Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10687-12-2:2023 Hệ thống phát điện gió - Phần 12-2

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10687-12-2:2023
IEC 61400-12-2:2022

HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ - PHẦN 12-2: HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG CỦA TUABIN GIÓ PHÁT ĐIỆN DỰA TRÊN PHÉP ĐO GIÓ TRÊN VỎ TUABIN

Wind energy generation systems - Part 12-2: Power performance of electricity-producing wind turbines based on nacelle anemometry

Mục lục

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Ký hiệu, đơn vị và thuật ngữ viết tắt

5 Tổng quan về phương pháp thử

6 Chuẩn bị thử nghiệm hiệu suất

6.1 Quy định chung

6.2 Tuabin gió

6.3 Vị trí thử nghiệm

6.4 Hàm truyền tốc độ gió đo trên vỏ tuabin

6.5 Kế hoạch thử nghiệm

7 Thiết bị thử nghiệm

7.1 Công suất điện

7.2 Tốc độ gió

7.3 Hướng gió

7.4 Mật độ không khí

7.5 Tốc độ rôto

7.6 Góc pitch

7.7 Trạng thái tuabin gió

7.8 Thu thập dữ liệu

8 Quy trình đo

8.1 Yêu cầu chung

8.2 Vận hành tuabin gió

8.3 Đồng bộ hoá (các) hệ thống dữ liệu

8.4 Thu thập dữ liệu

8.5 Kiểm tra chất lượng dữ liệu

8.6 Loại bỏ dữ liệu

8.7 Hiệu chỉnh dữ liệu

8.8 Cơ sở dữ liệu

9 Kết quả thu được

9.1 Chuẩn hóa dữ liệu - Hiệu chỉnh mật độ

9.2 Xác định đường cong công suất đo được

9.3 Sản lượng điện hàng năm (AEP)

9.4 Hệ số công suất

9.5 Phân tích độ không đảm bảo

10 Định dạng báo cáo

Phụ lục A (quy định), Quy trình có hiệu lực đối với hàm truyền tốc độ gió trên vỏ tuabin

Phụ lục B (quy định), Đánh giá độ không đảm bảo đo

Phụ lục C (quy định), Cơ sở lý thuyết để xác định độ không đảm bảo đo sử dụng phương pháp bin

Phụ lục D (quy định),Thiết lập và tính độ không đảm bảo của NPC

Phụ lục E (quy định), Các loại thiết bị đo gió được cho phép

Phụ lục F (tham khảo), Các cân nhắc về kết quả và độ không đảm bảo

Phụ lục G (tham khảo), Ví dụ về tính độ không đảm bảo NTF/NPC của nhiều tuabin

Phụ lục H (tham khảo), Việc tổ chức thử nghiệm, an toàn và liên lạc

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 10687-12-2:2023 hoàn toàn tương đương với iEC 61400-12-2-2022;

TCVN 10687-12-2:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 10687 (IEC 61400) gồm các phần sau:

1) TCVN 10687-1:2015 (IEC 61400-1:2014), Tuabin gió - Phần 1: Yêu cầu thiết kế

2) TCVN 10687-21:2018 (IEC 61400-21:2008), Tuabin gió - Phần 21: Đo và đánh giá đặc tính chất lượng điện năng của tuabin gió nối lưới

3) TCVN 10687-22:2018, Tuabin gió - Phần 22: Hướng dẫn thử nghiệm và chứng nhận sự phù hợp

4) TCVN 10687-24:2015 (IEC 61400-24:2010), Tuabin gió - Phần 24: Bảo vệ chống sét

5) TCVN 10687-12-1:2023 (IEC 61400-12-1:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-1: Đo hiệu suất năng lượng của tuabin gió phát điện

6) TCVN 10687-12-2:2023 (IEC 61400-12-2:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-2: Hiệu suất năng lượng của tuabin gió phát điện dựa trên phép đo gió trên vỏ tuabin

7) TCVN 10687-12-4:2023 (IEC TR 61400-12-4:2020), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-4: Hiệu chuẩn vị trí bằng số dùng cho thử nghiệm hiệu suất năng lượng của tuabin gió

Ngoài ra bộ tiêu chuẩn IEC 61400 còn có các tiêu chuẩn sau:

1) IEC 61400-1:2019, Wind energy generation systems Part 1: Design requirements

2) IEC 61400-2:2013, Wind turbines - Part 2: Small wind turbines

3) IEC 61400-3-1:2019, Wind energy generation systems - Part 3-1: Design requirements for fixed offshore wind turbines

4) IEC TS 61400-3-2:2019, Wind energy generation systems - Part 3-2: Design requirements for floating offshore wind turbines

5) IEC 61400-4:2012, Wind turbines - Part 4: Design requirements for wind turbine gearboxes

6) IEC 61400-5:2020, Wind energy generation systems - Part 5: Wind turbine blades

7) IEC 61400-6:2020, Wind energy generation systems - Part 6: Tower and foundation design requirements

8) IEC 61400-11:2012, AMD1:2018, Wind turbines - Part 11: Acoustic noise measurement techniques

9) IEC 61400-12:2022, Wind energy generation systems - Part 12: Power performance measurements of electricity producing wind turbines - Overview

10) IEC 61400-12-3:2022, Wind energy generation systems - Part 12-3: Power performance - Measurement based site calibration

11) IEC 61400-12-5:2022, Wind energy generation systems - Part 12-5: Power performance - Assessment of obstacles and terrain

12) IEC 61400-12-6:2022, Wind energy generation systems - Part 12-6: Measurement based nacelle transfer function of electricity producing wind turbines

13) IEC 61400-13:2015, AMD1:2021, Wind turbines - Part 13: Measurement of mechanical loads

14) IEC TS 61400-14:2005, Wind turbines - Part 14: Declaration of apparent sound power level and tonality values

15) IEC 61400-21-1:2019, Wind energy generation systems - Part 21-1: Measurement and assessment of electrical characteristics - Wind turbines

16) IEC 61400-21-2:2023, Wind energy generation systems - Part 21-2: Measurement and assessment of electrical characteristics - Wind power plants

17) IEC TR 61400-21-3:2019, Wind energy generation systems - Part 21-3: Measurement and assessment of electrical characteristics - Wind turbine harmonic model and its application

18) IEC 61400-23:2014, Wind turbines - Part 23: Full-scale structural testing of rotor blades

19) IEC 61400-24:2019, Wind energy generation systems - Part 24: Lightning protection

20) IEC 61400-25-1:2017, Wind energy generation systems - Part 25-1: Communications for monitoring and control of wind power plants - Overall description of principles and models

21) IEC 61400-25-2:2015, Wind turbines - Part 25-2: Communications for monitoring and control of wind power plants Information models

22) IEC 61400-25-3:2015, Wind turbines - Part 25-3: Communications for monitoring and control of wind power plants - Information exchange models

23) IEC 61400-25-4:2016, Wind energy generation systems - Part 25-4: Communications for monitoring and control of wind power plants - Mapping to communication profile

24) IEC 61400-25-5:2017, Wind energy generation systems - Part 25-5: Communications for monitoring and control of wind power plants - Compliance testing

25) IEC 61400-25-6:2016, Wind energy generation systems - Part 25-6: Communications for monitoring and control of wind power plants - Logical node classes and data classes for condition monitoring

26) IEC TS 61400-25-71:2019, Wind energy generation systems Part 25-71: Communications for monitoring and control of wind power plants - Configuration description language

27) IEC 61400-26-1:2019, Wind energy generation systems - Part 26-1: Availability for wind energy generation systems

28) IEC 61400-27-1:2020, Wind energy generation systems - Part 27-1: Electrical simulation models - Generic models

29) IEC 61400-27-2:2020, Wind energy generation systems - Part 27-2: Electrical simulation models - Model validation

30) IEC TS 61400-29:2023, Wind energy generation systems - Part 29: Marking and lighting of wind turbines

31) IEC 61400-50:2022, Wind energy generation systems - Part 50: Wind measurement - Overview

32) IEC 61400-50-1:2022, Wind energy generation systems - Part 50-1: Wind measurement - Application of meteorological mast, nacelle and spinner mounted instruments

33) IEC 61400-50-2:2022, Wind energy generation systems - Part 50-2: Wind measurement - Application of ground-mounted remote sensing technology

34) IEC 61400-50-3:2022, Wind energy generation systems - Part 50-3: Use of nacelle-mounted lidars for wind measurements

HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ - PHẦN 12-2: HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG CỦA TUABIN GIÓ PHÁT ĐIỆN DỰA TRÊN PHÉP ĐO GIÓ TRÊN VỎ TUABIN

Wind energy generation systems - Part 12-2: Power performance of electricity-producing wind turbines based on nacelle anemometry

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định quy trình để kiểm tra xác nhận các đặc tính hiệu suất năng lượng của một tuabin gió trục ngang sản xuất điện mà tuabin này không được coi là một tuabin gió cỡ nhỏ theo IEC 61400-2. Tiêu chuẩn này được thiết kế để sử dụng khi các yêu cầu kỹ thuật về vận hành cụ thể hoặc theo hợp đồng không phù hợp với các yêu cầu đã được thiết lập trong TCVN 10687 12-1 (IEC 61400-12-1). Quy trình này có thể được sử dụng cho việc đánh giá đặc tính hiệu suất năng lượng của các tuabin cụ thể tại các vị trí cụ thể nhưng cũng có thể sử dụng phương pháp luận để thực hiện các so sánh chung giữa các mô hình tuabin khác nhau hoặc các chế độ cài đặt tuabin khác nhau.

Mục đích của tiêu chuẩn này nhằm cung cấp một phương pháp luận thống nhất về đo lường, phân tích và báo cáo các đặc tính hiệu suất năng lượng cho các tuabin gió sản xuất điện năng riêng biệt sử dụng phương pháp đo gió trên vỏ tuabin. Tiêu chuẩn này dự kiến chỉ được áp dụng cho các tuabin gió trục ngang có kích cỡ đủ lớn để máy đo gió được lắp đặt trên vỏ tuabin không làm ảnh hưởng đến hiệu suất của tuabin gió. Mục đích của tiêu chuẩn này là sử dụng các phương pháp được trình bày trong tiêu chuẩn khi các yêu cầu quy định trong TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1) là không khả thi. Điều này đảm bảo rằng các kết quả được nhất quán, chính xác và có thể lặp lại nhiều nhất có thể theo mức độ phát triển cao nhất hiện nay đối với thiết bị và kỹ thuật đo lường.

Tiêu chuẩn này mô tả cách thể hiện hiệu suất năng lượng của tuabin theo đường cong công suất đo được và AEP ước tính. Hướng dẫn về việc xem xét độ không đảm bảo liên quan đến hiệu suất năng lượng của mẫu tuabin được thử nghiệm so với hiệu suất năng lượng của tất cả các tuabin trong một trang trại gió được cung cấp. Hướng dẫn về việc đánh giá độ không đảm bảo được kết hợp trong trường hợp có nhiều tuabin được thử nghiệm cũng được đưa ra.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây, bao gồm toàn bộ hoặc một phần, là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung.

TCVN 9595-3:2013 (ISO/IEC Guide 98-3:2008), Độ không đảm bảo đo - Phần 3: Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM:1995)

TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-1: Đo hiệu suất năng lượng của tuabin gió phát điện

TCVN 11845-2 (IEC 61869-2), Máy biến đổi đo lường - Phần 2: Yêu cầu bổ sung đối với máy biến dòng

TCVN 11845-3 (IEC 61869-3), Máy biến đổi đo lường - Phần 3: Yêu cầu bổ sung đối với máy biến điện áp kiểu cảm ứng

IEC 60688:2021, Electrical measuring transducers for converting AC and DC electrical quantities to analogue or digital signals (Bộ chuyển đổi đo điện dùng để chuyển đổi đại lượng điện xoay chiều và một chiều sang các tín hiệu analog hoặc digital)

IEC 61400-12-3, Wind energy generation systems - Part 12-3: Power performance - Measurement based site calibration (Hệ thống phát điện gió - Phần 12-3: Hiệu suất năng lượng - Hiệu chuẩn vị trí dựa vào phép đo)

IEC 61400-12-5:2022, Wind energy generation systems - Part 12-5: Power performance - Assessment of obstacles and terrain (Hệ thống phát điện tuabin gió - Phần 12-5: Hiệu suất năng lượng - Đánh giá chướng ngại vật và địa hình)

IEC 61400-12-6, Wind energy generation systems - Part 12-6: Measurement based nacelle transfer function of electricity producing wind turbines (Hệ thống phát điện tuabin gió - Phần 12-6: Hàm truyền trên vỏ tuabin dựa trên phép đo của các tuabin gió phát điện)

IEC 61400-50-1, Wind energy generation systems - Part 50-1: Wind measurement - Application of meteorological mast, nacelle and spinner mounted instruments (Hệ thống phát điện tuabin gió - Phần 50-1: Đo gió - Áp dụng các dụng cụ đo lắp đặt trên cột khí tượng, vỏ tuabin và mũ hub)

ISO 2533:1975, Standard atmosphere (Khí quyển tiêu chuẩn)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Độ chính xác (accuracy)

Mức độ gần nhau được chấp nhận giữa kết quả của phép đo và giá trị thực của đại lượng đo.

3.2

Sản lượng điện hàng năm (annual energy production)

AEP

Ước tính tổng sản lượng điện của tuabin gió trong thời gian một năm khi áp dụng đường cong công suất đo được với các phân bố tần suất tốc độ gió tham chiếu khác nhau ở độ cao hub, với giả thiết mức độ khả dụng là 100 %.

3.3

AEP-đo được (AEP-measured)

Sản lượng điện hàng năm đo được (measured annual energy production)

Ước tính tổng sản lượng điện của tuabin gió trong thời gian một năm khi áp dụng đường cong công suất đo được với các phân bố tần suất tốc độ gió tham chiếu khác nhau ở độ cao hub mà không có ngoại suy đường cong công suất cho tốc độ gió lớn hơn, với giả thiết mức độ khả dụng là 100 %.

3.4

AEP-ngoại suy (AEP-extrapolated)

Sản lượng điện hàng năm ngoại suy (extrapolated annual energy production)

Ước tính tổng sản lượng điện của tuabin gió trong thời gian một năm khi áp dụng đường cong công suất đo được với các phân bố tần suất tốc độ gió tham chiếu khác nhau ở độ cao hub, có ngoại suy đường cong công suất cho tốc độ gió ngắt mạch của tuabin, với giả thiết mức độ khả dụng là 100 %.

