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IEC 61400-12-3 Ed. 1.0 b:2022 Wind energy generation systems - Part 12-3: Power performance - Measurement based site calibration, 2022
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- INTRODUCTION
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms and definitions
- 4 Symbols, units and abbreviated terms
- 5 General
- 6 Overview of the procedure
- 7 Test set-up [Go to Page]
- 7.1 Considerations for selection of the test wind turbine and location of the meteorological mast [Go to Page]
- 7.1.1 General
- 7.1.2 Type A:
- 7.1.3 Type B:
- 7.1.4 Type C:
- 7.2 Instrumentation
- 8 Data acquisition and rejection criteria
- 9 Analysis [Go to Page]
- 9.1 General
- 9.2 Assessment of site shear conditions [Go to Page]
- 9.2.1 Shear calculations and characterisation plots
- 9.2.2 Assess significance of shear
- 9.2.3 Establish correlation of shear between locations
- 9.3 Method 1: Bins of wind direction and wind shear
- 9.4 Method 2: Linear regression method where wind shear is not a significant influence
- 9.5 Additional calculations
- 10 Site calibration uncertainty [Go to Page]
- 10.1 Site calibration category A uncertainty [Go to Page]
- 10.1.1 Site calibration K-fold analysis
- 10.1.2 Site calibration statistical uncertainty for each fold
- 10.2 Site calibration category B uncertainty [Go to Page]
- 10.2.1 General
- 10.2.2 Anemometer – Pre-calibration
- 10.2.3 Anemometer – Post-calibration
- 10.2.4 Anemometer – Classification
- 10.2.5 Anemometer – Mounting
- 10.2.6 Anemometer – Data acquisition
- 10.2.7 Anemometer – Lightning finial
- 10.3 Combining uncertainties in the wind speed measurement from flow distortion due to site calibration uVT,i
- 10.4 Combined uncertainty
- 11 Quality checks and additional uncertainties [Go to Page]
- 11.1 Convergence check
- 11.2 Correlation check for linear regression (see 9.4)
- 11.3 Change in correction between adjacent wind direction bins [Go to Page]
- 11.3.1 General
- 11.3.2 Removal of the wind direction sensor between site calibration and power performance test
- 11.4 Site calibration and power performance measurements in different seasons
- Annex A (informative)Verification of results
- Annex B (informative)Site calibration examples [Go to Page]
- B.1 Example A [Go to Page]
- B.1.1 Site description:
- B.1.2 Site calibration setup:
- B.1.3 Site calibration evaluation:
- B.1.4 Step 1: Check the significance of wind shear at the site according to 9.2.2:
- B.1.5 Step 2: Verify correlation of wind shear at wind turbine and reference meteorological mast locations – Example A
- B.1.6 Step 3: Calculate results according to 9.2.3
- B.1.7 Step 4: Quality checks and additional uncertainties
- B.2 Example B [Go to Page]
- B.2.1 Site description:
- B.2.2 Site calibration setup:
- B.2.3 Step 1: Check the significance of wind shear at the site:
- B.2.4 Step 2A: Verify correlation of wind shear at wind turbine and reference meteorological mast locations, example B
- B.2.5 Step 2B: Attempt to remove non-correlating wind shear data
- B.2.6 Step 3: Calculate results
- B.2.7 Step 4: Additional uncertainties:
- B.3 Example C [Go to Page]
- B.3.1 Site description:
- B.3.2 Site calibration setup:
- B.3.3 Step 1: Check the significance of wind shear at the site:
- B.3.4 Step 2: Verify correlation of wind shear at wind turbine and reference meteorological mast locations, example C
- B.3.5 Step 3: Calculate results
- B.3.6 Step 4: Quality checks and uncertainty
- B.3.7 Anemometer operational uncertainty:
- B.3.8 Convergence check:
- B.3.9 Change in magnitude of correction between bins:
- B.3.10 Wind vane adjustment:
- B.3.11 Seasonal uncertainty adjustment:
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Site calibration flow chart
- Figure 2 – Terrain types
- Figure A.1 – Example of the results of a verification test
- Figure B.1 – Wind shear exponent vs. time of day, Example A
- Figure B.2 – Wind shear exponents at wind turbine location vs. reference meteorological mast, example A where the colour axis = wind speed (m/s)
