近日,国际电工委员会风能发电系统技术委员会(IEC/TC 88)正式发布IEC TS 61400-9: 2025《风能发电系统 第9部分:风力发电机组概率设计方法》(Wind energy generation systems-Part 9: Probabilistic design measures for wind turbines)。
目前,业内在设计风力发电机组时,普遍采用确定性设计方法,该方法通过引入安全系数并结合风级等外部环境条件进行场址适应性验证,以确保设计安全性。然而,其设计过程难以针对具体细分场景,无法充分利用特定试验数据、特定场址测量以及外部条件进行分析,因此难以有效平衡结构和机械部件在长期运行中的成本与可靠度冗余。相比之下,概率设计方法可通过获取比假设条件更为精确的工况、载荷及抗力不确定性数据等,对风力发电机组结构和机械完整性进行更科学地评估,同时,又具备显著的成本效益优势。
IEC TS 61400-9:2025规定了为确保风力发电机组结构及机械完整性而采用概率设计方法的最低要求,通过综合考虑包括材料特性、环境条件、设计模型及验证程度在内的不确定性,为全概率设计提供了适用的方法和要求。此外,还涵盖半概率设计的相关规定,包括基于可靠性的部分安全系数校准以及现有风力发电机组的评估方法。
IEC TS 61400-9:2025通过外部条件(风况、地震、电网条件等)、载荷(极端载荷、疲劳载荷等)及结构抗力建模量化不确定度,构建极限状态方程,计算可靠性并校准设计。文件的起草基于ISO 2394《结构可靠性通用原则》,并对IEC 61400-1: 2019《风能发电系统 第1部分:设计要求》资料性附录K中提到的“结构材料安全系数的校准及试验辅助结构设计”内容进行扩充并填补实操空白。
IEC/TS 61400-9: 2025的发布将为风电设备的安全、高效运行提供坚实支撑,降低度电成本,助力风电行业的健康高效发展。