3.5

Địa hình phức tạp (complex terrain)

Địa hình xung quanh vị trí thử nghiệm có các tính chất biến động đáng kể về địa thế và các chướng ngại địa hình có thể gây ra sai lệch luồng không khí.

3.6

Bộ dữ liệu (data set)

Tập hợp các dữ liệu được lấy mẫu trong một khoảng thời gian liên tục.

3.7

Tài liệu (documentation)

Bất kỳ thông tin nào liên quan đến thử nghiệm được lưu giữ trong tệp hoặc dữ liệu hoặc cả hai mà không nhất thiết phải trình bày trong báo cáo cuối cùng.

3.8

Đường cong công suất ngoại suy (extrapolated power curve)

Sự mở rộng của đường cong công suất đo được bằng cách ước tính công suất ra từ tốc độ gió lớn nhất đo được đến tốc độ gió ngắt mạch.

3.9

Sai lệch luồng không khí (flow distortion)

Thay đổi luồng không khí do chướng ngại vật, sự thay đổi địa hình hoặc các tuabin gió khác gây ra dẫn đến tốc độ gió tại vị trí đo gió khác với tốc độ gió tại vị trí của tuabin gió.

3.10

Tốc độ gió luồng tự do (free stream wind speed)

Tốc độ gió nằm ngang được đo ở phía trước của rôto của máy phát điện tuabin gió không bị ảnh hưởng bởi khí động học rôto.

3.11

Cường độ luồng xoáy (turbulence intensity)

Tỷ số giữa độ lệch chuẩn của tốc độ gió và tốc độ gió trung bình, được xác định từ cùng một bộ các mẫu số liệu đo tốc độ gió, và thực hiện trong một khoảng thời gian quy định.

3.12

Độ cao hub (hub height)

<tuabin gió> Chiều cao của tâm diện tích quét của rôto tuabin gió so với mức nền tại đế của cột tháp.

3.13

Thay đổi cấu hình máy (machine configuration change)

Thay đổi tuabin hoặc sự can thiệp vào hoạt động của tuabin gây ra thay đổi đáng kể về hiệu suất năng lượng của tuabin mà không phải là bảo dưỡng bình thường.

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ về thay đổi cấu hình máy bao gồm thay thế các bộ phận phần cứng, đặc biệt là cánh quạt, hộp số hoặc máy phát; thay đổi hoặc cập nhật phần mềm của tuabin hoặc các thông số của nó; rửa cánh quạt đột xuất; cập nhật phần mềm của tuabin.

3.14

Đường cong công suất đo được (measured power curve)

Bảng và đồ thị thể hiện công suất ra ròng đã đo, hiệu chỉnh và chuẩn hóa của một tuabin gió là hàm của tốc độ gió luồng tự do đo được, được đo bằng quy trình đo đã xác định.

3.15

Thời gian đo (measurement period)

Thời gian trong đó cơ sở dữ liệu quan trọng theo thống kê được thu thập cho thử nghiệm hiệu suất năng lượng.

3.16

Khu vực đo (measurement sector)

Khu vực có các hướng gió mà từ đó dữ liệu được chọn để xác định:

i) đường cong công suất đo được

ii) hàm truyền vỏ tuabin

3.17

Độ không đảm bảo đo (measurement uncertainty)

Tham số, cùng với kết quả của phép đo, đặc trưng cho sự phân tán của các giá trị mà được gán một cách hợp lý cho đối tượng đo.

3.18

Phương pháp bin (method of bins)

Quy trình giảm dữ liệu bằng cách nhóm các dữ liệu thử nghiệm cho một tham số nhất định thành các khoảng (bin).

CHÚ THÍCH 1: Phương pháp bin thường được sử dụng cho các bin tốc độ gió nhưng cũng có thể áp dụng cho các tham số khác.

CHÚ THÍCH 2: Đối với từng bin, số lượng các bộ dữ liệu hoặc tổng của chúng được ghi lại, và giá trị tham số trung bình trong từng bin được tính toán.

3.19

Vỏ tuabin (nacelle)

Vỏ chứa hệ thống truyền động và các phần tử khác trên đỉnh máy phát tuabin gió trục ngang.

3.20

Đường cong công suất của vỏ tuabin (nacelle power curve)

NPC

Hiệu suất năng lượng đo được của một tuabin gió được thể hiện bằng công suất điện ra tác dụng ròng từ tuabin gió là hàm của tốc độ gió luồng tự do.

CHÚ THÍCH 1: Đối với NPC, không đo trực tiếp tốc độ gió luồng tự do mà tốt hơn hết là đo tốc độ gió của vỏ tuabin và hàm truyền trên vỏ tuabin được áp dụng để đạt đến tốc độ gió luồng tự do.

3.21

Tốc độ gió của vỏ tuabin (nacelle wind speed)

Tốc độ gió nằm ngang được đo trên đỉnh hoặc phía trước của vỏ tuabin gió.

3.22

Công suất điện tác dụng ròng (net active electric power)

Mức công suất điện ra của tuabin gió được phát vào lưới điện.

3.23

Bảo trì bình thường (normal maintenance)

Can thiệp được thực hiện theo một chương trình bảo trì thông thường đã xác định, độc lập với thử nghiệm hiệu suất năng lượng đang được thực hiện, ví dụ như, thay dầu, rửa cánh quạt (nếu đến hạn, độc lập với thử nghiệm hiệu suất năng lượng) và can thiệp bất kỳ nằm ngoài phạm vi của chương trình bảo trì thông thường (ví dụ như sửa chữa một bộ phận bị lỗi) mà đó không phải là thay đổi cấu hình máy.

3.24

Chướng ngại vật (obstacle)

Chướng ngại làm cản gió và gây sai lệch luồng không khí, ví dụ như toà nhà hoặc cây cối.

3.25

Góc pitch (pitch angle)

Góc giữa đường dây cung tại một vị trí hướng tâm của cánh đã xác định (thường là 100 % bán kính của cánh) và mặt phẳng quay của rôto.

3.26

Hệ số công suất (power coefficient)

Tỷ số giữa công suất ra ròng của một tuabin gió với công suất khả dụng theo luồng gió tự do trên diện tích quét của rôto.

3.27

Hiệu suất năng lượng (power performance)

Thước đo khả năng của một tuabin gió để tạo ra công suất điện và điện năng.

3.28

Công suất danh định (rated power)

Mức công suất được ấn định, thường bởi nhà chế tạo, đối với điều kiện vận hành quy định của một thành phần, cơ cấu hoặc thiết bị.

3.29

Báo cáo (report)

Bất kỳ thông tin nào liên quan đến thử nghiệm được nêu trong tài liệu cuối cùng.

3.30

Chiều dài thô (roughness length)

Chiều cao ngoại suy mà tại đó tốc độ gió trung bình trở về không nếu biên dạng gió theo phương thẳng đứng được giả định là biến đổi theo hàm loga của chiều cao.

3.31

Hiệu chuẩn vị trí (site calibration)

Quy trình nhằm xác định số lượng và có khả năng làm giảm tác động của địa hình và các chướng ngại vật bằng cách đo sự tương quan theo hướng gió giữa tốc độ gió đo được tại cột khí tượng tham chiếu và tốc độ gió đo được tại vị trí của tuabin gió.

3.32

Độ không đảm bảo chuẩn (standard uncertainty)

Độ không đảm bảo của kết quả đo được thể hiện là độ lệch chuẩn.

3.33

Diện tích quét (swept area)

Đối với tuabin gió trục ngang, diện tích hình chiếu của rôto chuyển động trên mặt phẳng vuông góc với trục quay; đối với rôto nghiêng, cần giả định rằng rôto vuông góc với trục tốc độ thấp.

3.34

Vị trí thử nghiệm (test site)

Vị trí của tuabin gió cần thử nghiệm và môi trường bao quanh tuabin.

3.35

Tuabin sẵn sàng hoạt động (turbine online)

Trạng thái của tuabin gió, trong quá trình làm việc bình thường mà không phải là đóng mạch hoặc ngắt mạch, nhưng bao gồm bất kỳ hoạt động nào ở tốc độ động cơ trong phạm vi làm việc bình thường khi tuabin bị ngắt kết nối với điện lưới trong thời gian ngắn, ví dụ như chuyển đổi giữa các máy phát, giai đoạn phát điện, đấu nối tam giác/sao hoặc tương tự.

3.36

Trượt gió (wind shear)

Thay đổi tốc độ gió ngang qua mặt phẳng vuông góc với hướng gió.

4  Ký hiệu, đơn vị và thuật ngữ viết tắt

5  Tổng quan về phương pháp thử

Phương pháp đo hiệu suất bằng “máy đo gió trên vỏ tuabin” này tương tự với phương pháp tiêu chuẩn được mô tả trong TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1) trong đó dữ liệu thu được để mô tả đường cong công suất của tuabin gió - là công suất được tính là hàm của tốc độ gió luồng tự do. Trong cả hai phương pháp, tốc độ gió luồng tự do là thành phần nằm ngang của luồng gió tự do sẽ tồn tại ở vị trí tâm của rôto tuabin nếu tuabin không cản gió. Trong TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1), máy đo gió được đặt lên cột khí tượng cách tuabin một khoảng từ 2 đến 4 lần đường kính rôto. Ở địa hình bằng phẳng, vị trí này cho ước tính tốt về tốc độ gió tại tuabin khi không có tuabin. Ở địa hình phức tạp, việc hiệu chuẩn vị trí điều chỉnh sự sai lệch của tốc độ gió giữa cột khí tượng và vị trí tại tâm của rôto tuabin.

Trong phương pháp đo gió trên vỏ tuabin này, gió được đo bằng cách sử dụng máy đo gió được lắp đặt trên hoặc ở phía trước vỏ tuabin. Vị trí này tương đối gần với tâm của rôto tuabin nên địa hình xung quanh và các chướng ngại vật ít có khả năng làm lệch gió giữa vị trí đo mong muốn và vị trí đo thực tế. Tuy nhiên, rôto tuabin và vỏ tuabin làm sai lệch luồng không khí đáng kể. Do đó, cần phải định lượng sai lệch này và tính đến nó trong quy trình thử nghiệm. Phương pháp này đưa ra tiêu chí để xác định xem hàm truyền trên vỏ tuabin (NTF) có hợp lệ đối với một tuabin bất kỳ.

Khi hàm truyền thu được bằng cách áp dụng IEC 61400-12-6, phương pháp đo gió trên vỏ tuabin để thiết lập đường cong công suất, đường cong công suất trên vỏ tuabin (NPC), là tương tự với phương pháp trong TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1). Trong tiêu chuẩn này, phần này của phương pháp được gọi là “thử nghiệm hiệu suất”. Dữ liệu tương tự như yêu cầu của thử nghiệm trong TCVN 10687- 12-1 (IEC 61400-12-1) thu được tốc độ gió (tốc độ gió dựa trên vỏ tuabin thay cho tốc độ gió đo trên cột khí tượng), hướng gió (qua vị trí xoay tuabin và chong chóng gió thay vì sử dụng mũi tên chỉ hướng gió trên cột khí tượng), công suất điện, nhiệt độ không khí, áp suất không khí và các điều kiện khác. Hàm truyền được áp dụng cho tốc độ gió đo được tương tự như cách thức được sử dụng cho các hiệu chỉnh hiệu chuẩn vị trí. Dữ liệu có giá trị được lựa chọn và nhóm thành bin và các NPC được thể hiện dưới dạng bảng và đồ thị. Xác định và báo cáo AEP và các độ không đảm bảo.

Các điểm sau đây phải được ghi nhớ khi sử dụng phương pháp được mô tả trong tiêu chuẩn này. Định nghĩa về đường cong công suất thu được không giống với định nghĩa của TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1) vì hàm truyền có thể chỉ được thiết lập và áp dụng khi rôto đang lấy điện từ gió (nghĩa là tuabin sẵn sàng hoạt động). Do đó, đường cong công suất được xác định theo tiêu chuẩn này không xem xét các trường hợp mà trong đó tuabin gió không sẵn sàng hoạt động khi đang vận hành (khởi động, cờ để kiểm tra nội bộ, hiện ứng trễ, v,v,...). Về khía cạnh này, đường cong công suất là tương tự nhưng không giống với đường cong công suất B của TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1). Trong các trường hợp cực trị, công suất ra trung bình thu được do đường cong công suất được xác định theo tiêu chuẩn này có thể lớn hơn đáng kể và AEP được đánh giá rất cao so với TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1).

Ngoài ra, phương pháp này dựa trên giả định rằng các ảnh hưởng địa hình có thể được tách biệt với các ảnh hưởng rôto, nghĩa là các ảnh hưởng địa hình thu được khi hiệu chuẩn vị trí trong khi các ảnh hưởng rôto thu được theo hàm truyền. Giả định rằng tất cả các ảnh hưởng địa hình thu được khi hiệu chuẩn vị trí cũng là cơ sở của phương pháp luận của TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1). Tuy nhiên, tính hợp lệ của giả định này có hiệu quả hơn trong phương pháp luận của tiêu chuẩn này. Vì lý do đó, sự đóng góp thêm về độ không đảm bảo do các ảnh hưởng địa hình cần được tính đến. Cuối cùng, phương pháp này được dựa trên giả định rằng hàm truyền và đường cong công suất thu được không phụ thuộc vào mùa. Có đủ bằng chứng để nghi ngờ giả định này. Do đó, việc đánh giá độ không đảm bảo phản ánh sự phụ thuộc theo mùa. Người sử dụng tiêu chuẩn này cần được cảnh báo để hiểu rõ các vấn đề này khi áp dụng tiêu chuẩn này trong thực tế.

Lưu ý rằng, hiệu chuẩn vị trí không liên quan đến phép đo đường cong công suất trên vỏ tuabin. Tuy nhiên, hiệu chuẩn vị trí có thể được yêu cầu để xác định NTF.

Hình 1 thể hiện lưu đồ về phương pháp thử nghiệm đường cong công suất.