- Figure B.3 – Wind speed ratios and number of data points vs. wind shear exponent and wind direction bin – wind speed ratios (full lines), number of data points (dotted lines)
- Figure B.4 – Data convergence check for 190° bin
- Figure B.5 – Wind shear exponent vs. time of day, example B
- Figure B.6 – Wind shear exponents at wind turbine location vs. reference meteorological mast, example B
- Figure B.7 – Linear regression of wind turbine location vs. reference meteorological mast hub height wind speeds for 330° bin
- Figure B.8 – Wind speed ratios vs. wind speed for the 330° bin
- Figure B.9 – Wind speed ratios vs. wind shear for the 330° bin
- Figure B.10 – Wind shear exponents at wind turbine location vs. reference meteorological mast post-filtering
- Figure B.11 – Linear regression of wind turbine location vs. reference meteorological mast hub height wind speeds for 330° bin, post-filtering
- Figure B.12 – Wind speed ratios vs. wind speed for the 330° bin, post-filtering
- Figure B.13 – Data convergence check for 330° bin
- Figure B.14 – Site calibration wind shear vs. power curve test wind shear
- Figure B.15 – Convergence check for 270° bin
- Tables [Go to Page]
- Table B.1 – Site calibration flow corrections (wind speed ratio)
- Table B.2 – Site calibration data count
- Table B.3 – r2 values for each wind direction bin
- Table B.4 – Additional uncertainty due to change in bins for example B
- Table B.5 – Additional uncertainty due to change in bins for example C
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- INTRODUCTION
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes et définitions
- 4 Symboles, unités et termes abrégés
- 5 Généralités
- 6 Vue d'ensemble de la procédure
- 7 Montage d'essai [Go to Page]
- 7.1 Considérations relatives au choix de l'éolienne en essai et de l'emplacement du mât météorologique [Go to Page]
- 7.1.1 Généralités
- 7.1.2 Type A:
- 7.1.3 Type B:
- 7.1.4 Type C:
- 7.2 Instrumentation
- 8 Acquisition de données et critères de rejet
- 9 Analyse [Go to Page]
- 9.1 Généralités
- 9.2 Évaluation des conditions de cisaillement du site [Go to Page]
- 9.2.1 Calculs et tracés de caractérisation du cisaillement
- 9.2.2 Évaluation de l'importance du cisaillement
- 9.2.3 Établissement d'une corrélation du cisaillement entre les emplacements
- 9.3 Méthode 1: Tranches de direction du vent et tranches de cisaillement du vent
- 9.4 Méthode 2: Méthode de régression linéaire lorsque le cisaillement n'a pas une influence significative
- 9.5 Calculs supplémentaires
- 10 Incertitude d'étalonnage du site [Go to Page]
- 10.1 Incertitude d'étalonnage du site de catégorie A [Go to Page]
- 10.1.1 Analyse par validation croisée en K échantillons de l'étalonnage du site
- 10.1.2 Incertitude statistique d'étalonnage du site pour chaque échantillon
- 10.2 Incertitude d'étalonnage du site de catégorie B [Go to Page]
- 10.2.1 Généralités
- 10.2.2 Anémomètre – Pré-étalonnage
- 10.2.3 Anémomètre – Post-étalonnage
- 10.2.4 Anémomètre – Classification
- 10.2.5 Anémomètre – Montage
- 10.2.6 Anémomètre – Acquisition de données
- 10.2.7 Anémomètre – Paratonnerre
- 10.3 Composition des incertitudes relatives au mesurage de la vitesse du vent en raison de la distorsion de l'écoulement due à l'étalonnage du site uVT,i
- 10.4 Incertitude composée
- 11 Contrôles de la qualité et incertitudes supplémentaires [Go to Page]
- 11.1 Contrôle de la convergence
- 11.2 Contrôle de corrélation pour la régression linéaire (voir 9.4)
- 11.3 Variation de correction entre des tranches de direction du vent adjacentes [Go to Page]
- 11.3.1 Généralités
- 11.3.2 Suppression du capteur de direction du vent entre l'étalonnage du site et l'essai de performance de puissance
- 11.4 Étalonnage du site et mesurages de performance de puissance lors de différentes saisons
- Annexe A (informative)Vérification des résultats
- Annexe B (informative)Exemples d'étalonnage du site [Go to Page]
- B.1 Exemple A [Go to Page]
- B.1.1 Description du site:
- B.1.2 Montage d'étalonnage du site:
- B.1.3 Évaluation de l'étalonnage du site:
- B.1.4 Étape 1: Vérifier l'importance du cisaillement du vent sur le site selon 9.2.2:
