ICS 07.060;27.180 CCS F14 中华人民共和国国家标准 GB/T41342—2022 潮流能发电装置功率特性现场测试方法 Site testing method for power performance of electricity producing tidal energy converters 2022-10-01实施 2022-03-09发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41342—2022 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 一般规定 4.1 测试步骤 4.2 测试要求 流速测量 5.1 流速测量仪器 5.2 流速测量仪器布放位置 5.3 数值模型 5.4 流速参数的计算 6潮流能发电装置输出电功率测量 6.1 电功率测量仪器 6.2电功率测量位置 6.3电力测试环境 潮流能发电装置的功率特性 7.1功率曲线 7.2 转换效率 7.3 年发电量 附录A（规范性） 测试报告 GB/T41342—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任， 本文件由中华人民共和国自然资源部提出。 本文件由全国海洋标准化技术委员会（SAC/TC283）归口。 本文件起草单位：国家海洋技术中心、国家海洋标准计量中心、天津大学、哈尔滨瑞哈科技发展有限 公司、山东电力工程咨询院有限公司。 本文件主要起草人：王项南、夏海南、张原飞、郭毅、贾宁、薛彩霞、李强、王静、徐春红、白志刚、杨勇、 朱月涌。 II GB/T41342—2022 潮流能发电装置功率特性现场测试方法 1范围 本文件规定了潮流能发电装置功率特性现场测试的一般规定、流速测量、潮流能发电装置输出电功 率测量和潮流能发电装置的功率特性。 本文件适用于实海况条件下并网型或独立型电站的潮流能发电装置的功率特性测试。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件 GB/T12763.2—2007海洋调查规范第2部分：海洋水文观测 GB/T12763.10-一2007海洋调查规范第10部分：海底地形地貌调查 GB/T20840.1一2010互感器第1部分：通用技术要求 GB/T20840.2一2014互感器第2部分：电流互感器的补充技术要求 GB/T20840.3一2013互感器第3部分：电磁式电压互感器的补充技术要求 JTS/T231-4—2021水运工程模拟试验技术规范 IEC60688：2012将交流和直流电量转换成模拟信号或数字信号的电测量变送器（Electrical measuring transducers for converting A.C.and D.C. electrical quantities to analogue or digital signals) 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 转换效率 conversion efficiency 潮流能发电装置的输出能量与流速的输入能量之比。 3.2 等效直径 equivalentdiameter De 潮流能发电装置的叶轮直径。 注1：对于水平轴潮流能发电装置，是指潮流能发电装置的旋转叶轮直径 注2：对于垂直轴潮流能发电装置，是指等效变换为相同扫掠面积的水平轴潮流能发电装置的旋转叶轮直径， 注3：单位为米（m）。 3.3 能量捕获截面积 只energy capture area 潮流能发电装置捕获潮流输人能量的面积。 注1：对于垂直轴潮流能发电装置，是指潮流能发电装置的扫掠面积。 注2：对于无导流罩的水平轴潮流能发电装置，是指潮流能发电装置扫掠面积在流速方向上的投影面积。 1 GB/T41342—2022 注3：对于有导流罩的水平轴潮流能发电装置，是指潮流能发电装置导流罩的最大截面积。 注4：单位为平方米（m）。 3.4 区间法 method ofbins 将测试的海流流速数据和电功率数据按照流速间隔分组的数据处理方法。 注：对于各区间数据，记录采集数与它们的和，并计算各区间内流速、电功率参数的平均值。 3.5 功率曲线 powercurve 潮流能发电装置输出的有功功率与流速的关系曲线。 注：输入流速为r轴，同一时刻的潮流能发电装置输出的有功功率为y轴。 3.6 扫掠面积 sweptarea 潮流能发电装置叶片扫掠过的面积。 注1：对于垂直轴潮流能发电装置，叶片外廓（沿旋转轴各截面上离旋转轴最远的点的集合）旋转形成的轴对称曲 面，在平行于旋转轴的平面上的投影面积。 