Hình 1 - Tổng quan quy trình

6  Chuẩn bị thử nghiệm hiệu suất

6.1  Quy định chung

Các điều kiện thử nghiệm cụ thể liên quan đến phép đo hiệu suất năng lượng của tuabin gió phải được dẫn chứng và báo cáo đầy đủ, như được nêu chi tiết trong Điều 10.

6.2  Tuabin gió

Như được nêu chi tiết trong Điều 10, tuabin gió phải được đánh giá, mô tả và báo cáo để định danh duy nhất cấu hình máy cụ thể cần thử nghiệm.

Cấu hình tuabin có ảnh hưởng đáng kể đến đường cong công suất trên vỏ tuabin đo được của tuabin gió. Đặc biệt là các ảnh hưởng sai lệch luồng không khí trên vỏ tuabin và rôto sẽ khiến tốc độ gió như đã đo trên vỏ tuabin khác với, mặc dù tương quan với, tốc độ gió luồng tự do.

Hàm truyền tốc độ gió trên vỏ cần được đo trên một tuabin ở địa hình tương tự như tuabin mà NTF sẽ được áp dụng để xác định NPC. Nếu điều này là không thể thì NTF cần được đo ở địa hình bằng phẳng.

Cấu hình tuabin phải được đánh giá đối với các nguồn ảnh hưởng lên NTF để:

a) xác định tính hợp lệ của hàm truyền trên vỏ tuabin được tạo trước đó (Phụ lục A);

b) đánh giá độ không đảm bảo do sai lệch luồng không khí (Phụ lục B, Phụ lục C và Phụ lục D).

Tất cả các kiểm tra theo Phụ lục A phải được thực hiện như một phần của việc đánh giá tuabin gió.

Cấu hình tuabin gió phải được báo cáo như đã nêu chi tiết trong Điều 10.

6.3  Vị trí thử nghiệm

Các điều kiện tại vị trí thử nghiệm có thể làm tăng đáng kể độ không đảm bảo trong các phép đo hiệu suất năng lượng. Mặc dù khoảng cách gần giữa máy đo gió trên vỏ tuabin với vị trí đo mong muốn (tâm rôto) làm giảm sự sai lệch tồn tại giữa máy đo gió được lắp đặt trên cột khí tượng và rôto tuabin gió, địa hình và các chướng ngại vật có thể vẫn ảnh hưởng đến các kết quả thử nghiệm.

Vị trí thử nghiệm phải được đánh giá đối với các nguồn gây sai lệch luồng không khí để:

a) xác định khu vực đo thích hợp có tính đến vị trí của các chướng ngại vật và phân loại địa hình;

b) đánh giá độ không đảm bảo theo đường cong công suất do sai lệch luồng không khí.

Các yếu tố sau phải được xem xét, cụ thể là:

1) các biến đổi địa hình và chiều dài thô tham chiếu (như xác định trong TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1))

2) các tuabin gió khác;

3) luồng xoáy là hàm của tốc độ gió và hướng gió;

4) chướng ngại vật (toà nhà, cây, v.v...).

Hai yếu tố đặc biệt quan trọng:

- thứ nhất là các tuabin khác hoặc các chướng ngại vật đáng kể ngược chiều gió của tuabin thử nghiệm, tạo ra luồng rẽ khí ảnh hưởng đến cả phép đo sản lượng điện của tuabin và phép đo của máy đo gió trên vỏ tuabin. Hiện nay không có kỹ thuật nào để giảm thiểu nhiễu này trong đợt đo. Do đó, phải tránh các luồng rẽ khí.

- thứ hai là các biến đổi địa hình có thể thay đổi góc thẳng đứng của vectơ gió tại tuabin. Tùy thuộc vào vị trí của máy đo gió trên vỏ tuabin, hàm truyền trên vỏ tuabin có thể bị thay đổi đáng kể do các thay đổi về góc thẳng đứng của gió. Do đó, cần đánh giá mối liên quan giữa tốc độ gió cục bộ trên máy đo gió trên vỏ tuabin với góc gió thẳng đứng. Dựa trên mối quan hệ này và cấu trúc vị trí thử nghiệm, một số hướng gió cụ thể có thể được loại trừ.

Khu vực đo phải được xác định bằng cách sử dụng quy trình được mô tả trong IEC 61400-12-5. Đặc biệt khuyến nghị rằng cần phải cẩn thận sao cho độ dốc trung bình của khu vực hướng 10° tạo nên toàn bộ khu vực đo là cùng dấu - nghĩa là địa hình trong khu vực đo dốc xuống theo hướng tuabin hoặc dốc lên theo hướng tuabin. Khu vực đo vừa dốc lên và dốc xuống trở nên khó khăn vì NTF nhạy với điều này. Do đó, khu vực đo phải được giới hạn ở các sườn dốc cùng dấu và chỉ có thể sử dụng một NTF có nguồn gốc từ một sườn dốc cùng dấu và đáp ứng các yêu cầu hợp lệ về phân loại địa hình (6.4).

Vị trí thử nghiệm và khu vực đo phải được báo cáo như đã nêu chi tiết trong Điều 10.

6.4  Hàm truyền tốc độ gió đo trên vỏ tuabin

Phương pháp xác định hiệu suất năng lượng của một tuabin gió yêu cầu hàm truyền tốc độ gió trên vỏ tuabin. Hàm truyền này dự đoán tốc độ gió luồng tự do ở tại vị trí tâm của rôto tuabin nếu như không có tuabin thì sử dụng tốc độ gió đo được bởi máy đo gió được lắp đặt trên vỏ tuabin.

Nếu không có sẵn hàm truyền thì hàm truyền tốc độ gió trên vỏ tuabin phải được đo theo quy trình được quy định trong IEC 61400-12-6. Nếu có sẵn hàm truyền thì phải kiểm tra tính hợp lệ theo Phụ lục A. Nếu hàm truyền là hợp lệ thì có thể sử dụng cho NPC, nếu không hợp lệ thì hàm truyền tốc độ gió trên vỏ tuabin phải được đo theo quy trình trong IEC 61400-12-6.

Nếu trong quá trình đo NPC, sử dụng NTF mà trước đó đã được đo trong cùng một khuôn viên thì có thể áp dụng cho các tuabin có phân loại địa hình khác tối đa một cấp địa hình so với cấp địa hình trong quá trình đo NTF; địa hình này cũng phải có cùng dấu về độ dốc địa hình trong khu vực đo. (Lưu ý rằng điều này có thể áp dụng cho khuôn viên nơi mà khuôn viên được xây dựng thành một dãy các loại địa hình.)

Nếu trong quá trình đo NPC, sử dụng NTF mà trước đó đã được đo trong một khuôn viên khác thì chỉ có thể áp dụng cho các tuabin có phân loại địa hình giống với phân loại địa hình trong phép đo NTF; địa hình này cũng phải có cùng dấu về độ dốc địa hình trong khu vực đo.

Độ phức tạp của địa hình được phân loại theo IEC 61400-12-5:2022, Điều 10. Độ không đảm bảo liên quan đến NTF này phải được đánh giá như đã nêu chi tiết trong IEC 61400-12-6.

6.5  Kế hoạch thử nghiệm

Kế hoạch thử nghiệm phải được chuẩn bị trước khi thử nghiệm nhằm tập trung các thông tin được nêu trong Điều 10 của tiêu chuẩn này trong chừng mực có thể xác định được trước khi thử nghiệm. Các hướng dẫn trong Phụ lục H cũng cần được xem xét liên quan đến việc tổ chức về thử nghiệm, an toàn và truyền thông.

7  Thiết bị thử nghiệm

7.1  Công suất điện

Công suất điện ròng của tuabin gió phải được đo bằng cách sử dụng thiết bị đo công suất (ví dụ: bộ chuyển đổi công suất) và dựa trên các phép đo dòng điện và điện áp trên từng pha.

Cấp chính xác của máy biến dòng phải đáp ứng các yêu cầu của TCVN 11845-2 (IEC 61869-2) và cấp chính xác của máy biến điện áp, nếu được sử dụng, phải đáp ứng các yêu cầu của TCVN 11845-3 (IEC 61869-3). Chúng phải có cấp chính xác 0,5 hoặc tốt hơn.

Độ chính xác của thiết bị đo công suất, nếu là bộ chuyển đổi công suất, thì phải đáp ứng các yêu cầu của IEC 60688 và phải là cấp chính xác 0,5 hoặc tốt hơn. Nếu thiết bị đo công suất không phải là bộ chuyển đổi công suất thì độ chính xác phải tương đương với bộ chuyển đổi công suất cấp chính xác 0,5. Dải làm việc của thiết bị đo công suất phải được đặt để đo tất cả các đỉnh công suất tức thời dương và âm được tạo bởi tuabin gió. Như hướng dẫn, phạm vi toàn thang đo của thiết bị đo công suất cần được đặt từ -50 % đến + 200 % công suất danh định của tuabin gió. Tất cả dữ liệu phải được xem xét định kỳ trong quá trình thử nghiệm để đảm bảo rằng các giới hạn về dải của thiết bị đo công suất không bị vượt quá. Điều này cũng bao gồm cả khả năng về kiểm tra xác nhận tại chỗ. Thiết bị đo công suất phải được lắp đặt giữa tuabin gió và đấu nối điện để đảm bảo rằng chỉ đo công suất điện tác dụng ròng (tức là giảm do tự tiêu thụ). Phải nêu rõ các phép đo được thực hiện ở phía tuabin gió hay phía lưới điện của máy biến áp.

Thiết bị đo công suất (máy biến dòng, máy biến đổi điện áp, thiết bị đo công suất) phải được hiệu chuẩn bởi các chuẩn đảm bảo liên kết chuẩn. Ngoài ra, việc so sánh tại chỗ có thể được thực hiện với một thiết bị đo năng lượng đã hiệu chuẩn. Quy trình tại chỗ được sử dụng cũng như các kết quả phải được lập thành văn bản.

7.2  Tốc độ gió

Tốc độ gió trên vỏ tuabin phải được đo theo IEC 61400-50-1. Các yêu cầu thêm về tốc độ gió trên vỏ tuabin được trình bày trong Phụ lục E.

7.3  Hướng gió

Hướng gió trên vỏ tuabin phải được đo theo IEC 61400-50-1.

7.4  Mật độ không khí

Mật độ không khí phải được lấy từ phép đo nhiệt độ không khí xung quanh và áp suất không khí tuyệt đối xung quanh bằng cách sử dụng Công thức (3) (xem Điều 9). Ở nhiệt độ cao, cần đo độ ẩm không khí xung quanh tương đối và hiệu chỉnh mật độ không khí để tính đến ảnh hưởng của độ ẩm không khí bằng cách sử dụng Công thức (1).

trong đó

B  là áp suất khí quyển [Pa];

T  là nhiệt độ tuyệt đối [K];

Ф  là độ ẩm tương đối (dải từ 0 đến 1);

R₀  là hằng số khí của không khí khô [287,05 J/kgK];

R_w  là hằng số khí của hơi nước [461,5 J/kgK];

P_w  là áp suất hơi nước [Pa];

Trong đó áp suất hơi nước P_w phụ thuộc vào nhiệt độ không khí trung bình.

Các phép đo nhiệt độ, áp suất và độ ẩm không khí sẽ đo ở các điều kiện không khí xung quanh (tức là không phải các điều kiện bên trong vỏ tuabin). Nếu cảm biến áp suất không khí được lắp đặt trên tuabin thì nó phải được đặt sao cho việc đo không bị ảnh hưởng bởi các cánh quạt hoặc bởi thiết bị khác từ tuabin ví dụ như hệ thống thông gió.

Cảm biến nhiệt độ (và cảm biến độ ẩm khi được sử dụng) phải được lắp đặt trong phạm vi 10 m tính từ độ cao hub, trên chính tuabin gió hoặc trên cột khí tượng cục bộ ở khoảng cách bằng bốn lần đường kính rôto tính từ tuabin. Cảm biến nhiệt độ phải đo nhiệt độ không khí xung quanh bên ngoài mà không bị ảnh hưởng từ thiết bị tuabin, ví dụ như hệ thống thông gió hoặc hệ thống sưởi. Nếu không đo độ ẩm và việc hiệu chỉnh độ ẩm ở nhiệt độ cao là cần thiết thì phải sử dụng giá trị Ф = 0,5 trong Công thức (1).

Áp suất không khí phải được đo trong phạm vi 5 km tính từ tuabin và phải được đồng bộ với hệ thống đo NPC trong thời gian 10 min. Nếu cảm biến áp suất không khí không được lắp đặt gần với tâm rôto ở độ cao trên mực nước biển (ASL) thì các phép đo áp suất không khí phải được điều chỉnh theo tâm rôto ở độ cao trên mực nước biển (ASL) theo ISO 2533.

Độ không đảm bảo kết hợp của tín hiệu nhiệt độ phải nhỏ hơn 3 °C. Độ không đảm bảo kết hợp của tín hiệu áp suất không khí phải nhỏ hơn 10 hPa.

7.5  Tốc độ rôto

Tốc độ rôto của tuabin phải được đo hoặc kiểm tra xác nhận bằng cách kiểm tra xem các chế độ đặt thông số liên quan của tuabin không thay đổi trong suốt thời gian thử nghiệm. Phép đo này phải được sử dụng để đảm bảo tính hợp lệ của ứng dụng NTF.

7.6  Góc pitch

Các góc pitch của cánh tuabin được khuyến cáo cần được đo hoặc kiểm tra xác nhận bằng cách kiểm tra xem các chế độ đặt thông số liên quan của tuabin không thay đổi trong suốt thời gian thử nghiệm. Phép đo này phải được sử dụng để đảm bảo tính hợp lệ của việc ứng dụng hàm truyền tốc độ gió trên vỏ tuabin.

7.7  Trạng thái tuabin gió

Các tín hiệu trạng thái đầy đủ phải được xác định, kiểm tra xác nhận và giám sát để cho phép áp dụng các tiêu chí loại bỏ của 8.6. Tín hiệu trạng thái phải xác định các tình trạng bị cắt giảm ví dụ như hoạt động giảm nhiễu hoặc các điều kiện bãi bỏ quy định về công suất. Thông thường, tín hiệu trạng thái kết nối lưới máy phát là đủ. Lấy các thông số này từ hệ thống dữ liệu của bộ điều khiển tuabin, nếu có, là phù hợp. Khuyến cáo lấy tín hiệu trạng thái “khả dụng” để xác định trạng thái hoạt động của tuabin gió (khả dụng hoặc không khả dụng). Định nghĩa về từng tín hiệu trạng thái phải được báo cáo.

