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C 1400-12-1 : 2010 (IEC 61400-12-1 : 2005)
TI 乱流強度
T10 min 10分間平均計測絶対大気温度 (K)
u 主方向風速成分 (m/s)
u カテゴリBの不確かさ要素
uAEP 推定年間発電量における合成標準不確かさ (Wh)
uB,i ビンiにおける大気圧のカテゴリB標準不確かさ (Pa)
uc,i ビンiにおける出力の合成標準不確かさ (W)
ui ビンiにおける合成カテゴリB不確かさ
uindex インデックスパラメータのカテゴリB標準不確かさ
uk,i ビンiにおける要素kのカテゴリB標準不確かさ
um,i ビンiにおける大気密度補正のカテゴリB標準不確かさ (kg/m3)
uP,i ビンiにおける出力のカテゴリB標準不確かさ (W)
uV,i ビンiにおける風速のカテゴリB標準不確かさ (m/s)
uT,i ビンiにおける大気温度のカテゴリB標準不確かさ (K)
u 愀 i, j 風速ビンi及び風向ビンjにおけるサイトキャリブレーションの合成標準不
確かさ (m/s)
U 風速 (m/s)
Ud 中心線風速欠損 (m/s)
Ueq 等価水平風速 (m/s)
Ui ビンiの風速 (m/s)
Uh 障害物の高さhにおける自由風速 (m/s)
Ut 風速のしきい値 (m/s)
U
風速ベクトル
v 風速の横方向成分 (m/s)
v 平均風速 (m/s)
V 風速 (m/s)
Vave ハブ高さにおける年平均風速 (m/s)
Vi ビンiにおける正規化平均風速 (m/s)
Vn 正規化風速 (m/s)
Vn,i, j ビンiにおけるデータセットjの正規化風速 (m/s)
V10 min 10分間平均計測風速 (m/s)
w 風速の鉛直成分 (m/s)
wi 偏差包絡線を定義する重み付け関数
Xk 前処理時間間隔にわたって平均化したパラメータ
X10 min 10分間平均パラメータ
x 気象観測マスト又は風車と下流障害物との間の距離 (m)
z 地表面高さ (m)
z0 粗度長 (m)
じょう(擾)乱方位区分(障害物などの影響を受ける風向方位区分) (°)
迎角 (°)
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愀 風向ビンjにおける風速比(風車位置と気象観測マスト位置との比)
稀 障害物の影響による風速の差異 (m/s)
攀愀 i 風速範囲における風速ビンiの最大偏差 (m/s)
von Karman定数0.4
泰 速度比
相関係数
大気密度
基準大気密度 (kg/m3)
椀 10分間平均した計算大気密度 (kg/m3)
l,i, j
ビンiにおける不確かさ要素kとビンjにおける不確かさ要素lとの間の相
関係数
i ビンiにおける正規化出力データの標準偏差 (W)
椀 10分間平均したパラメータの標準偏差
主方向,横方向及び鉛直方向風速の標準偏差
φ 相対湿度(01の範囲)
角速度 (s−1)
5 性能試験の準備
風車の出力性能計測に関する試験条件仕様は明確に定義し,箇条9の詳細規定に従って試験報告書に記
録する。
5.1 風車及び系統連系システム
箇条9に規定するように,風車及び系統連系システムは,試験対象の特定機械構成が一意に識別できる
ように記載し,文書で提供する。
5.2 試験サイト
試験サイトにおいて風車を駆動する風速を計測するため,風車の近くに気象観測マストを設置する。試
験サイトは,風速の実測出力性能に有意の影響を及ぼすことがある。特に,気流のゆがみの影響によって
気象観測マストと風車の風速とが相関はしているが,相異なるということが起こり得る。
次の目的のために,試験サイトは気流のゆがみの発生源について評価する。
− 気象観測マストの位置の選定
− 適切な計測方位区分の決定
− 気流のゆがみの適切な補正係数の推定
− 気流のゆがみによる不確かさの評価
特に次の要素を考慮する。
− 地形的変化
− ほかの風車
− 障害物(建物,樹木など)
試験サイトは,箇条9に規定するように,記録する。
5.2.1 気象観測マストの位置
気象観測マストの位置決定に注意する。風車の前面では風速は影響を受け,変化し,低下するので,気
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象観測マストは風車に近すぎてはならない。また,風速と出力との相関が低下するので,気象観測マスト
は風車から遠すぎてはならない。気象観測マストは,風車から風車のロータ直径Dの24倍の距離に配
置する。ロータ直径Dの2.5倍の距離を推奨する。
垂直軸風車の場合,Dは等価的に2 A/ と定義する。ここに,Aはロータの受風面積である。マスト
