极端风速模型(Extreme Wind Speed Model, EWM)是用于评估风力机在极端风况下的结构完整性和安全性的关键模型。
EWM用于确定风力发电机组在极端风事件(如50年或1年一遇的最大风速)中可能承受的极端风速值,以确保机组在极端条件下仍能满足设计安全要求(如不发生倒塌或关键部件失效)。
EWM可以是稳态风模型或湍流风模型,其基于参考风速Vref与固定的湍流标准偏差σ1。
如果风力机类型设计为T级台风参考风速,则在极端风速模型中Vref应替换为Vref,T,同时保留其他参数。
(1)稳态极端风模型
对于稳态极端风模型,50年一遇的极端风速Ve50和1年一遇的极端风速Ve1,以高度z作为函数,可用以下公式计算:
其中,Vref是参考风速,z 是高度,zhub是轮毂高度,要特别注意的是这里的风切变指数是0.11。
在稳定极端风模型中,应假设在±15°范围内恒定偏航误差,以考虑与平均风向的短期偏差。
(2)湍流极端风速模型
对于湍流极端风速模型,采用10 分钟的平均风速,50年一遇的极端风速V50和1年一遇的极端风速V1,以高度z作为函数,可用以下公式计算:
其中,Vref是参考风速,z 是高度,zhub是轮毂高度,这里的风切变指数也是0.11。
湍流标准差为固定值σ1=0.11Vhub
湍流极端风模型的湍流标准偏差和正常湍流模型(NTM)或极端湍流模型(ETM)不相关。
稳定的极端风模型和湍流极端风模型通过近似为3.5的峰值系数相关联。
EWM在IEC 61400框架中扮演“极端风况量化标尺”角色,其通过明确的参数定义和场地适应性要求,为风力机结构设计、载荷计算及安全认证提供科学依据。
具体参数需根据项目所在地的风资源数据和标准版本选择。
应用工况:空转工况极限统计、空转带故障、维护。