Nên theo dõi việc sẵn sàng hoạt động và không sẵn sàng hoạt động của tuabin như mô tả trong Điều 10 (Bảng 1).

7.8  Thu thập dữ liệu

Hệ thống thu thập dữ liệu có tốc độ lấy mẫu trên mỗi kênh tối thiểu 1 Hz phải được sử dụng để thu thập các số đo và lưu trữ dữ liệu được xử lý trước.

Hệ thống dữ liệu của bộ điều khiển tuabin (tức là hệ thống SCADA) có thể được sử dụng cho việc thu thập dữ liệu miễn là nó đáp ứng các yêu cầu và cung cấp đủ thông tin chi tiết về khả năng truy nguyên của các tín hiệu và quy trình xử lý tín hiệu.

Việc hiệu chuẩn và độ chính xác của chuỗi hệ thống dữ liệu (truyền, ổn định tín hiệu và ghi dữ liệu) phải được kiểm tra xác nhận bằng cách đưa vào các tín hiệu đã biết tại các đầu nối của bộ chuyển đổi và so sánh các đầu vào này với các số đọc ghi được. Điều này phải được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị đo được hiệu chuẩn bởi các chuẩn đảm bảo liên kết chuẩn. Như một hướng dẫn, độ không đảm bảo của hệ thống thu thập dữ liệu cần không đáng kể so với độ không đảm bảo của các cảm biến.

Mọi ảnh hưởng hoặc hoạt động được thực hiện bởi hệ thống thu thập dữ liệu lên dữ liệu phải được báo cáo. Phải thực hiện các kiểm tra sau:

a) việc lấy trung bình hoặc lọc dữ liệu bằng hệ thống thu thập dữ liệu phải được báo cáo một cách chi tiết để thiết lập các ảnh hưởng của nó đối với dữ liệu và độ không đảm bảo của dữ liệu;

b) việc hiệu chuẩn nội bộ, bù hoặc hiệu chỉnh đã áp dụng lên dữ liệu phải được báo cáo một cách chi tiết để có thể hoàn tác việc hiệu chuẩn, bù hoặc hiệu chỉnh đã áp dụng đó trong quá trình xử lý dữ liệu.

c) độ không đảm bảo của toàn bộ chuỗi tín hiệu phải được tính đối với từng tín hiệu;

d) việc xử lý đúng về lấy trung bình hướng gió phía bắc (360° đến 0° hoặc ngược lại) phải được kiểm tra xác nhận.

Nếu các điều kiện trong điều 7.8 này không được thỏa mãn do thực tế là hệ thống dữ liệu của bộ điều khiển tuabin được sử dụng thì một hệ thống dữ liệu độc lập riêng biệt có khả năng đáp ứng các yêu cầu này phải được lắp đặt và sử dụng thay thế.

8  Quy trình đo

8.1  Yêu cầu chung

Mục đích của quy trình đo là thu thập dữ liệu đáp ứng một bộ tiêu chí được xác định rõ ràng để đảm bảo dữ liệu có đủ số lượng và chất lượng để xác định chính xác các đặc tính hiệu suất năng lượng của tuabin gió. Quy trình đo phải được báo cáo, như được nêu chi tiết trong Điều 10, sao cho mọi bước quy trình và điều kiện thử nghiệm có thể được xem xét và lặp lại nếu cần.

Độ chính xác của các phép đo phải được thể hiện dưới dạng độ không đảm bảo đo, như mô tả trong Phụ lục B. Trong thời gian đo, dữ liệu phải được kiểm tra định kỳ để đảm bảo chất lượng và độ lặp lại cao của kết quả thử nghiệm. Việc kiểm tra phải được báo cáo. Nhật ký thử nghiệm phải được duy trì để ghi lại tất cả các sự kiện quan trọng trong quá trình thử nghiệm hiệu suất năng lượng.

8.2  Vận hành tuabin gió

Trong thời gian đo, tuabin gió phải hoạt động bình thường, như quy định trong sổ tay hướng dẫn vận hành tuabin gió (hoặc tương đương), và không được thay đổi cấu hình máy. Trạng thái hoạt động của tuabin gió phải được dẫn chứng bằng các tín hiệu trạng thái như mô tả trong Điều 7 và phải nêu rõ trong báo cáo rằng trạng thái hoạt động không thay đổi trong suốt quá trình thử nghiệm. Việc bảo trì bình thường của tuabin gió phải được thực hiện trong suốt thời gian đo, nhưng phải được ghi lại trong nhật ký thử nghiệm. Bất kỳ hành động bảo trì đặc biệt nào, như rửa cánh quạt thường xuyên nhằm đảm bảo hoạt động tốt trong quá trình thử nghiệm phải được đặc biệt ghi lại. Mặc định rằng không thực hiện các hành động bảo trì đặc biệt như vậy trừ khi có thoả thuận bởi các bên trong hợp đồng trước khi bắt đầu thử nghiệm.

8.3  Đồng bộ hoá (các) hệ thống dữ liệu

Nếu trong một thử nghiệm, các tín hiệu được đo bằng nhiều hệ thống thu thập dữ liệu thì việc đồng bộ tất cả các hệ thống phải được đảm bảo trong suốt thời gian đo. Sự chênh lệch lớn nhất về đồng bộ hoá giữa hai hệ thống thu thập dữ liệu bất kỳ phải nhỏ hơn 1 % thời gian lấy trung bình. Mọi vi phạm về các yêu cầu đồng bộ hoá này phải được báo cáo. Tiêu chí này được loại trừ cho phép đo áp suất.

Nên tránh các vấn đề về đồng bộ hoá bằng cách đo với duy nhất một hệ thống đo. Quy ước thời gian được khuyến cáo là thời gian phối hợp quốc tế (UTC) hoặc tham chiếu theo gốc thời gian UTC. Việc hiệu chỉnh thời gian được áp dụng cho từng cập nhật phải được ghi vào nhật ký. Phải báo cáo thời gian tham chiếu được chọn.

8.4  Thu thập dữ liệu

Dữ liệu phải được thu thập liên tục ở tốc độ lấy mẫu từ 1 Hz trở lên. Hệ thống thu thập dữ liệu tối thiểu phải lưu trữ các dữ liệu thống kê về bộ dữ liệu của tất cả các tín hiệu như sau:

a) giá trị trung bình trong 10 min;

b) độ lệch chuẩn trong 10 min;

c) giá trị lớn nhất trong 10 min;

d) giá trị nhỏ nhất trong 10 min.

Nếu hệ thống thu thập dữ liệu có trong tuabin không thể làm điều này đối với tất cả các tín hiệu thì giá trị nhỏ nhất trong 10 min, giá trị lớn nhất trong 10 min, độ lệch chuẩn trong 10 min và giá trị trung bình trong 10 min phải được lưu trữ đối với tất cả các tín hiệu tốc độ gió và công suất. Đối với các tín hiệu khác, việc lưu trữ một tín hiệu trung bình trong 10 min là đủ.

Các bộ dữ liệu được chọn phải dựa trên khoảng thời gian 10 min được lấy từ dữ liệu đo được liền kề. Dữ liệu phải được thu thập cho đến khi thoả mãn các yêu cầu được xác định theo 8.8.

Phân tích tiêu chuẩn phải dựa trên số liệu thống kê 10 min của dữ liệu đo được. Điều này đã được lựa chọn để giữ kết quả sát với TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1).

Cần lưu ý quan trọng rằng bản thân việc lựa chọn sử dụng các số liệu thống kê trong thời gian 10 min làm ảnh hưởng kết quả của thử nghiệm hiệu suất năng lượng, ví dụ như do ảnh hưởng của luồng xoáy. Ban đầu, trong nhiều lý do khác, khoảng thời gian 10 min được chọn để cho phép thời gian gió cần di chuyển từ cột tháp đến tuabin và để đảm bảo mối tương quan hợp lý giữa tốc độ gió và công suất. Trong trường hợp của máy đo gió trên vỏ tuabin, điều này không còn cần thiết nữa và có các lập luận để giảm thời gian trung bình xuống khoảng thời gian nhỏ hơn 10 min.

Để duy trì liên kết với TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1) và đồng thời báo cáo chính xác hơn, việc lựa chọn đã được thực hiện là luôn báo cáo kết quả tiêu chuẩn dựa trên số liệu thống kê trong thời gian 10 min nhưng cũng cho phép phân tích dựa trên thời gian trung bình ngắn hơn được báo cáo. Tính hợp lệ của hàm truyền được áp dụng phải được kiểm tra khi sử dụng các khoảng thời gian trung bình ngắn hơn.

8.5  Kiểm tra chất lượng dữ liệu

8.5.1  Yêu cầu chung

Để đảm bảo dữ liệu có trong cơ sở dữ liệu hợp lệ cuối cùng về các kết quả là chính xác, các bước kiểm soát chất lượng phải được thực hiện trên dữ liệu trong hoặc trước quy trình thu giảm và phân tích dữ liệu. Các điều từ 8.5.2 đến 8.5.5 liệt kê các ví dụ về các phương pháp kiểm soát chất lượng nhưng không bao gồm tất cả các phương pháp có thể được yêu cầu. Các điểm dữ liệu không đáp ứng tiêu chí kiểm soát chất lượng được xác định bởi người sử dụng phải bị xoá khỏi cơ sở dữ liệu hợp lệ. Tất cả các phương pháp lọc dữ liệu phải được báo cáo kỹ lưỡng theo yêu cầu của Điều 10. Các bước này bổ sung cho việc kiểm tra/hiệu chuẩn hệ thống đo như mô tả trong 7.8.

8.5.2  Tín hiệu đo thuộc phạm vi và khả dụng

Đảm bảo rằng mỗi bộ dữ liệu có tín hiệu được yêu cầu nằm ngoài dải tín hiệu, bị loại trừ khỏi cơ sở dữ liệu hợp lệ. Tương tự, loại trừ các bộ dữ liệu có một hoặc nhiều tín hiệu được yêu cầu không khả dụng hoặc không hoạt động đối với một hoặc nhiều mẫu. Những loại trừ này phải được báo cáo và mô tả theo các yêu cầu được liệt kê trong Điều 10.

8.5.3  Cảm biến hoạt động đúng

Bộ dữ liệu riêng rẽ về các dữ liệu thống kê độ lệch trung bình, tối đa, tối thiểu và độ lệch chuẩn của tín hiệu đo được phải được kiểm tra định kỳ để đảm bảo các giá trị phù hợp với các giá trị dự kiến (ví dụ như không có tạp tín hiệu hoặc dữ liệu tín hiệu đáng kể khi các cảm biến bị ảnh hưởng bởi kết cấu lắp đặt chúng hoặc các cảm biến khác). Ngoài các công nghệ kỹ thuật tự động, việc thẩm vấn các chuỗi thời gian và/hoặc biểu đồ phân tán của một tập hợp con dữ liệu đo được (lấy mẫu cơ sở dữ liệu) một cách thủ công được đề xuất nhằm đảm bảo tất cả các điểm bất thường được xác định. Ngoài ra, so sánh các tín hiệu tương tự với nhau (ví dụ như tốc độ gió chính và tốc độ gió kiểm soát trên cột khí tượng; công suất tuabin đo được và tín hiệu công suất độc lập; vị trí xoay tuabin so với cột khí tượng hoặc phép đo hướng gió gần đó) để đảm bảo độ lệch nhất quán với giá trị dự kiến. Dữ liệu không tin cậy cần được loại trừ khỏi cơ sở dữ liệu hợp lệ. Các loại trừ này phải được báo cáo và mô tả theo các yêu cầu được liệt kê trong Điều 10.

8.5.4  Đảm bảo các hệ thống thu thập dữ liệu đang hoạt động đúng

Các bước được thực hiện để kiểm tra xác nhận xem hệ thống thu thập dữ liệu có hoạt động đúng trong suốt thời gian đo. Các bước này gồm, nhưng không giới hạn để:

a) đảm bảo các bản ghi dữ liệu không bị lặp lại;

b) điều tra nguyên nhân về mọi khoảng trống dữ liệu quan trọng trong các tín hiệu đo được;

c) điều tra mọi sự không liên tục về tín hiệu đo được không tương ứng với các khoảng trống dữ liệu.

Nếu nhận thấy có bất kỳ vấn đề nào thì phải ghi lại và báo cáo. Chính việc kiểm tra cũng phải được báo cáo.

8.5.5  Kiểm tra tính nhất quán của khu vực đo

Khi có sẵn (dự thảo) NPC thì phải kiểm tra tính nhất quán của khu vực theo IEC 61400-12-5:2022, 8.2.

8.6  Loại bỏ dữ liệu

Một số bộ dữ liệu phải được loại trừ khỏi cơ sở dữ liệu để đảm bảo:

a) các phân tích và kết quả tương xứng với các điều kiện làm việc bình thường của tuabin;

b) dữ liệu bị sai lạc và không chính xác được loại trừ.

Các bộ dữ liệu phải được loại trừ khỏi cơ sở dữ liệu trong các trường hợp sau:

1) các điều kiện bên ngoài ngoại trừ tốc độ gió, nằm ngoài phạm vi làm việc của tuabin gió;

2) các điều kiện bên ngoài nằm ngoài phạm vi làm việc của thiết bị thử nghiệm;

3) tuabin không sẵn sàng hoạt động (ngoại trừ đối với các tuabin tạm thời ngoại tuyến như một phần của làm việc bình thường, ví dụ như chuyển đổi máy phát điện. Các hiệu ứng này phải được lưu lại thành đường cong công suất và bộ lọc chính xác phải được báo cáo);

4) tuabin bị giới hạn công suất bởi các yếu tố bên ngoài như lưới điện; điều này phải được ghi lại bằng văn bản tại hiện trường, ví dụ sổ nhật ký hoặc tín hiệu trạng thái từ tuabin;

5) Hỏng hóc hoặc xuống cấp (ví dụ do đóng băng) của thiết bị thử nghiệm;

6) hướng gió trung bình trong thời gian 10 min nằm ngoài khu vực đo;

7) hiện tượng đóng băng cánh quạt và tuyết phủ trên vỏ tuabin;

8) tốc độ gió nằm ngoài dải áp dụng được của hàm truyền tốc độ gió trên vỏ tuabin;

9) dữ liệu từ các khoảng thời gian mà tại đó NTF không được công nhận/hợp lệ, phải được loại trừ (nghĩa là các chế độ đặt thông số sai trong tuabin)

10) tuabin không thể hoạt động do tuabin ở trạng thái lỗi;

11) tuabin được tắt điện bằng tay hoặc ở chế độ làm việc thử nghiệm hoặc bảo trì.

