JIS C 1400-3:2014 風車―第３部：洋上風車の設計要件 | ページ 7

                                                         表1−設計荷重ケース(DLC)
      設計条件  DLC          風条件                 波          風及び波の方向性   海流     水位       その他の条件   解析のタイプ 部分安全率
     1) 発電    1.1  NTM                   NSS                  COD及びUNI       NCM     MSL        RNAに対する極値        U          N
                     Vin                     RNA
                1.2  NTM                   NSS Hs,Tp及びVhubの COD及びMUL       水流なし NWLR又は                         F          *
                     Vin                1.3  ETM                   NSS                  COD及びUNI       NCM     MSL                               U          N
                     Vin                1.4  ECD Vhub=Vr−2 m/s, NSS(又はNWH)       MIS及び風向変化 NCM      MSL                               U          N
                     Vr及びVr+2 m/s       Hs=E[Hs-Vhub]
                1.5  EWS                   NSS(又はNWH)       COD及びUNI       NCM     MSL                               U          N
                     Vin                1.6a NTM                   SSS                  COD及びUNI       NCM     NWLR                              U          N
                     Vin                1.6b NTM                   SWH                  COD及びUNI       NCM     NWLR                              U          N
                     Vin     2) 発電中  2.1  NTM                   NSS                  COD及びUNI       NCM     MSL        制御装置の故障又は     U          N
     の故障発        Vin     生         2.2  NTM                   NSS                  COD及びUNI       NCM     MSL        保護装置又は先行す     U          A
                     Vin                2.3  EOG                   NSS(又はNWH)       COD及びUNI       NCM     MSL        外部又は内部の電気     U          A
                                           Hs=E[Hs-Vhub]
                     Vhub=Vr±2 m/s及びVout                                                        故障(ネットワーク
                                                                                                                                              C1
                                                                                                    ロスを含む。)
                                                                                                                                                 4
                2.4  NTM                   NSS                  COD及びUNI       水流なし NWLR又は                         F          *
                                                                                                                                                  0
                                                                                                     制御,保護又は電気
                                                                                                                                                   0-
                                                                                                                                                    3
                     Vin                                                                                                                                                      : 2
                                                                                                     ワークロスを含む。)
                                                                                                                                                        014(IEC6 1400-
                                                                                                                                                                     3 : 200
                                                                                                                                                  2
                                                                                                                                                                           9
                                                                                                                                                   7
                                                                                                                                                                            )

――――― [JIS C 1400-3 pdf 31] ―――――

                                                                                                                                              C1
                                                                                                                                                  2
                                                      表1−設計荷重ケース(DLC)(続き)
                                                                                                                                                   8
                                                                                                                                                 40
      設計条件  DLC          風条件                 波          風及び波の方向性   海流     水位       その他の条件   解析のタイプ 部分安全率
                                                                                                                                                   0-
                                                                                                                                                    3
     3) 起動    3.1  NWP                   NSS(又はNWH)       COD及びUNI       水流なし NWLR又は                         F          *
                                                                                                                                                      : 2
                     Vin                                                                                                                                                        014(
                3.2  EOG                   NSS(又はNWH)       COD及びUNI       NCM     MSL                               U          N
                                                                                                                                                            I
                                          Hs=E[Hs-Vhub]
                     Vhub=Vin,Vr±2 m/s及び
                                                                                                                                                             EC6
                     Vout
                                                                                                                                                                 14
                3.3  EDC1                  NSS(又はNWH)       MIS及び風向変化 NCM      MSL                               U          N
                                                                                                                                                                   00
                                          Hs=E[Hs-Vhub]
                     Vhub=Vin,Vr±2 m/s及び
                                                                                                                                                                     -
                                                                                                                                                                     3 : 2
                     Vout
                                                                                                                                                                         0
     4) 通常停  4.1  NWP                   NSS(又はNWH)       COD及びUNI       水流なし NWLR又は                         F          *
                                                                                                                                                                          09)
     止              Vin                4.2  EOG                   NSS(又はNWH)       COD及びUNI       NCM     MSL                               U          N
                                           Hs=E[Hs-Vhub]
                     Vhub=Vr±2 m/s及びVout
     5) 緊急停  5.1  NTM                   NSS                  COD及びUNI       NCM     MSL                               U          N
     止                                    Hs=E[Hs-Vhub]
                     Vhub=Vr±2 m/s及びVout
     6) 待機中  6.1a EWM乱流モデル         ESS                  MIS及びMUL       ECM     EWLR                              U          N
    (静止又は       Vhub=k1Vref          Hs=k2Hs50
     遊転)     6.1b EWM定常風モデル       RWH                  MIS及びMUL       ECM     EWLR                              U          N
                     V(zhub)=Ve50         H=Hred50
                6.1c RWM定常風モデル       EWH                  MIS及びMUL       ECM     EWLR                              U          N
                     V(zhub)=Vred50       H=H50
                6.2a EWM乱流モデル         ESS                  MIS及びMUL       ECM     EWLR       ネットワークロス       U          A
                     Vhub=k1Vref          Hs=k2Hs50
                6.2b EWM定常風モデル       RWH                  MIS及びMUL       ECM     EWLR       ネットワークロス       U          A
                     V(zhub)=Ve50         H=Hred50
                6.3a EWM乱流モデル         ESS                  MIS及びMUL       ECM     NWLR       極値ヨーミスアライ     U          N
                     Vhub=k1V1            Hs=k2Hs1                                                メント
                6.3b EWM定常風モデル       RWH                  MIS及びMUL       ECM     NWLR       極値ヨーミスアライ     U          N
                     V(zhub)=Ve1          H=Hred1                                                 メント
                6.4  NTM                   NSS Hs,Tp及びVhubの COD及びMUL       水流なし NWLR又は                         F          *
                     Vhub<0.7Vref         結合確率分布                                   MSL以上