までの距離はL+0.5 Dとする。ここに,Lは風車の中心と等価水平軸風車のマストとの距離である。
性能評価試験を実施するのに先立って,また,気象観測マストの位置を選ぶ場合,マスト又は風車のい
ずれかが流れの乱れにさらされるすべての方位区分の計測値を除外する必要性に考慮するのがよい。
大抵の場合,気象観測マストの最適位置は,試験中最も有効な風が吹くと予想する方向の風車の風上で
ある。しかし,その他の場合では,例えば,山の尾根に設置する風車のように気象観測マストを風車と並
んで設置することがより適正である場合もある。
5.2.2 計測方位区分
計測方位区分は,試験対象風車と気象観測マストとの両方から見て有意の障害物,有意の地形の変化,
その他の風車がある方向を除く。
すべての隣接風車及び障害物に対して,後流効果のために除くべき方向は附属書Aの手順によって決定
する。
気象観測マストが試験対象風車の後流中に存在するときに,除くべきじょう(擾)乱方位区分は,風車
のロータ直径の2倍,2.5倍及び4倍の距離の場合を図1に示す。特別な地形条件がある場合又は複雑な形
状をした構造物の方向からの風に対して想定外のデータが計測される場合には,方位区分を更に減じる。
この場合,計測方位区分を減じる理由を,文書に明確に記録する。
図1−気象観測マストの距離に関する要求事項及び最大許容計測方位区分
5.2.3 地形によって生じる気流のゆがみの補正係数及び不確かさ
試験サイトは,地形変化による気流ゆがみの発生源について評価する。その評価の結果によって,出力
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曲線の計測にサイトキャリブレーションが必要かどうかを決定する。附属書Bの基準を満たす場合,その
サイトの気流自体はサイトキャリブレーションを必要としない。しかし,気流ゆがみ補正を不要とする場
合においては,試験サイトの気流ゆがみによる標準不確かさとして,気象観測マストが風速のロータ直径
の23倍の距離にある場合は,計測風速の2 %以上,ロータ直径の34倍の距離にある場合には3 %以
上の値を適用する。ただし,異なった不確かさを指定すべき明確な理由付けが提示できる場合はこれによ
らない。
附属書Bの基準を満たさない場合又は試験サイトの気流のゆがみによる不確かさに対してより小さい値
を適用することを望む場合は,実測による試験サイトキャリブレーションを実施する。実測による試験サ
イトキャリブレーションを行う場合は,附属書Cによる。この場合,各方位区分について計測した気流の
ゆがみの補正係数を用いる。
6 試験装置
6.1 電力
風車の正味有効電力は電力計測機器(例えば,電力トランスデューサ)を用いて計測し,各相の電流及
び電圧の計測に基づく。
変流器のクラスはJIS C 1731-1の要求事項を満たし,計器用変圧器(用いる場合)のクラスはJIS C 1731-2
及びIEC 60044-5の要求事項を満たす。これらは,すべてクラス0.5以上とする。
電力計測機器の精度は,それが電力トランスデューサである場合,JIS C 1111の要求事項を満たし,ク
ラス0.5以上とする。電力計測機器が電力トランスデューサでない場合,その精度はクラス0.5の電力トラ
ンスデューサと等価とする。電力計測機器の動作範囲は,風車が発生するあらゆる正負の瞬間ピーク電力
を計測できるように設定する。目安として電力計測機器のフルスケール範囲は,風車定格出力の−50 %
200 %に設定する。電力計測機器の適用範囲限界の超過が発生しないようにするため,試験中にすべての
データを定期的に検討する。電力トランスデューサは,所定の手順に従って校正する。
電力計測機器は,風車と電気接続部との間に取り付け,正味の有効電力(すなわち,自己消費分を減じ
て)を計測する。計測は,変圧器の風車側で行うのか又は変圧器の系統側で行うかを記載する。
6.2 風速
風速計測は,附属書Iの要求事項を満たすカップ形風速計によって行う。出力性能計測の場合,1.7 Aよ
り上のクラスの風速計を用いる。さらに,サイトキャリブレーションを必要としない条件を規定した附属
書Bの要求事項を満たさない地形では,クラス2.5 B又は2.5 Sより上のクラスを用いることが望ましい。
計測されるべき風速は,瞬間的な風速ベクトル2) の水平方向成分絶対値の平均として定義され,主方向及
び横方向乱流成分だけを含み,鉛直方向乱流成分は含まない。その結果として,カップ形風速計の角度応
答は,コサイン形である(附属書J参照)。すべての報告される風速及び風速計の動作特性に関連したすべ
ての不確かさは,この風速の定義に関係付けられる。