Bất kỳ tiêu chí loại bỏ nào khác phải được báo cáo rõ ràng. Tất cả các dữ liệu bị loại bỏ vì các lý do này phải được ghi lại và báo cáo rõ ràng.

Các tập hợp con của cơ sở dữ liệu được thu thập ở điều kiện làm việc đặc biệt (ví dụ: độ nhám của cánh quạt cao do bụi, muối, côn trùng, băng) hoặc các điều kiện khí quyển (ví dụ như lượng mưa, cường độ luồng xoáy, trượt gió) xảy ra trong thời gian đo có thể được chọn làm cơ sở dữ liệu đặc biệt.

Nếu có khả năng tần số lưới thay đổi nhiều hơn 1 % trong thời gian trung bình 600 s thì tần số lưới phải được đo. Dữ liệu đo được thu thập khi tần số lưới nằm ngoài tần số lưới danh nghĩa ±1 %, phải được phân loại riêng hoặc phải được bỏ qua.

8.7  Hiệu chỉnh dữ liệu

Đối với bộ dữ liệu được chọn, việc hiệu chỉnh dữ liệu dưới đây phải được thực hiện theo các phép đo sau:

a) hiệu chỉnh áp suất không khí theo ASL của độ cao tâm rô to (nếu 7.4 yêu cầu);

b) hướng gió tuyệt đối phải được tính từ vị trí xoay vỏ tuabin và tín hiệu cánh chong chóng gió trên vỏ tuabin;

c) các sửa đổi tín hiệu được áp dụng bởi bộ điều khiển tuabin gió phải được tính đến để đảm bảo các giá trị đúng cuối cùng;

d) dữ liệu có thể được hiệu chỉnh đối với việc hiệu chuẩn bất kỳ, bù hoặc các hiệu chỉnh được thực hiện bởi hệ thống thu thập dữ liệu để đảm bảo chất lượng dữ liệu cao nhất, khi được áp dụng và báo cáo rõ ràng;

e) tốc độ gió của vỏ tuabin phải được hiệu chỉnh theo tốc độ gió luồng tự do bằng cách sử dụng hàm truyền hợp lệ dựa trên phép đo theo IEC 61400-12-6;

f) bất kỳ hiệu chỉnh nào khác với dữ liệu phải được báo cáo rõ ràng và chi tiết.

Chi tiết hiệu chỉnh dữ liệu phải được báo cáo như chi tiết trong Điều 10.

8.8  Cơ sở dữ liệu

Sau khi chuẩn hóa dữ liệu (xem 9.1), các bộ dữ liệu đã chọn phải được sắp xếp bằng cách sử dụng quy trình “phương pháp bin” (xem 9.2). Các bộ dữ liệu đã chọn ít nhất phải bao trùm dải tốc độ gió kéo dài từ tốc độ gió đóng mạch đến 1,5 lần tốc độ gió tại 85 % công suất danh định của turbin gió. Ngoài ra, dải tốc độ gió phải mở rộng từ tốc độ gió đóng mạch đến tốc độ gió mà tại đó “AEP-đo được” là lớn hơn hoặc bằng 95 % “AEP ngoại suy” (xem 9.3). Báo cáo phải nêu rõ định nghĩa nào trong hai định nghĩa được sử dụng để xác định phạm vi của đường cong công suất đo được. Dải tốc độ gió phải được chia thành các bin 0,5 m/s liên tiếp lấy tâm là bội của 5 m/s.

Cơ sở dữ liệu phải được coi là hoàn chỉnh khi đáp ứng các tiêu chí sau:

a) từng bin bao gồm tối thiểu 30 min dữ liệu được lấy mẫu;

b) cơ sở dữ liệu bao gồm tối thiểu 180 h dữ liệu được lấy mẫu.

Nếu một bin không hoàn chỉnh duy nhất cản trở việc hoàn thành thử nghiệm, thì giá trị bin đó có thể được ước tính bằng phép nội suy tuyến tính từ hai bin hoàn chỉnh liền kề.

Để hoàn thiện đường cong công suất ở tốc độ gió cao, có thể sử dụng quy trình sau. Đối với tốc độ gió lớn hơn 1,6 lần tốc độ gió tại 85 % công suất danh định, khu vực đo có thể được mở.

Điều kiện sau phải được đáp ứng khi sử dụng hai quy trình mở rộng trên: AEP được đo từ các quy trình mở rộng sai lệch nhỏ hơn 1 % so với AEP ngoại suy cho đến khi bin tốc độ gió hoàn thiện lớn nhất trong các quy trình mở rộng (đối với phân bố Rayleigh trong 9.3).

Cơ sở dữ liệu phải được thể hiện trong báo cáo thử nghiệm như đã nêu chi tiết trong Điều 10.

9  Kết quả thu được

9.1  Chuẩn hóa dữ liệu - Hiệu chỉnh mật độ

Mật độ không khí phải được xác định từ nhiệt độ không khí đo được, áp suất không khí và độ ẩm tương đối theo công thức:

Trong đó

ρ_10min  là mật độ không khí trung bình trong 10 min thu được;

T  là nhiệt độ không khí tuyệt đối đo được, được tính trung bình trong 10 min;

B_10min  là áp suất không khí đo được trung bình trong 10 min;

R₀  là hằng số khí của không khí khô 287,05 J/(kgK);

Ф  là độ ẩm tương đối (phạm vi từ 0 đến 1);

R_w là hằng số khí của hơi nước [461,5 J/kgK];

P_w  là áp suất hơi nước [Pa].

P_w = 0,000 020 5 e0.0613846T, trong đó P_w áp suất hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ không khí trung bình T[K].

Bộ dữ liệu được chọn phải được chuẩn hóa thành ít nhất một mật không khí tham chiếu. Mật độ không khí tham chiếu phải là giá trị trung bình của mật độ không khí đo được của dữ liệu hiệu quả thu được tại hiện trường trong thời gian thử nghiệm hoặc cách khác là mật độ không khí danh nghĩa được xác định trước ở hiện trường. Mật độ không khí đo được trung bình phải được làm tròn đến ít nhất là 0,01 kg/m³ và được báo cáo theo Điều 10.

Đối với tuabin gió được điều chỉnh dừng có góc pitch không đối và tốc độ quay không đổi, việc chuẩn hóa dữ liệu phải được áp dụng cho công suất ra đo được theo công thức:

Trong đó

P_n  là công suất ra được chuẩn hóa;

P_10min  công suất đo được lấy trung bình trong 10 min;

ρ₀  là mật độ không khí tham chiếu.

Đối với tuabin gió có điều khiển công suất chủ động, việc chuẩn hóa phải được áp dụng cho tốc độ gió theo công thức (5):

Trong đó:

V_n  là tốc độ gió được chuẩn hóa;

V_free  là tốc độ gió đo được trên vỏ tuabin, được hiệu chỉnh cùng NTF.

9.2  Xác định đường cong công suất đo được

Đường cong công suất đo được được xác định bằng cách áp dụng “phương pháp bin” đối với bộ dữ liệu được chuẩn hóa, bằng cách sử dụng bin 5 m/s và bằng cách tính giá trị trung bình của tốc độ gió được chuẩn hóa và đầu ra công suất được chuẩn hóa đối với từng bin tốc độ gió theo các công thức:

Trong đó

V_i  là tốc độ gió được chuẩn hóa và lấy trung bình trong bin i;

V_n,i,j  là tốc độ gió được chuẩn hóa của bộ dữ liệu j trong bin i;

P_i  là công suất ra được chuẩn hóa và lấy trung bình trong bin i;

N_i  là số bộ dữ liệu trong thời gian 10 min trong bin i.

Đường cong công suất đo được phải được thể hiện như đã nêu chi tiết trong Điều 10.

9.3  Sản lượng điện hàng năm (AEP)

AEP chung được ước tính bằng cách áp dụng đường cong công suất đo được cho các phân bố tần số tốc độ gió tham chiếu khác nhau. Phân bố Rayleigh giống hệt với phân bố Weibull về hệ số hình dạng là 2, phải được sử dụng làm phân bố tần số tốc độ gió tham chiếu. Việc ước tính AEP phải được thực hiện đối với các tốc độ gió trung bình hàng năm theo độ cao hub là 4 m/s, 5m/s, 6m/s, 7 m/s, 8m/s, 9 m/s, 10 m/s và 11 m/s theo công thức (8):

Trong đó

AEP  là sản lượng điện hàng năm;

N_h  là số giờ trong một năm ≈ 8 760;

N  là số lượng bin;

V_i  là tốc độ gió trung bình được chuẩn hóa trong bin i;

P_i  là công suất ra trung bình được chuẩn hóa trong bin i.

Trong đó:

F(V)  là hàm phân bố xác suất tích lũy Raileigh đối với tốc độ gió;

V_ave  là tốc độ gió trung bình hàng năm tại độ cao hub;

V  là tốc độ gió.

Tính tổng được bắt đầu bằng cách đặt V_i-1 bằng với V_j - 0,5 m/s và P_i-1 bằng 0,0 kW.

Đối với một sự phát triển cụ thể, có thể biết được các điều kiện vị trí danh nghĩa quy định khí hậu gió của vị trí. Nếu vậy, một AEP với vị trí được quy định có thể được báo cáo và tính toán thêm dựa trên thông tin về vị trí được quy định này.

AEP được tính theo hai cách, một cách được chỉ định là “AEP-đo được”, cách còn lại là “AEP-ngoại suy”. Nếu đường cong công suất đo được không bao gồm dữ liệu về tốc độ gió ngắt mạch thì đường cong công suất phải được ngoại suy từ tốc độ gió đo được hoàn chỉnh lớn nhất đến tốc độ gió ngắt mạch.

AEP-đo được thu được từ đường cong công suất đo được bằng cách giả định công suất bằng không đối với với tất cả các tốc độ gió cao hơn hoặc thấp hơn dải đường cong công suất đo được.

AEP-ngoại suy thu được từ đường cong công suất đo được bằng cách giả định rằng công suất bằng không đối với tất cả các tốc độ gió thấp hơn tốc độ gió thấp nhất trong đường cong công suất đo được và công suất không đổi đối với các tốc độ gió nằm trong tốc độ gió cao nhất trong đường cong công suất đo được và tốc độ gió ngắt mạch. Công suất không đổi được sử dụng cho AEP ngoại suy phải là giá trị công suất từ bin tốc độ gió lớn nhất trong đường cong công suất đo được.

AEP-đo được và AEP-ngoại suy phải được trình bày trong báo cáo, như đã nêu chi tiết trong Điều 10. Đối với tất cả các tính toán AEP, tính khả dụng của tuabin gió phải được đặt đến 100 %. Đối với tốc độ gió trung bình hàng năm cho trước, việc ước tính AEP-đo được phải được dán nhãn là “không hoàn thành” khi việc tính toán cho thấy rằng AEP-đo được nhỏ hơn 95 % AEP-ngoại suy.

Việc ước tính về độ không đảm bảo đo theo độ không đảm bảo chuẩn của AEP, theo Phụ lục B, Phụ lục C và Phụ lục D, phải được báo cáo về AEP-đo được đối với tất cả các tốc độ gió trung bình hàng năm cho trước.

Độ không đảm bảo trong AEP, được mô tả như trên, chỉ đề cập đến độ không đảm bảo bắt nguồn từ thử nghiệm hiệu suất năng lượng và không tính đến độ không đảm bảo do các yếu tốc quan trong liên quan đến sản lượng điện dài hạn trong thực tế đối với một hệ thống lắp đặt cho trước, ví dụ như:

a) độ không đảm bảo vệ nguồn gió;

b) độ không đảm bảo vệ tính khả dụng của tuabin;

c) độ không đảm bảo do luồng gió và mô hình luồng rẽ khí.

9.4  Hệ số công suất

Hệ số công suất, C_p, của tuabin gió phải được thêm vào các kết quả thử nghiệm và được trình này như đã nêu chi tiết trong Điều 10. C_p phải được xác định từ đường cong công suất đo được theo công thức dưới đây:

Trong đó

C_p,i  là hệ số công suất trong bin i;

V_i  là tốc độ gió chuẩn hóa và lấy trung bình trong bin i;

P_i  là công suất ra chuẩn hóa và lấy trung bình trong bin i;

A  là diện tích quét của rôto tuabin gió;

ρ₀  là mật độ không khí tham chiếu.

9.5  Phân tích độ không đảm bảo

Phân tích độ không đảm bảo phải được thực hiện theo Phụ lục B, Phụ lục C và Phụ lục D. Trong các trường hợp nào đó, việc tính đường cong công suất trung bình từ nhiều thử nghiệm có thể là hữu ích, trong trường đó nên áp dụng các hướng dẫn của Phụ lục F và Phụ lục G.

10  Định dạng báo cáo

Thử nghiệm phải được báo cáo chi tiết sao cho mọi bước quy trình và điều kiện thử nghiệm quan trọng có thể được xem xét và lặp lại, nếu cần. Tiêu chuẩn này phân biệt giữa tài liệu và báo cáo. Đơn vị thực hiện phép đo phải duy trì tất cả các tài liệu để tham chiếu trong tương lai, ngay cả trong trường hợp tài liệu này không được báo cáo. Các tài liệu phải được lưu giữ trong khoảng thời gian quy định, thường là mười năm theo ISO 17025. Ví dụ về tài liệu này là hồ sơ bảo trì tuabin. Các hạng mục liệt kê dưới đây là các yêu cầu tối thiểu về báo cáo thử nghiệm hiệu suất năng lượng đo trên vỏ tuabin.

