IEC 61400-50-1:2022

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

IEC 61400-50-1:2022 specifies methods and requirements for the application of instruments to measure wind speed (and related parameters, e.g. wind direction, turbulence intensity). Such measurements are required as an input to some of the evaluation and testing procedures for wind energy and wind turbine technology (e.g. resource evaluation and turbine performance testing) described by other standards in the IEC 61400 series. This document is applicable specifically to the use of wind measurement instruments mounted on meteorological masts, turbine nacelles or turbine spinners which measure the wind at the location at which the instruments are mounted. This document excludes remote sensing devices which measure the wind at some location distant from the location at which the instrument is mounted (e.g. vertical profile or forward facing lidars).

Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 50-1: Mesurages du vent - Application d'instruments météorologiques montés sur mât, nacelle et nez de rotor

IEC 61400-50-1:2022 spécifie les méthodes et les exigences pour l'application des instruments de mesure de la vitesse du vent (et des paramètres associés, par exemple la direction du vent et l'intensité des turbulences). Ces mesurages sont exigés pour certaines procédures d'évaluation et d'essai de l'énergie éolienne et de la technologie des éoliennes (par exemple, l'évaluation des ressources et les essais de performance des éoliennes) décrites dans d'autres normes de la série IEC 61400. Le présent document s'applique spécifiquement à l'utilisation d'instruments de mesure du vent montés sur des mâts météorologiques, des nacelles d’éolienne ou des nez de rotors d’éolienne qui mesurent le vent à un endroit dans lequel les instruments sont montés. Le présent document exclut les dispositifs de télédétection qui mesurent le vent à un endroit éloigné de celui dans lequel l'instrument est monté (par exemple, les lidars à profil vertical ou orientés vers l'avant)

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 15-Nov-2022
• ICS: 27.180 - Wind turbine energy systems
• Technical Committee: TC 88 - Wind energy generation systems
• Drafting Committee: MT 12-1 - TC 88/MT 12-1
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 25-Nov-2022
• Completion Date: 16-Nov-2022

Relations

• Replaces: IEC 61400-12-1:2017 - Wind energy generation systems - Part 12-1: Power performance measurements of electricity producing wind turbines
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Replaces: IEC 61400-12-2:2013 - Wind turbines - Part 12-2: Power performance of electricity-producing wind turbines based on nacelle anemometry
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 61400-50-1 ®
Edition 1.0 2022-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Wind energy generation systems –
Part 50-1: Wind measurement – Application of meteorological mast, nacelle and
spinner mounted instruments
Systèmes de génération d'énergie éolienne
Partie 50-1: Mesurages du vent – Application d'instruments météorologiques
montés sur mât, nacelle et nez de rotor

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Edition 1.0 2022-11
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Part 50-1: Wind measurement – Application of meteorological mast, nacelle and

spinner mounted instruments
Systèmes de génération d'énergie éolienne

Partie 50-1: Mesurages du vent – Application d'instruments météorologiques

montés sur mât, nacelle et nez de rotor

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 27.180 ISBN 978-2-8322-5937-5

– 2 – IEC 61400-50-1:2022 © IEC 2022
CONTENTS
FOREWORD . 6
INTRODUCTION . 8
1 Scope . 9
2 Normative references . 9
3 Terms and definitions . 10
4 Symbols, units and abbreviated terms . 11
5 General . 16
6 Classification of cup and sonic anemometry . 16
6.1 General . 16
6.2 Classification classes . 17
6.3 Influence parameter ranges . 17
6.4 Classification of cup and sonic anemometers . 17
6.5 Reporting format . 19
7 Assessment of cup and sonic anemometry . 19
7.1 General . 19
7.2 Measurements of anemometer characteristics . 19
7.2.1 Measurements in a wind tunnel for tilt angular response characteristics
of cup anemometers . 19
7.2.2 Wind tunnel measurements of directional characteristics of cup
anemometers . 21
7.2.3 Wind tunnel measurements of cup anemometer rotor torque
characteristics . 21
7.2.4 Wind tunnel measurements of step responses of cup anemometers . 22
7.2.5 Measurement of temperature induced effects on anemometer
performance . 23
7.2.6 Wind tunnel measurements of directional characteristics of sonic
anemometers . 24
7.3 A cup anemometer classification method based on wind tunnel and
laboratory tests and cup anemometer modelling . 25
7.3.1 Method . 25
7.3.2 Example of a cup anemometer model . 25
7.4 A sonic anemometer classification method based on wind tunnel tests and
sonic anemometer modelling . 32
7.5 Free field comparison measurements . 32
8 Wind tunnel calibration procedure for anemometers . 32
8.1 General requirements . 32
8.2 Requirements for the wind tunnel . 33
8.3 Instrumentation and calibration setup requirements . 35
8.4 Calibration procedure . 35
8.4.1 General procedure for cup and sonic anemometers . 35
8.4.2 Procedure for the calibration of sonic anemometers . 36
8.4.3 Determination of the wind speed at the anemometer position . 36
8.5 Data analysis . 37
8.6 Uncertainty analysis . 37
8.7 Reporting format . 38
8.8 Example uncertainty calculation . 39

9 In-situ comparison of anemometers . 42
9.1 General . 42
9.2 Prerequisite . 42
9.3 Analysis method . 42
9.4 Evaluation criteria . 43
10 Mounting of instruments on the meteorological mast . 45
10.1 General . 45
10.2 Single top-mounted anemometer. 46
10.3 Side-by-side top-mounted anemometers . 47
10.4 Side-mounted instruments . 49
10.4.1 General . 49
10.4.2 Tubular meteorological masts . 49
10.4.3 Lattice meteorological masts . 51
10.4.4 Flow distortion correction of side-mounted anemometers . 56
10.5 Lightning protection . 56
10.6 Mounting of other meteorological instruments . 56
10.7 Data acquisition system . 57
11 Uncertainty of wind speed measurement . 57
11.1 Category B uncertainties: Wind speed – Introduction . 57
11.2 Category B uncertainties: Wind speed – Hardware . 57
11.3 Category B uncertainties: Wind speed – Meteorological mast mounted
sensors . 57
11.3.1 General . 57
11.3.2 Pre-calibration . 58
11.3.3 Post-calibration . 58
11.3.4 Classification . 58
11.3.5 Mounting . 59
11.3.6 Lightning finial . 60
11.3.7 Data acquisition . 60
11.4 Category B uncertainties: Method – Cold climate .
...