――――― [JIS C 1400-3 pdf 32] ―――――

                                                      表1−設計荷重ケース(DLC)(続き)
      設計条件  DLC          風条件                 波          風及び波の方向性   海流     水位       その他の条件   解析のタイプ 部分安全率
     7) 待機中  7.1a EWM乱流モデル         ESS                  MIS及びMUL       ECM     NWLR                              U          A
     に故障の        Vhub=k1V1            Hs=k2Hs1
     発生       7.1b EWM定常風モデル       RWH                  MIS及びMUL       ECM     NWLR                              U          A
                     V(zhub)=Ve1          H=Hred1
                7.1c RWM定常風モデル       EWH                  MIS及びMUL       ECM     NWLR                              U          A
                     V(zhub)=Vred1        H=H1
                7.2  NTM                   NSS Hs,Tp及びVhubの COD及びMUL       水流なし NWLR又は                         F          *
                     Vhub<0.7Vref         結合確率分布                                   MSL以上
     8) 輸送,  8.1   製造業者が指定                                                                                       U          T
     組立,保守 8.2a EWM乱流モデル         ESS                  COD及びUNI       ECM     NWLR                              U          A
     及び修理        Vhub=k1V1            Hs=k2Hs1
                8.2b EWM定常風モデル       RWH                  COD及びUNI       ECM     NWLR                              U          A
                     Vhub=Ve1             H=Hred1
                8.2c RWM定常風モデル       EWH                  COD及びUNI       ECM     NWLR                              U          A
                     V(zhub)=Vred1        H=H1
                8.3  NTM                   NSS Hs,Tp及びVhubの COD及びMUL       水流なし NWLR又は   据付け期間中は電気    F          *
                     Vhub<0.7Vref         結合確率分布                                   MSL以上    系統なし。
     “Vr±2 m/s”は,この範囲内の全ての風速に対する感度を解析しなければならない。
     注記 略語を,次に示す。
       COD   同一方向(6.4.1参照)          DLC     設計荷重ケース                     ECD    方向変化を伴う極値コヒーレントガスト(JIS C 1400-1)
       ECM   極値流速モデル(6.4.2.5参照)  EDC     極値方向変化(JIS C 1400-1)       EOG    運転時の極値突風(JIS C 1400-1)
                                                                                                                                              C1
       ESS   極値海況(6.4.1.5参照)        ETM     極値乱流モデル(JIS C 1400-1)     EWH    極値波高(6.4.1.6参照)
                                                                                                                                                 40
       EWLR 極値水位範囲(6.4.3.2参照)     EWM     極値風速モデル(JIS C 1400-1)     EWS    極値ウィンドシア(JIS C 1400-1)
                                                                                                                                                   0-
                                                                                                                                                    3
       MIS   方向の偏差(6.4.1参照)        MSL     平均海潮位(6.4.3参照)            MUL    多方向(6.4.1参照)
                                                                                                                                                      : 2
       NCM   通常流速モデル(6.4.2.4参照)  NTM     通常乱流モデル(JIS C 1400-1)     NWH    通常波高(6.4.1.2参照)
                                                                                                                                                        01
       NWLR 通常水位範囲(6.4.3.1参照)     NWP     通常ウィンドプロファイルモデル     NSS    通常海況(6.4.1.1参照)
                                                                                                                                                          4(I
                                                    (JIS C 1400-1)
                                                                                                                                                             EC6
       RWH   低減波高(6.4.1.7参照)        RWM     低減風速モデル(6.3参照)          SSS    高波浪時海況(6.4.1.3参照)
                                                                                                                                                                 1
       SWH   高波浪時波高(6.4.1.4参照)    UNI     単一方向(6.4.1参照)
                                                                                                                                                                  400
       F     疲労(7.6.3参照)              U       終極強度(7.6.2参照)              N      通常
                                                                                                                                                                     -
                                                                                                                                                                     3 : 2
       A     異常                           T       輸送及び建設                       *      疲労に対する部分安全率(7.6.3参照)
                                                                                                                                                                         00
                                                                                                                                                  2
                                                                                                                                                                           9
                                                                                                                                                   9
                                                                                                                                                                            )