注2：对于水平轴潮流能发电装置，是指叶尖（叶片上距离旋转轴最远的点）绕旋转轴运动的轨迹（或路径）所包围 的曲面，在垂直于旋转轴的平面上的投影面积， 注3：单位为平方米（m）。 4一般规定 4.1 测试步骤 潮流能发电装置功率特性现场测试的步骤应满足以下要求： a） 测试海域数据收集； b) 对输入到潮流能发电装置能量捕获截面积范围内的潮流流速进行测量，计算该流速下的潮流 输入功率； c) 与流速同步测量潮流能发电装置输出电压和电流，计算输出功率； d) 通过测量的海流流速、流速的输入功率及潮流能发电装置的输出功率，绘制功率曲线、计算转 换效率、估算年发电量； e） 编制测试报告。 4.2 测试要求 4.2.1 潮流能发电装置功率特性现场测试的基本要求包括： a) 应在潮流能发电装置调试完毕，正常运行期间开始测试； b) 测试期间不应对潮流能发电装置所处海域的流场情况进行更改； c） 测试期间不应对潮流能发电装置的物理结构、运行策略等进行任何形式的更改； d) 应记录潮流能发电装置未到达切入流速而未发电的时间： e) 应记录测试的总时间和测试期间潮流能发电装置因维护、维修、故障或风暴等极端海况潮流能 发电装置未工作的时间。 4.2.2所收集的数据应包括： 2 GB/T41342-—2022 a) 测试海域海底地形、涨潮和落潮主流向、流速分布及流速最大值： b) 潮流能发电装置的额定功率、额定输出电压、额定输出电流、额定流速、等效直径： 其他与测试有关的数据 对收集的数据，应对其可靠性及准确度情况进行全面分析，并做出对数据采用与否的结论。 4.2.3数据采集要求包括： a) 应同步测量海流流速和电功率参数； b) 流速和输出电力参数应进行至少30d（720h）的不间断测量，测试期间充许间断的时间总计不 超过24h； 流速的数据采样间隔应不大于30min； d）电气参数的采样频率应不低于1Hz，数据采样间隔应不大于1min。 4.2.4数据处理要求包括： a) 应剔除测试期间测量设备调试、故障时的流速数据和电气参数； b) 应剔除测试期间潮流能发电装置因维护、维修、故障或风暴等极端海况潮流能发电装置未工作 时的流速数据和电气参数 4.2.5 测试报告应符合附录A的规定 5 流速测量 5.1 流速测量仪器 宜采用坐底式的测量方式，流速测量仪器应满足以下要求： 具备有效的出厂检验合格证书； a) b) 测量准确度满足GB/T12763.2一2007中7.1.2的要求； c） 能够测量流速测量点的流速最大值； d) 能够连续记录具有时间标记的流速和流向数据： e） 测量剖面能够覆盖到潮流能发电装置的整个能量捕获截面； f)） 在垂直剖面上，流速测量层间的间距不超过1m。 5.2# 流速测量仪器布放位置 5.2.1双向发电潮流能发电装置 对于双向发电的潮流能发电装置，流速测量仪器的布放位置见图1，流速测量仪器的布放位置应满 足以下要求： a） 流速测量仪器布放在能够代表输入到潮流能发电装置扫掠面积内的流速值的位置上； b) 流速测量仪器布放位置处的水深与潮流能发电装置所处位置的水深差异应不大于10%； c） 宜在潮流能发电装置涨潮侧的潮流主流向上，布放第一台流速测量仪器，流速测量仪器距潮流 能发电装置扫掠面的距离为2倍到5倍等效直径，用以测量涨潮时输人到潮流能发电装置扫 掠面积内的流速值； 宜在潮流能发电装置落潮侧的潮流主流向上，布放第二台流速测量仪器，流速测量仪器距潮流 掠面积内的流速值。 3 GB/T41342—2022 流速测量仪 3D: 器布放区域 潮流能发 2/) 电装置扫 掠面 4 2/3g 落潮主 113 流速测量仪 3/, 器有放区城 标引序号说明： DE —等效直径； 2De -—2倍等效直径； 3De—3倍等效直径。 图1流速测量仪器布放位置示意图 5.2.2 单向发电潮流能发电装置 对于单向发电的潮流能发电装置，流速测量仪器的布放位置见5.2.1中的要求， 4 GB/T41342—2022 5.3数值模型 5.3.1测试海域出现以下情况之一，宜采用数值模型的方法确定流速测量仪器布放位置： 流速测量仪器布放位置处的水深与潮流能发电装置所处位置的水深差异超过10%； a) b）其他影响测量输入到潮流能发电装置扫掠面积内流速值的情况。 5.3.2数值模型应满足以下要求： a）建立模型所需的相关海底地形数据的补充测量满足GB/T12763.10一2007的要求，海流数据 的补充测量满足GB/T12763.2—2007的要求； b) 模型计算精度满足JTS/T231-4—2021的要求。 5.4流速参数的计算 按照流速测量要求，将潮流能发电装置能量捕获截面等分为k层。该深度范围内的平均流速（） 按公式（1）计算，能量捕获截面积（A）按公式（2）计算： .........(1