注2) このように定義付けられた風速を測定可能な計器を用いることによって大抵のフィールド条件
で矛盾がない出力曲線が得られると信じられている。ここで矛盾がないとは,傾斜気流条件下
で測定される出力曲線が,水平気流条件下で測定される出力曲線と本質的に類似であることを
意味している。適切な取付け(計器をまっすぐに配置する。)をすることに特に注意が必要で,
また,カップがゆがんでいないか,風速計を点検することにも特別な注意が必要である。不適
切な取付け又はゆがんだカップによって,ひどく偏った結果が生じ得る。
カップ形風速計は,計測期間の前に校正する。そして,計測期間の後,再度,校正する。校正と再校正
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C 1400-12-1 : 2010 (IEC 61400-12-1 : 2005)
とによる回帰線の差は,6 m/sから12 m/sまでの範囲で,±0.1 m/s以内である。計測期間の前の校正値だ
けを性能試験に用いる。カップ形風速計の校正は,附属書Fの手順に従って実施する。校正中カップ形風
速計は,出力性能試験中に用いられるものと類似の垂直な管上に取り付ける。
再度の校正の下位の代替として,カップ形風速計が,その校正を計測期間中の持続が維持されたことを
報告する方法がある。その手順は,附属書Kに従う。
カップ形風速計は,気象観測マストにおいて,地表面からハブ高さ±2.5 %の位置に取り付ける。附属書
Gの取付けに関する要求事項を用いる。
風速計測の不確かさは,三つの発生源に由来する(表D.1参照)。すなわち,計器の校正,風速計の動作
特性及び取付効果による気流ゆがみ。校正の不確かさは,附属書Fから得る。動作特性に起因する不確か
さは,風速計の分類に関する附属書Iから得る。取付けの影響による不確かさは,附属書Gから得る。
6.3 風向
風向は,矢羽根形風向計で計測する。この目的に用いる風向計は,附属書Gに規定されているように,
気象観測マスト上のブームに取り付ける。風向計測の校正,動作及び風向計取付角度の合成不確かさは5°
を下回る。
6.4 大気密度
大気密度は,大気温度及び大気圧の計測値から式(1)を用いて導く。温度が高い場合には,相対湿度を計
測し,それを用いて補正するよう推奨する。大気中の湿度の大気密度への影響に対する補正は,式(F.1)を
用いて行う。
大気温度センサは,湿度センサを用いる場合,風車ロータ中心における大気温度を計測するため,ハブ
高さから10 m以内に設ける。
大気圧センサは,風車ロータ中心における大気圧に極力近い計測値を得るため,気象観測マスト上にハ
ブ高さに近い位置に設けることが望ましい。大気圧センサがハブ高さ近くに設置されない場合,大気圧計
測値はJIS W 0201に従ってハブ高さに補正する。
6.5 ロータ角速度及びピッチ角
ロータ角速度及びピッチ角は,特別な必要性がある場合,例えば,騒音試験との関係で計測値を適用す
る必要性がある場合,試験中計測するのがよい。計測する場合,計測値は箇条9に従って報告する。
6.6 ブレード状態
ブレードの状態は,特に失速制御風車の出力曲線に影響し得る。ブレード状態に影響する可能性のある
因子を監視することは風車の特性を理解するのに役立つ。これには降水,氷,昆虫及びほこりの付着が含
まれる。
6.7 風車制御装置
7.4のデータ削除基準を適用するのに十分な風車の状態信号を特定し,検証し,そして監視する。利用で
きる場合,風車制御装置のデータシステムからこれらのパラメータを得ることは妥当である3)。各状態信
号の定義を報告書に記載する。
注3) 風車カットイン風速に関する状態信号は,カットアウトヒステリシス制御アルゴリズムを証明
するのに適切である。
6.8 データ収録システム
計測値を収録し,かつ,前処理データを蓄積するのに少なくとも1 Hzのチャンネル当たりサンプリング
レートをもつデジタルデータ収録システムを用いる。
一連のデータシステム(伝送,信号調節及びデータ記録)の校正及び精度は,トランスデューサ端に既
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JIS C 1400-12-1:2010の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 61400-12-1:2005(IDT)
JIS C 1400-12-1:2010の国際規格 ICS 分類一覧
- 27 : エネルギー及び熱伝達工学 > 27.180 : 風力タービンエネルギーシステム
JIS C 1400-12-1:2010の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称