Báo cáo thử nghiệm tối thiểu phải bao gồm các thông tin sau:

a) Nhận dạng và mô tả cấu hình tuabin gió cụ thể được thử nghiệm, một cách chi tiết sao cho có thể đánh giá tính hiệu lực về hàm truyền (xem 6.2), gồm:

1) chế tạo, kiểu, loại, số seri, năm sản xuất tuabin gió, mô tả vỏ tuabin (ví dụ như bản vẽ, số đo, ảnh) và loại vỏ tuabin, mô tả hub;

2) đường kính rô to và bản mô tả về phương pháp kiểm tra xác nhận được sử dụng hoặc tham chiếu tài liệu đường kính rô to;

3) tốc độ rôto hoặc dải tốc độ rôto;

4) công suất danh định và tốc độ gió danh định;

5) dữ liệu cánh quạt: chế tạo, kiểu, số sêri, số lượng cánh quạt, bước răng cố định hoặc thay đổi, bù bước răng bằng không; và (các) góc bước răng trực giao;

6) kiểu tháp, chiều cao tháp và độ cao hub;

7) loại đèn hàng không, kích thước, vị trí và bản mô tả về thiết bị phụ trợ khác trên vỏ tuabin;

8) mô tả về hệ thống điều khiển (thiết bị và phiên bản phần mềm) bao gồm nhưng không giới hạn trong tài liệu về các tín hiệu trạng thái được sử dụng để giảm dữ liệu; các tham số điều khiển tuabin, liên quan đến thử nghiệm hàm truyền (ví dụ như, bước răng, độ xoay, tốc độ gió và hưởng gió trên vỏ tuabin, tốc độ quay và công suất) theo thoả thuận giữa các bên có liên quan;

9) mô tả về các điều kiện lưới điện tại tuabin gió, tức là điện áp, tần số và các dung sai của chúng, và bản vẽ chỉ ra vị trí kết nối bộ chuyển đổi công suất, cụ thể là liên quan đến máy biến áp bên trong hoặc bên ngoài và tự tiêu thụ công suất;

10) bản vẽ và ảnh chụp về máy đo gió trên vỏ và vị trí và kiểu lắp đặt thiết bị đo hướng gió, hiệu chuẩn trước và hiệu chuẩn sau hoặc hiệu chuẩn tại hiện trường, phương pháp thu thập dữ liệu, thời gian thu thập dữ liệu trung bình (nếu có nhiều thiết bị, một bộ nhận dạng rõ ràng về các phép đo chính phải được báo cáo);

11) máy đo gió trên vỏ tuabin và loại tín hiệu chong chóng, ổn định tín hiệu, mô tả chuỗi tín hiệu.

b) Bản mô tả về khu vực thử nghiệm (xem 6.3), gồm:

1) ảnh chụp tốt nhất về tất cả các khu vực đo từ tuabin gió tại độ cao hub;

2) bản đồ vị trí thử nghiệm với tỷ lệ sao cho thể hiện chi tiết khu vực xung quanh che phủ khoảng cách hướng tâm ít nhất 20 lần đường kính của rô to tuabin gió và chỉ ra địa hình, vị trí của tuabin gió cần thử nghiệm, cột khí tượng (nếu có), các chướng ngại vật đáng kể, các tuabin gió khác, loại và chiều cao thảm thực vật và khu vực đo;

3) kết quả đánh giá vị trí, như được báo cáo theo IEC 61400-12-3;

4) nếu việc hiệu chuẩn vị trí được thực hiện trên cùng một vị trí để thiết lập hàm truyền trên vỏ thì các giới hạn của (các) khu vực đo cuối cùng cũng phải được báo cáo;

5) mô tả địa hình bao gồm các ước tính về góc của sườn dốc đối với các hướng khác nhau;

6) mật độ không khí danh nghĩa của vị trí cụ thể.

c) Mô tả thiết bị thử nghiệm, bao gồm hiệu chuẩn khu vực, hàm truyền trên vỏ, các thử nghiệm đường cong công suất trên vỏ (xem Điều 7):

1) nhận dạng các cảm biến và (các) hệ thống thu thập dữ liệu đối với từng tham số đo, bao gồm tài liệu về hiệu chuẩn đối với cảm biến, đường truyền và hệ thống thu thập dữ liệu;

2) mô tả cách bố trí máy đo gió trên kết cấu lắp đặt trên vỏ tuabin, theo các yêu cầu và mô tả trong IEC 61400-50-1;

3) sơ đồ bố trí về kết cấu lắp đặt thể hiển các kích thước quan trọng của kết cấu và các cơ cấu cố định lắp đặt thiết bị;

4) mô tả về phương pháp hiệu chuẩn tại chỗ (nếu áp dụng) và tài liệu về các kết quả cho thấy rằng việc hiệu chuẩn được duy trì;

5) kết quả hiệu chuẩn từ đầu đến cuối về công suất, tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ và áp suất.

d) Mô tả quy trình đo:

1) báo cáo về các bước quy trình, điều kiện thử nghiệm, tốc độ lấy mẫu, thời gian lấy trung bình và khoảng thời gian đo;

2) tài liệu về việc lọc dữ liệu, bao gồm các giá trị giới hạn tiêu chí lọc chính xác, thứ tự lọc và tổng số các điểm dữ liệu bị loại bỏ;

3) tài liệu về tất cả các hiệu chỉnh áp dụng cho dữ liệu;

4) bản tóm tắt về sổ nhật ký thử nghiệm ghi lại tất cả các sự kiện quan trọng trong suốt quá trình thử nghiệm hiệu suất năng lượng; bao gồm danh sách tất cả các hoạt động bảo trì diễn ra trong quá trình thử nghiệm và danh sách bất kỳ hoạt động đặc biệt nào (ví dụ như việc rửa cánh quạt) đã được hoàn thành để đảm bảo hiệu suất tốt;

5) chỉ ra mọi tiêu chí loại bỏ dữ liệu nằm ngoài các tiêu chí được liệt kê trong 8.6;

6) nếu đã sử dụng nhiều hơn một hệ thống đo thì phải bao gồm nội dung liên quan đến việc đồng bộ tất cả các hệ thống. Độ chênh lệch thời gian lớn nhất được đăng ký giữa các hệ thống phải được ghi vào tài liệu và đồ thị hoặc bảng thể hiện các hiệu chỉnh thời gian đã thực hiện trong đợt đo trên từng hệ thống đo phải được thể hiện.

e) Dữ liệu từ mỗi bộ dữ liệu được chọn phải được trình bày dưới dạng bảng và đồ thị, cung cấp các số liệu thống kê về công suất ra đo được là một hàm của tốc độ gió và các thông số đo khí tượng quan trọng khác, gồm (xem các điều từ 8.4 đến 8.8):

1) các đồ thị phân tán của giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, công suất ra lớn nhất và nhỏ nhất là hàm của tốc độ gió (đồ thị phải gồm thông tin về tần số lấy mẫu). Ví dụ được thể hiện trên Hình 3.

2) đồ thị phân tán về tốc độ gió trung bình là hàm của hướng gió;

3) cơ sở dữ liệu đặc biệt gồm dữ liệu thu thập được trong các điều kiện làm việc hoặc điều kiện khí quyển đặc biệt, theo 8.6, cũng cần được trình bày như mô tả ở trên;

4) nếu được đo, tốc độ quay và góc pitch cần được trình bày bằng đồ thị phân tán bao gồm các giá trị bin so với tốc độ gió và một bảng có các giá trị bin;

5) xác định các tín hiệu trạng thái và đồ thị về các tín hiệu trạng thái trong thời gian đo.

f) Trình bày về đường cong công suất đo được đối với mật độ không khí tham chiếu được chọn (xem 9.1 và 9.2):

1) đường cong công suất phải được trình bày trong một bảng tương tự như Bảng 1. Đối với từng bin tốc độ gió, bảng phải liệt kê:

- tốc độ gió chuẩn hóa và trung bình;

- công suất ra chuẩn hóa và trung bình;

- số lượng bộ dữ liệu;

- giá trị C_p tính được;

- độ không đảm bảo chuẩn loại A (xem Phụ lục B và Phụ lục C);

- độ không đảm bảo chuẩn loại B (xem Phụ lục B và Phụ lục C);

- độ không đảm bảo chuẩn kết hợp (xem Phụ lục B và Phụ lục C);

2) đường cong công suất phải được trình bày theo đồ thị tương tự như Hình 2 và Hình 4. Đồ thị phải thể hiện hàm của tốc độ gió chuẩn và trung bình:

- công suất ra chuẩn và trung bình;

- độ không đảm bảo chuẩn kết hợp;

3) đường cong C_p phải được trình bày thành đồ thị tương tự với Hình 4; trên đồ thị phải chỉ ra diện tích quét của rôto;

4) cả đồ thị và bảng phải nêu rõ mật độ không khí tham chiếu, được sử dụng để chuẩn hóa.

g) Trình bày về đường cong công suất đo được đối với mật độ không khí tại vị trí quy định (xem 9.1 và 9.2):

Nếu mật độ không khí trung bình tại hiện trường không nằm trong phạm vi 0,05 kg/m³ của mật độ không khí tham chiếu thì phải thực hiện một trình bày thứ hai về đường cong công suất đo được. Nội dung trình bày này phải tương tự như đối với mật độ không khí tham chiếu nhưng phải thể hiện các kết quả đường cong công suất thu được bằng cách chuẩn hoá theo mật độ không khí tại vị trí quy định.

Nếu lựa chọn nhiều mật độ không khí tham chiếu thì phải thể hiện nội dung trình bày về đường cong công suất đo được đối với tất cả các mật độ tham chiếu khác. Nội dung trình bày này phải tương tự như đối với mật độ không khí tham chiếu nhưng phải thể hiện các kết quả đường cong công suất thu được bằng cách chuẩn hoá theo các mật độ không khí tham chiếu được lựa chọn thêm.

h) Trình bày về đường cong công suất đo được thu thập ở các điều kiện làm việc và điều kiện khí quyển đặc biệt (xem 8.6):

Cũng có thể báo cáo đường cong công suất được lấy từ tập hợp con của cơ sử dữ liệu đối với các điều kiện làm việc hoặc điều kiện khí quyển đặc biệt, nếu đây là trường hợp, đường cong công suất cần được báo cáo như đối với mật độ không khí tại mực nước biển, nhưng có chỉ dẫn rõ ràng trong tất cả các đồ thị và bảng về các điều kiện làm việc và/hoặc điều kiện khí quyển đặc biệt.

i) Trình bày về AEP ước tính đối với mật độ không khí tham chiếu (xem Điều 9.3):

1) một bảng tương tự với Bảng 2 sao cho từng tốc độ gió trung bình hàng năm ở độ cao của hub phải gồm:

- AEP-đo được;

- độ không đảm bảo chuẩn của AEP-đo được (xem Phụ lục B và Phụ lục C):

- AEP-ngoại suy;

2) bảng cũng phải nêu rõ:

- mật độ không khí tham chiếu;

- tốc độ gió ngắt mạch;

3) nếu AEP-đo được tại tốc độ gió trung bình hàng năm bất kỳ là nhỏ hơn 95 % AEP-ngoại suy thì bảng cũng phải có nhãn “chưa hoàn thành” trong cột các giá trị AEP-đo được.

j) Trình bày về sản lượng điện hàng năm ước tính được đối với mật độ không khí tại vị trí quy định (xem Điều 9.3):

Nếu mật độ không khí trung bình tại hiện trường không nằm trong phạm vi 0,05 kg/m³ của mật độ không khí tham chiếu được chọn thì phải thực hiện một trình bày thứ hai về AEP. Nội dung trình bày này phải tương tự như đối với mật độ không khí tham chiếu nhưng phải thể hiện các kết quả AEP thu được bằng cách chuẩn hoá theo mật độ không khí tại vị trí quy định.

Nếu lựa chọn nhiều mật độ không khí tham chiếu thì phải thể hiện thêm các bảng AEP đối với tất cả từng mật độ tham chiếu. Nội dung trình bày này phải tương tự như đối với mật độ không khí tham chiếu nhưng phải thể hiện các kết quả AEP thu được bằng cách chuẩn hoá theo mật độ không khí tham chiếu khác.

k) Báo cáo việc tham chiếu báo cáo về các kết quả đo hàm truyền trên vỏ tuabin theo IEC 61400-12- 6, bao gồm độ không đảm bảo của NTF.

l) Độ không đảm bảo đo (xem Phụ lục B):

Giả định về độ không đảm bảo trên các tất cả các thành phần không đảm bảo phải được cung cấp cũng như các giả định liên quan đến việc phân bố độ không đảm bảo và các độ không đảm bảo tương quan/không tương quan , như mô tả trong Phụ lục B, Phụ lục C và Phụ lục D.

m) Sai lệch so với quy trình:

Mọi sai lệch so với các yêu cầu của tiêu chuẩn này phải được báo cáo rõ ràng thành một điều khoản riêng rẽ. Từng sai lệch phải được dựa theo cơ sở kỹ thuật và ước tính về ảnh hưởng của nó lên kết quả thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Hàm truyền thích hợp đã được sử dụng để tạo ra ước tính tốc độ gió luồng tự do từ tốc độ gió đo được trên vỏ tuabin.

Hình 2 - Trình bày dữ liệu mẫu: Đồ thị phân tán về thử nghiệm hiệu suất năng lượng trên vỏ tuabin

Hình 3 - Trình bày về dữ liệu mẫu: đường cong công suất bin với các dải độ không đảm bảo

Hình 4 - Ví dụ về dữ liệu mẫu: đường cong công suất đo được và đường cong C_p

Bảng 1 - Ví dụ về đường cong công suất đo được

Bảng 2 - Ví dụ về sản lượng điện hàng năm ước tính

Phụ lục A

(Quy định)

Quy trình có hiệu lực đối với hàm truyền tốc độ gió trên vỏ tuabin

A.1  Yêu cầu chung

Hàm truyền có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi phần cứng và cơ cấu điều khiển tuabin. Phụ lục này mô tả tiêu chí cần được kiểm tra để đánh giá xem có thể áp dụng hàm truyền đo được tại một tuabin cho tuabin khác không. Tiêu chí trong Phụ lục này đề cập đến việc so sánh phép đo NTF trên một tuabin và việc áp dụng NTF trên một tuabin khác (hoặc cùng một tuabin sau này). Tiêu chí hợp lệ trong các điều từ A.2 đến A.6 phải được kiểm tra để đảm bảo rằng chúng giống hệt nhau và nằm trong các giới hạn đã cho trước khi bắt đầu thử nghiệm.