――――― [JIS C 1400-3 pdf 33] ―――――

30
C 1400-3 : 2014 (IEC 61400-3 : 2009)
  表1に風速範囲が規定されている場合は,風車設計に対して最も厳しい条件になる風速を考慮する。風
速範囲は,幾つかの風速の値で表してもよい。この場合,計算精度を確保するために,十分な分解能をも
たなければならない7)。設計荷重ケースを定義することにおいて,箇条6の風条件及び海洋環境条件を基
準とする。
    注7) 一般に,風車の間隔は2 m/sで十分である。
  RNAに作用する荷重の計算では,一般に波は風と同一方向であり,風も波も一つの方向(単一方向)か
ら作用すると仮定してもよい8)。ただし,平均風向の過渡的変化を伴う設計荷重ケース(DLC 1.4及びDLC
3.3)は除く。
    注8)   LC 1.4及びDLC 3.3では,平均風向の過渡的変化の前は,風及び波は,同一方向,かつ,単
          一方向であると仮定してもよい。
  一般に,平均風向の過渡的変化を伴う設計荷重ケース(DLC 1.4及びDLC 3.3)及び待機状態(静止又は
遊転)設計条件の風車に対する設計荷重ケースを除く全ての設計荷重ケースにおいて,支持構造物に作用
する荷重の計算では,風及び波の方向は,同一と仮定してもよい。
  幾つかのケースにおいては,多方向からの風及び波は,支持構造物に作用する荷重に重大な影響を及ぼ
すことがある。これは主に,支持構造物の非軸対称性の程度に依存する。表1に示す幾つかの設計荷重ケ
ースでは,風及び波が最も厳しいケースである一つの方向(単一方向)から作用すると仮定して荷重計算
を実施してもよい。ただし,この場合,計算した最も厳しいケースの荷重を支持構造物の該当方向に適用
することによって,構造的健全性を検証しなければならない。
  それぞれの設計荷重ケースについて考慮しなければならない平均又は極値ヨーミスアライメントは,JIS
C 1400-1:2010による。ヨーミスアライメントは,風車主軸の風向に対する水平面内の偏差と定義する。
7.4.1  発電(DLC 1.1DLC 1.6)
  この設計条件では,洋上風車は運転中であり,電気負荷に接続している。想定する風車の形状には,ロ
ータのアンバランスを考慮する。また,ロータの製造過程で規定されている最大質量のアンバランス及び
空力アンバランス(例えば,ブレードピッチ及びねじれの偏差)を設計計算に用いる。また,ヨーミスア
ライメント及び制御装置のトラッキング(目標値追従)誤差などの理論的な最適運転条件からの偏差も,
運転荷重の解析で考慮しなければならない。
  DLC 1.1及びDLC 1.2では,洋上風車の寿命を通じて通常運転条件で発生する通常乱流モデル(NTM)
及び確率論的な通常海況(NSS)から生じる荷重の要求事項を具体化した。
  DLC 1.1の解析は,RNAに作用する終極(終局)荷重の計算だけに要求する。DLC 1.1の計算は,ある
平均風速範囲に対する確率論的海況,及び乱流流入風の複数の応答解析による荷重応答結果の統計的外挿
に基づかなくてはならない。それぞれの個別海況に対する有義波高は,該当する平均風速を条件とする有
義波高の期待値としなければならない。
  DLC 1.2では,それぞれの該当する平均風速に対して,一つの有義波高の値を考慮してもよい。ただし,
設計者は考慮する通常海況の個数及び分解能が,気象海象パラメータの十分に長期間の分布に関連した疲
労荷重の計算に対して十分なものとしなければならない。それぞれの通常海況では,有義波高,ピークス
ペクトル周期,波向及び水位は,気象海象パラメータの長期結合確率分布を基に,関連する平均風速とと
もに考慮する。
  DLC 1.2では,通常海況(NSS)を想定しなければならない。それぞれの通常海況に対して有義波高,
ピークスペクトル周期及び方向を設置予定のサイトに適した気象海象パラメータの長期結合確率分布を基
に,関連する平均風速とともに選定しなければならない。設計者は,気象海象パラメータの十分に長期間

