………41

水动力载荷的相关性

7.5.2…………41

水动力载荷的计算

7.5.3……………41

海冰湖冰载荷计算

7.5.4/…………41

支撑结构响应评估的整体阻尼评估

7.5.5…………41

仿真要求

7.5.6………………………42

其他要求

7.5.7………………………43

极限状态分析

7.6………………………44

方法

7.6.1……………44

极限强度分析

7.6.2…………………45

疲劳失效

7.6.3………………………46

特殊局部安全系数

7.6.4……………46

基础评估的周期性载荷评估

7.6.5…………………46

控制系统

8…………………47

机械系统

9…………………47

电气系统

10………………47

基础和下部结构设计

11…………………47

组装安装和吊装

12、………………………48

概述

12.1………………48

计划

12.2………………49

安装条件

12.3…………………………49

场址道路

12.4…………………………49

环境条件

12.5…………………………49

文件

12.6………………49

Ⅱ

GB/T315171—2022/IEC61400-3-12019

.:

接收装卸和储存

12.7、…………………50

支撑结构系统

12.8……………………50

海上风力发电机组组装

12.9…………50

海上风力发电机组吊装

12.10…………50

紧固件和附件

12.11……………………50

起重机卷扬机和起吊设备

12.12、……………………50

调试运行和维护

13、………………………50

概述

13.1………………50

安全运行检查和维护的设计要求

13.2、………………51

调试说明书

13.3………………………51

概述

13.3.1…………………………51

接通电源

13.3.2……………………52

调试测试

13.3.3……………………52

记录

13.3.4…………………………52

调试后的工作

13.3.5………………52

运行人员指导手册

13.4………………52

概述

13.4.1…………………………52

运行维护记录说明

13.4.2…………52

自动故障关机指南

13.4.3…………53

可靠性降低的指南

13.4.4…………53

工作规程

13.4.5……………………53

应急计划

13.4.6……………………53

维护手册

13.5…………………………54

附录资料性海上风力发电机组关键设计参数

A()……………………55

海上风力发电机组标识

A.1…………55

概述

A.1.1……………55

风轮机舱组件机械设备参数

A.1.2-()……………55

支撑结构参数

A.1.3…………………55

风况基于基准期并包含风电场尾流效应若相关

A.1.4(10min,)………………55

海况基于基准期若相关

A.1.5(3h,)……………56

风力发电机组电网条件

A.1.6………………………56

其他环境条件

A.2……………………57

运输吊装和维护的限制条件

A.3、……………………57

附录资料性浅水流体力学和破碎波

B()………………58

选择合适的波浪理论

B.1………………58

不规则波列的模拟

B.2…………………59

波高分布

B.3……………59

概述

B.3.1……………59

最大波高的模型

B.3.2Goda………………………59

波高分布曲线

B.3.3Battjes-Groenendijk…………61

波和波峰高度分布

B.3.4Forristall…………………64

破碎波

B.4………………65

Ⅲ

GB/T315171—2022/IEC61400-3-12019

.:

参考文献

B.5……………66

附录资料性水动力载荷计算导则

C()…………………67

概述

C.1…………………67

方程

C.2Morison………………………68

衍射

C.3…………………68

拍击和冲击载荷

C.4……………………69

涡激振动

C.5……………71

概述

C.5.1……………71

横向涡激振动的临界流速

C.5.2……………………72

纵向涡激振动的临界速度

C.5.3……………………73

附属装置

C.6……………73

概述

C.6.1……………73

考虑附属装置和海生物估算水动力系数的方法

C.6.2,…………73

计算方法

C.7……………79

概述

C.7.1……………79

显式方法

C.7.2………………………79

约束波的方法

C.7.3…………………79

参考文献

C.8……………80

附录资料性冰载作用下海上风力发电机组支撑结构的设计建议

D()………………81

引言

D.1…………………81

概述

D.2…………………81

冰厚度的选择

D.3………………………81

载荷工况

D.4……………82

概述

D.4.1……………82

固定冰盖中由于温度波动产生的水平载荷

D.4.2(DLCD1)……82

固定冰盖中由于水位波动和拱效应产生的水平载荷

D.4.3(DLCD2)…………83

流冰产生的水平载荷和

D.4.4(DLCD3、DLCD4、DLCD7DLCD8)…………83

固定冰盖产生的竖向载荷

D.4.5(DLCD5)………86

冰脊压力

D.4.6(DLCD6)…………87

动载荷和

D.4.7(DLCD3、DLCD4、DLCD7DLCD8)…………87

随机仿真的要求

D.5……………………89

模拟试验的要求

D.6……………………89

参考文献

D.7……………90

冰况参考资料

D.8………………………91

附录资料性海上风力发电机组的基础及下部支撑结构设计

E()……93

附录资料性用于极限强度分析的海洋气象运行参数的统计外推

F()………………94

概述

F.1…………………94

运用测定平均风速条件下年重现期的有义波高

F.2IFORM50…………………94

V和H的联合分布以及环境等值线的近似值

F.3s…………………95

海况持续时间的选择

F.4………………96

确定中的单个极大波高

F.5SSS……………………97

参考文献

F.6……………97

Ⅳ

GB/T315171—2022/IEC61400-3-12019

.:

附录资料性腐蚀防护

G()………………98

概述

G.1………………98

海洋环境

G.2…………………………98

腐蚀防护注意事项

G.3………………98

腐蚀防护系统支撑结构

G.4-…………99

风轮机舱组件腐蚀防护

G.5-…………99

参考文献

G.6…………………………99

附录资料性热带气旋引起的极大波高预测

H()……………………101

概述

H.1………………101

热带气旋影响下的风力发电场计算

H.2……………101

热带气旋影响下的波浪估计

H.3……………………101

参考文献

H.4…………………………101

热带风暴数据库

H.5…………………102

附录资料性对热带气旋区域安全等级调整的建议

I()………………103

概述

I.1………………103

全局坚固性等级标准

I.2……………103

设计载荷工况

I.3……………………103

参考文献

……………………105

Ⅴ

GB/T315171—2022/IEC61400-3-12019

.:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是的第部分已经发布了以下部分

GB/T315171。GB/T31517:

固定式海上风力发电机组设计要求

———GB/T31517.1。

本文件代替海上风力发电机组设计要求与相比除

GB/T31517—2015《》,GB/T31517—2015,

结构调整和编辑性改动外主要技术变化如下

,:

更改了外部条件将海上风力发电机组场址外部条件评估并入外部条件形成外部条

a)“”,“”“”“

件定义和评估因为海上项目的风力发电机组支撑结构通常采用特定场址设计见第章

”,(6,

年版的第章第章

20156、12);

更改了设计载荷表以简化波浪的表现方法也适用于极端海况的情况对载荷计算的导则也

b),,,

进行了相应的修改见年版的

(7.4,20157.4);

更改了载荷安全系数编写依据载荷安全系数直接按见年版的

c),IEC61400-1:2019(7.5.1,2015

7.5、7.6);

更改了控制系统的一些规则控制系统与一致见第章年版

d),IEC61400-1:2019(8,2015

的第章

8)。

本文件等同采用风能发电系统第部分固定式海上风力发电机组设计

IEC61400-3-1:2019《3-1:

要求

》。

本文件做了下列最小限度的编辑性改动

:

为与现有标准协调将标准名称改为固定式海上风力发电机组设计要求

———,《》;

由于在编制阶段第章规范性文件中引用的处于年的最

———IEC61400-3-1,2IEC61400-12018

终国际标准版草案阶段于年月发布时已于

(FDIS)。IEC61400-3-120194,IEC61400-1

年月发布因此将本文件中的更正为

20192,61400-1:2018IEC61400-1:2019。

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

。。

本文件由中国机械工业联合会提出

。

本文件由全国风力发电标准化技术委员会归口

(SAC/TC50)。

本文件起草单位中国船舶重工集团海装风电股份有限公司上海电气风电集团股份有限公司

:、、

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司新疆金风科技股份有限公

、、

司中国船舶重工集团天津海上风电工程技术有限公司国华能源投资有限公司北京鉴衡认证中心

、()、、

有限公司中车株洲电力机车研究所有限公司上海勘测设计研究院有限公司中国质量认证中心中国

、、、、

船级社质量认证公司东方电气风电股份有限公司中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司