Nếu bất kỳ tiêu chí nào trong các tiêu chí có hiệu lực này không được đáp ứng thì phải sử dụng hàm truyền khác. Việc kiểm tra tính hiệu lực phải được báo cáo theo cách chi tiết sao cho từng hoạt động kiểm tra trong số chín kiểm tra trong phụ lục này đều có bằng chứng. Lưu ý rằng cũng phải thực hiện kiểm tra tính tự nhất quán của khu vực (xem IEC 61400-12-5:2022, 8.2) trước khi kết quả thử nghiệm hợp lệ có thể được báo cáo. Tuy nhiên, các kiểm tra trong IEC 61400-12-5:2022, 8.2 chỉ có thể được thực hiện sau khi có NPC trong khi đó, các kiểm tra trong phụ lục này có thể được thực hiện trước khi bắt đầu thử nghiệm.

A.2  Quy trình đo:

Thời gian lấy trung bình các điểm dữ liệu được dựa vào để tính hàm truyền phải giống thời gian lấy trung bình để các điểm dữ liệu được dựa vào để tính đường cong công suất trên vỏ tuabin.

A.3  Loại địa hình và độ dốc:

Loại địa hình khi NTF đã được thiết lập phải tương tự như loại địa hình mà khi NTF sẽ được áp dụng, trừ khi NTF được đo trong cùng một trang trại gió với nơi mà NTF được áp dụng, trong trường đó thì kiểu địa hình có thể thay đổi trong khoảng ±1.

Dấu độ dốc ở các khu vực 10 độ trong khu vực đo phải được so sánh cũng như độ dốc dương không thể liên quan đến độ dốc âm.

Dấu độ dốc ở địa hình trong khu vực đo khi NTF đã được thiết lập phải giống với dấu độ dốc ở địa hình trong khu vực đo khi NTF được áp dụng.

A.4  Phần cứng của phép đo:

a) máy đo gió và chong chóng gió;

b) máy đo gió và vị trí chong chóng gió (liên quan đến kết cấu lắp đặt) trong phạm vi 5 mm;

c) vị trí của máy đo gió, chong chóng gió và kết cấu lắp đặt trên vỏ tuabin trong phạm vi 100 mm.

A.5  Phần cứng khác của tuabin:

a) kiểu cánh quạt, bao gồm các cơ cấu khí động học được lắp đặt trên cánh quạt;

b) hình dạng vỏ tuabin, trong phạm vi 100 mm;

c) kích cỡ và vị trí đặt của thiết bị được lắp đặt trên vỏ tuabin (ví dụ như đèn báo hiệu trong hàng không); vị trí đặt trong phạm vi 100 mm.

A.6  Cơ cấu điều khiển tuabin:

a) phần mềm và phiên bản điều khiển nằm trong phạm vi các thay đổi ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất năng lượng của tuabin được ước tính bởi nhà chế tạo.

b) tất cả các tham số (và các thay đổi trong tham số đó) có liên quan đến độ nghiêng, độ xoay, tốc độ quay, công suất và bất kỳ tham số nào khác trong phạm vi mà các tham số này (và các thay đổi trong tham số đó) ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất năng lượng của tuabin như được ước tính bởi nhà chế tạo; điều này cần được kiểm tra bằng cách so sánh các tham số cụ thể và các giá trị liên quan đến chúng.

c) chế độ vận hành (ví dụ như vận hành giảm ồn, việc cắt giảm công suất).

Phụ lục B

(Quy định)

Đánh giá độ không đảm bảo đo

B.1  Yêu cầu chung

Phụ lục này đề cập đến các yêu cầu đối với việc xác định độ không đảm bảo đo. Cơ sở lý thuyết để xác định độ không đảm bảo bằng cách sử dụng phương pháp bin theo Phụ lục C và ví dụ về ước tính độ không đảm bảo trong Phụ lục D.

Mỗi NTF và NPC đo được phải được bổ sung thêm ước tính về độ không đảm bảo của kết quả do độ không đảm bảo trong phép đo cũng như các yếu tố khác như địa hình. Ước tính phải dựa trên TCVN 9595-3 (ISO/IEC GUIDE 98-3), hướng dẫn thể hiện độ không đảm bảo đo (GUM:1995). Hướng dẫn đánh giá độ không đảm bảo NTF được đề cập trong IEC 61400-12-3 và các kết quả của đánh giá đó phải được kết hợp thêm trong đánh giá độ không đảm bảo NPC.

Theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC GUIDE 98-3), có hai loại độ không đảm bảo: loại A, có độ lớn có thể suy ra từ các phép đo và loại B được ước tính bằng các phương thức khác. Trong cả hai loại, độ không đảm bảo được thể hiện dưới dạng độ lệch chuẩn và được biểu thị là độ không đảm bảo chuẩn.

B.2  Đại lượng đo

Đại lượng đo là đường cong công suất, được xác định bằng các giá trị bin đo được và được chuẩn hoá của công suất điện và tốc độ gió (xem 9.1 và 9.2) và sản lượng điện hàng năm ước tính (xem 9.3). Độ không đảm bảo trong các phép đo được chuyển đổi thành độ không đảm bảo trong đại lượng đo bằng hệ số độ nhạy.

B.3  Các thành phần không đảm bảo

Bảng B.1 và Bảng B.2 cung cấp các tham số không đảm bảo tối thiểu phải được tính đến trong các phân tích về độ không đảm bảo của NPC.

Bảng B.1 - Các thành phần không đảm bảo trong việc đánh giá đường cong công suất trên vỏ tuabin

Các thành phần được đề cập trong Bảng B.1 và Bảng B.2 tạo thành danh sách các thành phần độ không đảm bảo tối thiểu. Các thành phần có thể được bổ sung khi cần thiết.

CHÚ THÍCH: Giả định ngầm về phương pháp của tiêu chuẩn này rằng sản lượng điện trung bình trong thời gian 10 min từ tuabin gió được giải thích đầy đủ bằng tốc độ gió trung bình trong 10 min được đo đồng thời bằng máy đo gió trên vỏ tuabin (có liên quan đến tốc độ gió luồng tự do bằng một NTF được đo của loại tuabin cụ thể) và mật độ không khí. Điều này là không đúng. Các biến số khác về luồng gió ảnh hưởng cả sản lượng điện và NTF. Theo đó, các tuabin gió giống hệt nhau sẽ mang lại công suất khác nhau và tốc độ gió trên vỏ tuabin khác nhau tại các vị trí khác nhau, ngay cả khi tốc độ gió luồng tự do và mật độ không khí tại độ cao hub là như nhau. Các biến số khác này bao gồm cả các biến động về tốc độ gió (theo ba hướng), độ nghiêng của vectơ luồng gió so với tỷ lệ nằm ngang của luồng xoáy và tốc độ trượt gió trung bình trên rôto. Hiện nay, các công cụ phân tích có rất ít trợ giúp trong việc xác định tác động của các biến này và các phương pháp thực nghiệm cũng gặp phải các khó khăn nghiêm trọng không kém.

Kết quả là đường cong công suất thay đổi từ vị trí này sang vị trí tiếp theo, nhưng do các biến số có ảnh hưởng khác nhau không được đo và tính đến nên sự thay đổi trong đường cong công suất sẽ xuất hiện dưới dạng độ không đảm bảo.

Độ không đảm bảo rõ ràng này bắt nguồn từ chênh lệch về sản lượng điện quan sát được trong các điều kiện khí hậu và địa hình khác nhau, nghĩa là khi so sánh AEP đo được ở địa hình đồng nhất với AEP đo được tại vị trí trang trại gió không đồng nhất.

Khó định lượng được độ không đảm bảo biểu kiến này. Tùy thuộc vào các điều kiện và khí hậu, độ không đảm bảo trong đường cong công suất trên vỏ tuabin có thể ở khoảng 10 % hoặc hơn. Nhìn chung, độ không đảm bảo có thể dự kiến tăng lên do độ phức tạp của các điều kiện vị trí mà ở đó NTF đã được đo và độ phức tạp của điều kiện vị trí mà NPC được đo khác nhau, với độ phức tạp của địa hình tăng và với việc tăng tần số điều kiện khí quyển không trung tính. Tiêu chuẩn này giải quyết vấn đề này bằng cách bổ sung các thành phần không đảm bảo ví dụ như sự thay đổi theo mùa và luồng gió vào rôto.

B.4  Độ không đảm bảo vệ hướng gió

Độ không đảm bảo vệ hướng gió không ảnh hưởng trực tiếp đến độ không đảm bảo của đường cong công suất hoặc độ không đảm bảo của sản lượng điện hàng năm nhưng nó ảnh hưởng đến việc tính toán của khu vực đo. Do đó, một vài ước tính về các thành phần không đảm bảo góp phần được đưa ra dưới đây.

Độ không đảm bảo trong phép đo hướng gió gồm ba thành phần: độ không đảm bảo trong vị trí xoay tuabin, độ không đảm bảo ở chong chóng gió và độ không đảm bảo ở hệ thống thu thập dữ liệu. Hơn nữa, độ không đảm bảo ở vị trí xoay tuabin gồm độ không đảm bảo vệ sự căn thẳng cảm biến (hoặc sự lắp đặt cảm biến) và của độ phân giải tín hiệu (hoặc độ không đảm bảo của cảm biến). Độ không đảm bảo trong hướng gió đo được trên vỏ tuabin bao gồm độ không đảm bảo vệ hiệu chuẩn (chỉ cảm biến âm thanh), độ không đảm bảo vệ hiệu chuẩn tại hiện trường và các tác động của rôto và địa hình đối với phép đo (địa hình gồm các hiệu ứng luồng gió hướng lên đối với vị trí cụ thể).

Bảng B.2 - Các thành phần không đảm bảo trên vỏ tuabin dựa trên hướng gió tuyệt đối

Phụ lục C

(Quy định)

Cơ sở lý thuyết để xác định độ không đảm bảo đo sử dụng phương pháp bin

C.1  Yêu cầu chung

Tốc độ gió được hiệu chỉnh thu được từ ứng dụng hàm truyền trên vỏ tuabin (NTF) có độ không đảm bảo được kết hợp với phép đo của NTF và cả với sự truyền của NTF đến cùng tuabin hoặc các tuabin khác (có cùng kiểu) ở các điều kiện luồng gió vào khác so với các điều kiện thông thường trong phép đo về mối liên quan của NTF.

Khi đánh giá độ không đảm bảo, u_c,i ở đầu ra tốc độ gió từ bin i của NTF đo được hoặc ở công suất trong bin i của đường cong công suất trên vỏ tuabin thì độ không đảm bảo chuẩn kết hợp có thể được thể hiện dưới dạng chung nhất:

trong đó

C_k,i  là hệ số cảm biến của thành phần k trong bin i;

u_k,i  là độ không đảm bảo chuẩn của thành phần k trong bin i;

c_l,j  là hệ số cảm biến của thành phần l trong bin j;

u_l,j là độ không đảm bảo chuẩn của thành phần l trong bin j;

M  là số lượng các thành phần không đảm bảo trong từng bin;

ρ_k,l,i,j  là hệ số tương quan giữa thành phần không đảm bảo k trong bin j và thành phần không đảm bảo l trong bin j (trong Công thức (C.1) chỉ các thành phần theo đường chéo, j = i, được sử dụng).

Thành phần không đảm bảo là đại lượng đầu vào riêng biệt trong độ không đảm bảo của từng tham số đo được. Độ không đảm bảo chuẩn kết hợp trong sản lượng điện hàng năm được ước tính i_AEP, có thể ở dạng chung nhất được tính bằng:

trong đó:

ƒ_i  là số lần tương đối của tốc độ gió nằm trong khoảng V_i-l và V_i(F(V_i) - F(V_i-l)) trong bin i;

F(V)  là hàm phân bố xác suất tích lũy Rayleigh đối với tốc độ gió;

N  là số lượng bin;

N_h  là số giờ trong một năm ≈ 8 760.

Hiếm khi có thể suy ra một cách rõ ràng tất cả các giá trị của hệ số tương quan ρ_k,l,i,j và thông thường cần phải đơn giản hoá đáng kể. Để đơn giản hoá các công thức về độ không đảm bảo kết hợp đến mức thực tế thì có thể đưa ra các giả định dưới đây:

a) các thành phần không đảm bảo được tương quan hoàn toàn (ρ = 1, tức là tổng tuyến tính để thu được độ không đảm bảo chuẩn kết hợp) hoặc độc lập (ρ = 0, tức là tổng bậc hai, nghĩa là độ không đảm bảo chuẩn kết hợp là căn bậc hai của tổng bình phương các thành phần không đảm bảo);

b) tất cả các thành phần không đảm bảo loại A là độc lập lẫn nhau và các thành phần không đảm bảo loại A và loại B là độc lập (bất kể chúng đến từ cùng một bin hoặc từ các bin khác nhau) trong khi độ không đảm bảo loại B hoàn toàn tương quan với các độ không đảm bảo loại B có cùng nguồn gốc ở một bin khác (ví dụ như độ không đảm bảo trong bộ chuyển đổi công suất trong các bin khác nhau).

Lưu ý rằng khi NPC được lấy đồng thời trên nhiều tuabin gió, độ không đảm bảo NTF hoàn toàn tương quan giữa các tuabin và các thành phần của độ không đảm bảo NTF có liên quan đến vị trí và các điều kiện luồng gió vào cũng có thể được coi là tương quan hoàn toàn miễn là cùng NTF được sử dụng trên tất cả các tuabin.

Bằng cách sử dụng các giả định này, độ không đảm bảo kết hợp của công suất trong bin, u_c,i có thể được tính bằng:

trong đó

M_A  là số lượng các thành phần không đảm bảo loại A;

M_B  là số lượng các thành phần không đảm bảo loại B;

s_k,i  là độ không đảm bảo chuẩn loại A của thành phần k trong bin i;

s_i  là các độ không đảm bảo loại A kết hợp trong bin i;

u_i  là các độ không đảm bảo loại B kết hợp trong bin i.

cần lưu ý rằng u_c,i² không phụ thuộc vào kích thước bin do tính phụ thuộc của s_i vào số lượng bộ dữ liệu trong bin (xem Công thức (C.3) và Công thức (C.9)).