- B.1.5 Étape 2: Vérifier la corrélation entre le cisaillement du vent à l'emplacement de l'éolienne et à emplacement du mât météorologique de référence – Exemple A
- B.1.6 Étape 3: Calculer les résultats selon 9.2.3
- B.1.7 Étape 4: Contrôles de la qualité et incertitudes supplémentaires
- B.2 Exemple B [Go to Page]
- B.2.1 Description du site:
- B.2.2 Montage d'étalonnage du site:
- B.2.3 Étape 1: Vérifier l'importance du cisaillement du vent sur le site:
- B.2.4 Étape 2A: Vérifier la corrélation entre le cisaillement du vent à l'emplacement de l'éolienne et à emplacement du mât météorologique de référence – exemple B
- B.2.5 Étape 2B: Tentative de suppression des données de cisaillement du vent non corrélées
- B.2.6 Étape 3: Calculer les résultats
- B.2.7 Étape 4: Incertitudes supplémentaires:
- B.3 Exemple C [Go to Page]
- B.3.1 Description du site:
- B.3.2 Montage d'étalonnage du site:
- B.3.3 Étape 1: Vérifier l'importance du cisaillement du vent sur le site:
- B.3.4 Étape 2: Vérifier la corrélation entre le cisaillement du vent à l'emplacement de l'éolienne et à emplacement du mât météorologique de référence, exemple C
- B.3.5 Étape 3: Calculer les résultats
- B.3.6 Étape 4: contrôles de la qualité et incertitude
- B.3.7 Incertitude opérationnelle de l'anémomètre:
- B.3.8 Contrôle de la convergence:
- B.3.9 Variation de l'amplitude de correction entre les tranches:
- B.3.10 Ajustement de la girouette:
- B.3.11 Ajustement de l'incertitude saisonnière:
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Organigramme d'étalonnage du site
- Figure 2 – Types de terrains
- Figure A.1 – Exemple de résultats d'essai de vérification
- Figure B.1 – Exposant de cisaillement du vent par rapport à l'heure du jour, Exemple A
- Figure B.2 – Exposants de cisaillement du vent à l'emplacement de l'éolienne par rapport au mât météorologique de référence, exemple A où l'axe de couleur = vitesse du vent (en m/s)
- Figure B.3 – Rapports de vitesse du vent et nombre de points de données en fonction de l'exposant de cisaillement du vent et de la tranche de direction du vent – rapports de vitesse du vent (lignes pleines), nombre de points de données (lignes en pointillés)
- Figure B.4 – Contrôle de la convergence des données pour la tranche à 190°
- Figure B.5 – Exposant de cisaillement du vent par rapport à l'heure du jour, exemple B
- Figure B.6 – Exposants de cisaillement du vent à l'emplacement de l'éoliennepar rapport au mât météorologique de référence, exemple B
- Figure B.7 – Régression linéaire de la vitesse du vent à l'emplacement de l'éolienne par rapport à la vitesse du vent à la hauteur du moyeu du mât météorologique de référence pour la tranche à 330°
- Figure B.8 – Rapports de vitesses du vent en fonction de la vitesse du ventpour la tranche à 330°
- Figure B.9 – Rapports de vitesses du vent en fonction du cisaillement du vent pour la tranche à 330°
- Figure B.10 – Exposants de cisaillement du vent à l'emplacement de l'éoliennepar rapport au post-filtrage du mât météorologique de référence
- Figure B.11 – Régression linéaire de la vitesse du vent à l'emplacement de l'éolienne par rapport à la vitesse du vent à la hauteur du moyeu du mât météorologique de référence pour la tranche à 330°, post-filtrage
- Figure B.12 – Rapports de vitesses du vent en fonction de la vitesse du ventpour la tranche à 330°, post-filtrage
- Figure B.13 – Contrôle de la convergence des données pour la tranche à 330°
- Figure B.14 – Cisaillement du vent lors de l'étalonnage du site par rapport au cisaillement du vent lors de l'essai de courbe de puissance
- Figure B.15 – Contrôle de la convergence pour la tranche à 270°
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau B.1 – Corrections de l'écoulement dictées par l'étalonnage du site (rapport de vitesses du vent)
- Tableau B.2 – Nombre de données d'étalonnage du site
- Tableau B.3 – r2 pour chaque tranche de direction du vent
- Tableau B.4 – Incertitude supplémentaire due à des variations dans les tranches pour l'exemple B
- Tableau B.5 – Incertitude supplémentaire due à des variations dans les tranches pour l'exemple C [Go to Page]