海洋能 波浪能、潮流能及其他水流能转换装置 第300部分：河流能转换装置发电性能评估 征求意见稿

1GB/Z37551.300—20XX本文件给出了评估河流能转换装置(RECs)发电性能的系统方法；本文件定义了下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T20043-2005水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程（IEC60041:1991，GB/T20840.3-2013互感器第3部分：电磁式电压互感器的补充技术要求（IEC61869-3:2011，2GB/Z37551.300—20XX3.1阻塞率3GB/Z37551.300—20XX4.1符号与单位Channel在特定体积流速下试验场的河道横断面面duct导流结构的捕获投影面积，单位为平方米（m2）Total所有支撑结构的横断面面积，单位为平方米（1,2,j测量的时间索引编号4GB/Z37551.300—20XX5GB/Z37551.300—20XX实现这一点的公认方法是在代表性场址布放设备，并同步测量设备的入流速度和对应的输出功率。这种每天都在变化，因此，为了绘制精确的功率曲线，需要进行多天连续采样以获得流速范围内重复流速及由于河流流速通常在几周到几个月时间范围内变化，因此在河流中进行设备测试存在很大挑战。设备测试需要持续几个月的时间才能获得足够的数据，以绘制出设备在预期运行速度范围内的精确功率曲（以下简称“示范性能”以及选择在受控条件下进行试验性能的选项，如拖曳水池试验、水槽试验和无论是试验性能还是示范性能的测试，都不允许超出测量范围进行外推。试验性能数据和示范性能6GB/Z37551.300—20XX7.1通则7.2.1概述测试场址宜选择相对于设备尺寸地形变化（例如水深和河岸岸线）较小的区域。测试场址宜位于顺直河段，避开影响水流稳定均匀分布的大型沙洲、急转弯或其他显著障碍物等的上下游位置。在测试场7GB/Z37551.300—20XX7.2.3.1概述8GB/Z37551.300—20XX9GB/Z37551.300—20XX7.3.1功率测量则工作范围内的值宜按其测量值记录。对所有小于互感器和数据记录装置工作范围下限的测量值，宜记由于非发电期间的本地耗电量太小而无法使用主要的输出功率测量装置进行准确测量，因此应由单10GB/Z37551.300—20XX11GB/Z37551.300—20XX宜采用数据采集系统采集测量数据和存储预处理数据。对于数据采集系统的每一个信号或者频道，都宜进行端到端的检查。需要证明数据采集系统所引起的不确定度比传感器引起的不确定度至少低一个7.4.1概述整个试验期间均可进行水轮机的正常维护，特别是能够确保测试期间良好性能的特殊维护工作，例12GB/Z37551.300—20XX如果已校准了流速剖面仪上的流速剖面传感器，则宜提供有效的校准证明，否则需要合格证书，并任何排除标准，包括上述标准，都宜得到充分报告和证实。除非符合上述排除标准之一，否则不宜宜将连续测量数据样本在平均周期内（10分钟）作平均得到选定的数据点和结果数据集，且该平均13GB/Z37551.300—20XX如果采用单独的数据采集系统，则应将相同平均周期关联起来，并设计一种方法来监测所有采集设宜采用区间法对测试数据进行分组(见9.4.1)。因河流中的平均流速通常变化极小，示范性能数据一河流能转换装置的净输出功率指其输出终端处的有功功率，不包括机载辅助发电机或通过电缆单独对于以交流电并网的REC，输出与并入电网保持同频率交14GB/Z37551.300—20XX垂向和水平流速梯度可能影响设备功率。在河流中，水深是影响流速梯度的重要因素，可将水深与——设备高度超过水深的25%；15GB/Z37551.300—20XX16GB/Z37551.300—20XX宜避免在测试期间重新布放流速剖面仪。若不可避免，宜将流速剖面仪重新布放到原位置。重新布在感潮河段采集的性能数据可与按本文件程序采集的示范性能数据一起展示，以论证较大速度范围宜仔细对比相同流速下采集的试验性能数据和示范性能数据，详细检查两者之间的任何差异，并解17GB/Z37551.300—20XX通常在大型试验设施中进行拖曳水池试验。REC固定在拖车上并悬浮在水中。托车以指定速度沿水18GB/Z37551.300—20XX19GB/Z37551.300—20XXGB/Z37551.300—20XX21GB/Z37551.300—20XX22GB/Z37551.300—20XX本文件尚未给出发电性能面与主流向的偏角对REC发电性能的影响。宜注意偏角较大时会引起宜确定试验场址水的密度并用于所有计算。