Các giả định ngụ ý rằng độ không đảm bảo chuẩn kết hợp trong sản lượng điện u_AEP, là

Ý nghĩa của thuật ngữ thứ hai trong Công thức (C.4) là mỗi thành phần không đảm bảo loại B riêng lẻ tiến hành thông qua độ không đảm bảo AEP tương ứng, áp dụng giả định về mối tương quan đầy đủ giữa các bin đối với các thành phần riêng lẻ. Cuối cùng, các thành phần không đảm bảo kết hợp bin chéo nhau được cộng thêm bậc hai vào độ không đảm bảo AEP tổng hợp.

C.2  Sự lan truyền của độ không đảm bảo thông qua các giai đoạn đo NTF/NPC

Việc đánh giá độ không đảm bảo phải được thừa nhận rằng độ không đảm bảo cụ thể thông qua các trạng thái khác nhau của phép đo NTF/NPC và do đó có nguy cơ bị đánh giá quá cao nếu các giả định ở trên liên quan đến tính độc lập giữa độ không đảm bảo loại B được áp dụng đầy đủ. Điều này có thể tránh được bằng cách xem xét mức độ hủy bỏ giữa các độ không đảm bảo.

Các ví dụ trong Bảng C.1 minh họa một số tình huống mà mức độ hủy bỏ có thể được giả định áp dụng.

Bảng C.1 - Ví dụ về các nguồn hủy bỏ

Trong tất cả các trường hợp trong Bảng C.1, mức độ hủy bỏ phải giảm khi sự khác biệt giữa các điều kiện khí quyển và/hoặc các điều kiện vị trí chủ yếu xảy ra trong mỗi giai đoạn đo tăng. Các khác biệt này có thể phát sinh do việc thực hiện các giai đoạn đo khác nhau ở các vị trí khác nhau (ví dụ như đo NTF trên một vị trí đơn giản và sử dụng NTF trong quá trình đo NPC trên một vị trí phức tạp) hoặc trong các mùa khác nhau (ví dụ như đo NTF vào mùa hè và đo NPC ở cùng một vị trí hoặc ở vị trí khác vào mùa đông).

Việc hủy bỏ này đã được ẩn ý sẵn trong phân tích độ không đảm bảo ở TCVN 10687-12-1 (IEC 61400- 12-1), nhưng không được nêu rõ trong tiêu chuẩn này. Có thể tìm thấy ví dụ về sự hủy bỏ trong phân tích của TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1) tại Phụ lục E, trong đó có tính toán độ không đảm bảo đối với hiệu chuẩn vị trí. về nguyên tắc, các đặc tính vận hành máy đo gió là một yếu tố góp phần vào độ không đảm bảo hiệu chuẩn vị trí. Vì cả hai máy đo gió được yêu cầu phải cùng một loại nên sự đóng góp vào độ không đảm bảo được coi là bị hủy bỏ và do đó không được đưa vào tính toán.

Các ví dụ trong Phụ lục E đưa ra ước tính về độ không đảm bảo loại A và loại B đối với từng bin của đường cong công suất đo được. Độ không đảm bảo của được cong công suất được suy ra và cuối cùng là ước tính độ không đảm bảo của EP. Ví dụ tuân theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC GUIDE 98-3) và các giả định trên.

Sử dụng sự kết hợp các thành phần độ không đảm bảo loại B theo công thức (C.3) và tính đến các hệ số triệt tiêu, tất cả các thành phần độ không đảm bảo trong mỗi bin có thể được kết hợp trước để thể hiện độ không đảm bảo loại B kết hợp của từng tham số đo được, ví dụ như đối với tốc độ gió.

trong đó

u_V,i  là độ không đảm bảo tổng của tốc độ gió trong bin i;

u_V,k,i  là độ không đảm bảo chuẩn của thành phần tốc độ gió k trong bin i (xem bảng C.2);

l_V,k  là hệ số hủy bỏ đối với thành phần không đảm bảo k;

M  là số lượng thành phần không đảm bảo tốc độ gió.

Lưu ý các hệ số hủy bỏ được tính đến trong Công thức (C.6). Đối với l = 1, không có hủy bỏ và Công thức (C.6) trở về công thức được sử dụng trong TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1). Đối với l < 1, có một mức hủy bỏ và đối với l = 0 thì có sự hủy bỏ hoàn toàn. Các nguyên tắc dưới đây áp dụng cho mức hủy bỏ:

- Vì lý do phức tạp của độ không đảm bảo nên khó xác định chính xác mức hủy bỏ. Để hợp lý, nhưng cần ước tính một cách thận trọng về độ không đảm bảo tổng thể, không được áp dụng hệ số hủy bỏ cho sự xuất hiện lần đầu của thuật ngữ độ không đảm bảo mà chỉ áp dụng cho lần xuất hiện tiếp sau. Ví dụ nếu sử dụng cùng một máy đo gió trong việc hiệu chuẩn vị trí như trong quá trình đo NTF thì độ không đảm bảo hiệu chuẩn của máy đo gió trên cột khí tượng cố định được tính đến một cách đầy đủ (l = 1) trong độ không đảm bảo vệ hệ số hiệu chuẩn vị trí nhưng sẽ hủy bỏ toàn bộ hoặc một phần trong độ không đảm bảo TF. Việc hủy bỏ hoàn toàn (l = 0) là phù hợp nếu hai phép đo được thực hiện trong khoảng thời gian đủ ngắn để không có khả năng xảy ra sai lệch trong hệ số hiệu chuẩn, nếu không thì nên sử dụng phương pháp hủy bỏ một phần (1 >> 0) (1 > l > 0).

- Độ không đảm bảo vệ thống kê không bao giờ bị hủy bỏ và do đó không có số hạng hủy bỏ.

- Không có hủy bỏ hoàn toàn ngoài ví dụ như được đưa ra trong mục danh sách có nét đứt đầu tiên, nhưng trong một số trường hợp có thể có hủy bỏ một phần.

- Các ước tính cho trong Phụ lục C phải được lấy làm các giới hạn dưới đối với hủy bỏ; ngay cả khi các giá trị thấp hơn chỉ có thể được sử dụng khi được chứng minh bằng chứng.

Sau đó, độ không đảm bảo chuẩn của các đại lượng đo có thể được kết hợp để có được độ không đảm bảo tổng trong bin i bằng cách sử dụng Công thức (C.6). Công thức (C.7) có thể được sử dụng để tính độ không đảm bảo chuẩn của AEP;

Các chỉ số trong Công thức (C.6) được cho trong Bảng C.2. Lưu ý độ không đảm bảo do hệ thống thu thập dữ liệu là một phần của độ không đảm bảo của từng tham số đo và sai lệch luồng không khí do địa hình được tính đến trong độ không đảm bảo của tốc độ gió.

Để tính độ không đảm bảo trong AEP, độ không đảm bảo của từng thành phần loại B cần được kết hợp trên các bin trước khi cộng các thành phần khác nhau với nhau, để giải thích chính xác mối tương quan giữa các bin.

Công thức (C.7) giống với Công thức (C.4) ngoại trừ hệ số hủy bỏ l được tính đến trong Công thức (C.7).

C.3  Độ không đảm bảo loại A

C.3.1  Yêu cầu chung

Độ không đảm bảo loại A cần được coi là độ không đảm bảo của dữ liệu công suất điện đo được và dữ liệu công suất điện được chuẩn hoá trong từng bin, sự khác biệt về hiệu chuẩn vị trí (khi thực hiện) và sự khác biệt về NTF (lưu ý rằng sự phân bố sau này được thiết lập trong IEC 61400-12-6 nhưng cần phải được tính đến trong việc đánh giá độ không đảm bảo NPC)

C.3.2  Độ không đảm bảo loại A về công suất điện

Độ lệch chuẩn của sự phân bố về dữ liệu công suất được chuẩn hoá trong từng bin được tính bằng công thức:

trong đó

σ_PJ  là độ lệch chuẩn của dữ liệu công suất được chuẩn hoá trong bin i;

N_i  là số lượng bộ dữ liệu trong thời gian 10 min trong bin i;

P_i  là công suất ra trung bình và được chuẩn hoá trong bin i;

P_n,i,j  là công suất ra được chuẩn hoá của bộ dữ liệu j trong bin i.

Độ không đảm bảo chuẩn của công suất trung bình và được chuẩn hoá trong bin được ước tính bằng công thức:

trong đó

S_P,i  là độ không đảm bảo chuẩn loại A của công suất trong bin i;

σ_PJ  là độ lệch chuẩn của dữ liệu công suất được chuẩn hoá trong bin i;

N_i  là số lượng bộ dữ liệu thời gian 10 min trong bin i.

Bảng C.2 - Danh sách về độ không đảm bảo loại A và B đối với NPC

C.4  Độ không đảm bảo loại B

C.4.1  Yêu cầu chung

Độ không đảm bảo loại B được giả định là có liên quan đến thiết bị đo, hệ thống thu thập dữ liệu và địa hình xung quanh khu vực thử nghiệm hiệu suất năng lượng. Nếu các độ không đảm bảo được thể hiện dưới dạng giới hạn độ không đảm bảo hoặc có các hệ số phủ không đồng nhất ẩn thì độ không đảm bảo chuẩn phải được ước tính hoặc chúng phải được chuyển thành độ không đảm bảo chuẩn một cách thích hợp.

CHÚ THÍCH: Xem xét độ không đảm bảo được thể hiện dưới dạng giới hạn độ không đảm bảo ± U. Nếu sự phân bố xác suất hình chữ nhật (đều liên tục) được giả định thì độ không đảm bảo chuẩn là:

Nếu phân bố xác suất hình tam giác được giả định thì độ không đảm bảo chuẩn là

C.4.2  Độ không đảm bảo loại B trong sự thay đổi về khí hậu

Thử nghiệm hiệu suất năng lượng có thể được thực hiện ở các điều kiện khí quyển đặc biệt, ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm một cách có hệ thống, ví dụ như sự phân tầng khí quyển rất ổn định (trượt gió thẳng đứng lớn và luồng xoáy thấp) hoặc không ổn định (trượt gió nhỏ và luồng xoáy cao) hoặc sự thay đổi thường xuyên và/hoặc lớn về hướng gió. Độ không đảm bảo vệ khí hậu này có thể được nhận thấy trong hiệu chuẩn về vị trí, hàm truyền trên vỏ tuabin và đường cong công suất trên vỏ tuabin. về bản chát, đó là độ không đảm bảo vệ thống kê mà thường có thể không xác định được từ dữ liệu do bản ghi dữ liệu không đủ dài. Do đó, điều này là đạt được bằng độ không đảm bảo loại B được liên kết với phương pháp được sử dụng.

C.5  Độ không đảm bảo mở rộng

Độ không đảm bảo chuẩn kết hợp của đường cong công suất và AEP có thể được thể hiện thêm bằng độ không đảm bảo mở rộng. Xem TCVN 9595-3 (ISO/IEC GUIDE 98-3) và giả định các phân bố chuẩn, các khoảng thời gian có mức độ tin cậy như thể hiện trong Bảng C.3 có thể tính bằng cách nhân các độ không đảm bảo chuẩn kết hợp này với hệ số phủ, cũng được thể hiện trong Bảng C.3.

Bảng C.3 - Độ không đảm bảo mở rộng

Phụ lục D

(Quy định)

Thiết lập và tính độ không đảm bảo của NPC

D.1  Các phương pháp và giả định

D.1.1  Yêu cầu chung

Phụ lục này đưa ra ước tính về độ lớn của từng thành phần không đảm bảo và hệ số đóng góp cũng như hai ví dụ làm rõ hơn việc tính toán. Nguyên tắc chung được giới thiệu trong Phụ lục B và Phụ lục C được sử dụng để suy ra độ không đảm bảo kết hợp trong AEP.

Phụ lục này mang tính quy định về các phương pháp và các giả định liên quan đến độ không đảm bảo và các mối tương quan phải được tuân thủ, trừ khi có các bằng chứng để làm cơ sở cho sự lựa chọn khác. Trừ khi được dẫn giải trong các chú thích, các thành phần không đảm bảo được giả định là phân bố độ không đảm bảo phân bố chuẩn.

D.1.2  Ước tính thành phần không đảm bảo đường cong công suất trên vỏ tuabin

Xét theo sự thống nhất hợp lý giữa TCVN 10687-12-1 (IEC 61400-12-1) và đường cong công suất NPC trên tuabin thử nghiệm, giả định rằng các ảnh hưởng về vị trí bổ sung một lượng tương đối nhỏ vào độ không đảm bảo tốc độ gió đối với các vị trí đơn giản. Tuy nhiên, khi được chuyển sang một vị trí phức tạp hơn, tuabin gió và máy đo gió trên vỏ tuabin trải qua các điều kiện luồng gió vào có phạm vi rộng hơn, có nghĩa một số thành phần của độ không đảm bảo cần được tăng lên. Một vài giá trị giả định đối với việc chuyển NTF sang vị trí có địa hình phức tạp được thể hiện trong Bảng D.1 và Bảng D.2, mặc dù chúng cần được đánh giá lại trên cơ sở vị trí cụ thể.

Bảng D.1 - ước tính đối với các thành phần không đảm bảo từ phép đo NPC

Các giả định trong Bảng D.1 liên quan đến độ không đảm bảo và mối tương quan phải được tuân theo trừ khi có bằng chứng mà dựa vào đó để lựa chọn khác.

Bảng D.2 - Ước tính về u_V5,i đối với loại địa hình NPC

Các giá trị trong Bảng D.2 được ước tính. Có thể sử dụng các giá trị khác miễn là dữ liệu được cung cấp sao cho đảm bảo sự thay đổi trong các giá trị này.

u_c,i và u_AEP được tính như sau:

D.1.3  Độ không đảm bảo về hướng gió

Độ không đảm bảo của hướng gió không ảnh hưởng trực tiếp đến độ không đảm bảo của đường cong công suất hoặc độ không đảm bảo của sản lượng điện hàng năm nhưng nó ảnh hưởng đến việc tính khu vực đo. Do đó, một vài ước tính của các thành phần không đảm bảo đóng góp được đưa ra trong tiêu chuẩn này.

Các thành phần không đảm bảo đối với u_WD như sau:

Bảng D.3 - ước tính đối với các thành phần không đảm bảo dành cho hướng gió