――――― [JIS C 1400-3 pdf 34] ―――――

                                                                                             31
                                                                C 1400-3 : 2014 (IEC 61400-3 : 2009)
の分布に関連した疲労損傷に対して,考慮する通常海況の個数及び分解能を,十分に確保しなければなら
ない。
  DLC 1.3は,極値乱流条件において生じる終極(終局)荷重の要求事項を具体化したものである。この
設計荷重ケースに対しては,通常海況(NSS)を想定し,それぞれの個別海況に対する有義波高は,該当
する平均風速を条件とする有義波高の期待値としなければならない。
  DLC 1.4及びDLC 1.5は,洋上風車の寿命中に発生し得るその影響が重大な事象となり得る過渡的なケ
ースを規定している。これらの荷重ケースでは,通常海況(NSS)を想定し,それぞれの個別海況に対す
る有義波高は,該当する平均風速を条件とする有義波高の期待値としなければならない。決定論的な通常
波高(NWH)を用いた応答解析で代替してもよいが,この場合には,波高が該当する平均風速を条件とす
る有義波高の期待値に等しいと仮定しなければならない。
  DLC 1.4では,過渡的な風向変化の前は,風及び波は同一方向であると仮定してもよい。
  DLC 1.6aは,通常乱流モデル(NTM)及び高波浪時海況(SSS)条件において生じる終極(終局)荷重
の要求事項を具体化したものである。それぞれの個別海況に対する有義波高は,6.4.1.3の規定により,該
当する平均風速の有義波高の条件付き分布から計算しなければならない。
  DLC 1.6bでは,それぞれの平均風速に対する決定論的な高波浪時波高(SWH)は,6.4.1.4の規定により
計算しなければならない。
  なお,DLC 1.6aの扱いにおいて,確率論的な高波浪時海況の動的シミュレーションで波の非線形運動が
適切に表現されている場合は,DLC 1.6bの計算は省略してもよい。
  RNAに作用する荷重の計算では,DLC 1.1の応答解析結果の統計解析は,翼根の面内モーメント及び面
外モーメントの極値,並びに翼端たわみの計算を含まなければならない。DLC 1.3による極値設計値がこ
れらのパラメータの極値を上回った場合は,DLC 1.1の詳細な解析は省略してもよい。これらのパラメー
タの極値設計値がDLC 1.3による極値設計値以下である場合,DLC 1.3に用いる極値乱流モデル(JIS C
1400-1参照)の係数cは,DLC 1.3で計算した極値設計値がDLC 1.1で計算したこれらのパラメータの極
値設計値以上になるまで引き上げてもよい。
7.4.2  発電中の故障発生又は電力系統の喪失(DLC 2.1DLC 2.4)
  この設計条件は,風車の発電中に故障又は電力系統の喪失が発生した場合に引き起こされる過渡的な事
象を扱う。風車の荷重に顕著に影響する制御及び保護システムのあらゆる故障又は電気システムの内部故
障(例えば,発電機の短絡)を考慮しなければならない。DLC 2.1では,制御機能関連の故障又は電力系
統の喪失の発生は,通常事象として考慮する9)。DLC 2.2では,保護機能又は内部電気システムに関連し
た故障を含むまれな事象は異常として考慮する。DLC 2.3では,重大な影響になり得る風事象であるEOG
を,内部又は外部電気システムの故障(電力系統の喪失を含む。)と関連させ,異常事象として考慮する。
このケースでは,荷重が最悪となるように,これら二つの事象が発生するタイミングを選定しなければな
らない。故障又は電力系統の喪失が直ちに停止には至らないものの,それによる荷重が顕著な疲労損傷に
つながる可能性がある場合,この状況の継続時間及び通常乱流モデル(NTM)による疲労損傷をDLC 2.4
にて評価しなければならない。
    注9)   LC 2.1では,電力系統における故障に対するライドスルーに関する設計条件についても考慮
          することが望ましい。
  DLC 2.1,DLC 2.2,DLC 2.3及びDLC 2.4では,通常海況(NSS)条件を想定し,それぞれの個別海況
に対する有義波高は,該当する平均風速を条件とする有義波高の期待値としなければならない。DLC 2.3
の場合は,決定論的な通常波高(NWH)を用いた応答解析で代替してもよいが,この場合には波高が,該

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