若可以证明水的密度不受局部存在的一些潜在因素的影23GB/Z37551.300—20XXGB/Z37551.300—20XX25GB/Z37551.300—20XX=1Ak（1）j——测量过程中的时刻编号；GB/Z37551.300—20XXj——测量过程中的时刻编号；理想情况下，数据采集系统同步采集功率和速度数据，并将其存储在一个共同的时间步长上，在这种情系统的时间戳准确对齐（即，两个数据采集系统的时间差可能导致具有相同时间戳的测量，但实际上不27GB/Z37551.300—20XX123N——第i个流速区间的数据点t索引编号的集合，见公式7；123N——第i个流速区间的数据点t索引编号的集合，见公式7；GB/Z37551.300—20XXj——测量过程中的时刻编号；当两个流速剖面仪未完全同步或出现时间差时，很难利用公式（11）进行计算。此时需要进行处理以确GB/Z37551.300—20XX测量入流流速；然而，在某些情况下，如果水平流速梯度有可能影响性30GB/Z37551.300—20XX采集数据的平均值。因此，数据点应在平均值周围随机分布，且每个分布有一个标准差。功率曲线中每个区间的标准差代表一个与设备测量相关的不确定性级别。整体系统性能不确定度的推导还宜考虑测量9.5.1概述在测量期间宜计算捕获投影区域质心处的典型速度。当获捕获投影区域质心处的平均流速变化超过周期内测量的数据样本计算每个流速层对应的平均流速。对于一个给定的参考流速而言，这些平均流速值可以生成一个垂向流速剖面。若使用两个垂向流速剖面仪进行性能评估，当捕获投影区域质心处的速U心位于两个流速层的边界上，则可以使用与捕获投影区域质心相邻的任一流速层。如果使用两个流速剖31GB/Z37551.300—20XX(13)123N——第i个流速区间的数据点t索引编号的集合，见公式7；个垂向流速剖面仪测量垂向流速梯度剖面。根据公式（12）和公式（13）计算垂向流速梯度剖面，宜针32GB/Z37551.300—20XX对于使用两个垂向流速剖面仪的测试，宜单独计算每个流速剖面仪在捕获投影区域质心高度处流速在每个覆盖捕获投影区域质心流速层的平均速度与目标流速增量相对应的周期内，宜按公式（14）j——测量过程中的时刻编号；Lu——在给定的平均周期内生成数据点t的流速样本33GB/Z37551.300—20XXu=st,k(15)123Ni——速度区间i中数据点数量；在测试期间内，对一个观测到的典型流速，宜计算与捕获投影区域质心相对应流速层的流速和流向。对于使用两个垂向流速剖面仪的测试，宜计算每个流速剖面仪与捕获投影区域质心相对应的流速层采用公式（16）计算河道平均流速。该计算仅针对位于捕获投影区域质心处的流速层对应的k值进34GB/Z37551.300—20XXj——测量过程中的时刻编号；u公式（17）仅适用于流向变化不大于90°且不跨过360°和0°的平均方向的计算。否则对流向在(17)j——测量过程中的时刻编号；Lu——在给定的平均周期内生成数据点t的流速样本θj,k——轮毂高度第k个流速层的水流流向，单位为度(°);宜通过圆形直方图展示流向的估算值和公式（17）计算的流速，该直方图需要对应于捕获投影区域35GB/Z37551.300—20XX η10.1通则如有要求，可在根据本文件的程序采集数据的同时，提供感潮河段的示范数据，只要潮汐性能数据36GB/Z37551.300—20XX37GB/Z37551.300—20XX宜提供电网参数，包括电压、频率和允许偏差。宜报告在测试期间限制或可能限制功率输出的任何38GB/Z37551.300—20XX宜记录示范性能测试期间使用的所有测量设备的信息，包括传感器、数据采集系统、流速剖面仪和宜记录在拖曳水池、水槽或进行推拉采集试验性能数据的设施、设备和程序信息。8.2（用于拖曳水39GB/Z37551.300—20XX宜单独绘制示范性能测量数据和试验性能测量数据（如有）散点图。也可提供感潮河段采集的数据1231.99145678910GB/Z37551.300—20XX1.50.10141GB/Z37551.300—20XX流速功率pA类160.1522220.17031.9810.3210.1750.183415655.710.3310.2120.22162.100-2.1492.1476.1172.150-2.1992.1596.7125787.172259210102.3418.18110.319121310.18GB/Z37551.300—20XX-0.126-1.100-1.149-1.150-1.199-43GB/Z37551.300—20XX2.100-2.1490.3122.150-2.1990.3100.3150.3130.3110.3120.315-0.311-0.312-0.31210.11不确定度假设清楚地记录与本文件要求的任何偏差。每一种偏差都宜有技术原理的支持，并估计其对测试结果的44GB/Z37551.300—20XX3用规范性引用的GB/T3