IEC 61400-12-3:2022

Wind energy generation systems - Part 12-3: Power performance - Measurement based site calibration

IEC 61400-12-3:2022 specifies a measurement and analysis procedure for deriving the wind speed correction due to terrain effects and applies to the performance testing of wind turbines of all types and sizes connected to the electrical power network as described in IEC 61400‑12‑1. The procedure applies to the performance evaluation of specific wind turbines at specific locations. The purpose of this part of IEC 61400 is to provide a uniform methodology that will ensure consistency, accuracy and reproducibility in the measurement and analysis of a site calibration for use in the determination of the power performance of wind turbines. This document provides guidance in the measurement, analysis, and reporting of the site calibration for subsequent use in power performance testing for wind turbines.
This first edition of IEC 61400-12-3 is part of a structural revision that cancels and replaces the performance standards IEC 61400-12-1:2017 and IEC 61400-12-2:2013. The structural revision contains no technical changes with respect to IEC 61400-12-1:2017 and IEC 61400‑12‑2:2013, but the parts that relate to wind measurements, measurement of site calibration and assessment of obstacle and terrain have been extracted into separate standards.

Systèmes de génération d’énergie éolienne - Partie 12-3: Performance de puissance - Étalonnage du site fondé sur le mesurage

IEC 61400-12-3:2022 spécifie une procédure de mesure et d’analyse de dérivation de la correction de vitesse du vent en raison des effets de terrain, et s’applique aux essais de performance d’éoliennes raccordés au réseau électrique de tous types et de toutes tailles, comme cela est décrit dans l’IEC 61400-12-1. La procédure est applicable pour l’évaluation de la performance d'éoliennes spécifiques sur des sites spécifiques. La présente partie de l'IEC 61400 a pour objet de fournir une méthodologie uniforme qui garantit la cohérence, l’exactitude et la reproductibilité du mesurage et de l'analyse d’un étalonnage de site pour utilisation, afin de déterminer la performance de puissance des éoliennes. Le présent document fournit des recommandations relatives au mesurage, à l'analyse et à la consignation des rapports de l’étalonnage du site pour une utilisation ultérieure, dans les essais de performance de puissance des éoliennes.
La présente première édition de l’IEC 61400-12-3 fait partie d'une révision structurelle qui annule et remplace les normes de performance IEC 61400-12-1:2017 et IEC 61400-12-2:2013. Cette révision structurelle ne contient aucune modification technique par rapport à l'IEC 61400-12-1:2017 et l'IEC 61400-12 2:2013. Toutefois, les parties relatives aux mesurages du vent, au mesurage de l'étalonnage du site et à l'évaluation des obstacles et du terrain ont été extraites vers des normes distinctes.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 28-Aug-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: 26-Sep-2022
• Completion Date: 29-Aug-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 61400-12-3 ®
Edition 1.0 2022-08
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Wind energy generation systems –
Part 12-3: Power performance – Measurement based site calibration

Systèmes de génération d'énergie éolienne –
Partie 12-3: Performance de puissance – Étalonnage du site fondé sur le
mesurage
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Part 12-3: Power performance – Measurement based site calibration

Systèmes de génération d'énergie éolienne –

Partie 12-3: Performance de puissance – Étalonnage du site fondé sur le

mesurage
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 27.180 ISBN 978-2-8322-5596-4

– 2 – IEC 61400-12-3:2022 © IEC 2022
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 8
4 Symbols, units and abbreviated terms . 10
5 General . 12
6 Overview of the procedure . 13
7 Test set-up . 14
7.1 Considerations for selection of the test wind turbine and location of the
meteorological mast . 14
7.1.1 General . 14
7.1.2 Type A: . 14
7.1.3 Type B: . 14
7.1.4 Type C:. 15
7.2 Instrumentation . 15
8 Data acquisition and rejection criteria . 16
9 Analysis . 17
9.1 General . 17
9.2 Assessment of site shear conditions . 17
9.2.1 Shear calculations and characterisation plots . 17
9.2.2 Assess significance of shear . 17
9.2.3 Establish correlation of shear between locations . 18
9.3 Method 1: Bins of wind direction and wind shear . 19
9.4 Method 2: Linear regression method where wind shear is not a significant
influence . 19
9.5 Additional calculations . 20
10 Site calibration uncertainty . 21
10.1 Site calibration category A uncertainty . 21
10.1.1 Site calibration K-fold analysis . 21
10.1.2 Site calibration statistical uncertainty for each fold. 22
10.2 Site calibration category B uncertainty . 23
10.2.1 General . 23
10.2.2 Anemometer – Pre-calibration . 23
10.2.3 Anemometer – Post-calibration . 23
10.2.4 Anemometer – Classification . 23
10.2.5 Anemometer – Mounting . 24
10.2.6 Anemometer – Data acquisition . 24
10.2.7 Anemometer – Lightning finial. 25
10.3 Combining uncertainties in the wind speed measurement from flow distortion
due to site calibration u . 25
VT,i
10.4 Combined uncertainty . 26
11 Quality checks and additional uncertainties . 26
11.1 Convergence check . 26
11.2 Correlation check for linear regression (see 9.4) . 26
11.3 Change in correction between adjacent wind direction bins . 26

11.3.1 General . 26
11.3.2 Removal of the wind direction sensor between site calibration and
power performance test . 27
11.4 Site calibration and power performance measurements in different seasons . 28
Annex A (informative) Verification of results . 29
Annex B (informative) Site calibration examples . 31
B.1 Example A . 31
B.1.1 Site description: . 31
B.1.2 Site calibration setup: . 31
B.1.3 Site calibration evaluation: . 31
B.1.4 Step 1: Check the significance of wind shear at the site according to
9.2.2: . 31
B.1.5 Step 2: Verify correlation of wind shear at wind turbine and reference

meteorological mast locations – Example A . 32
B.1.6 Step 3: Calculate results according to 9.2.3 . 33
B.1.7 Step 4: Quality checks and additional uncertainties . 33
B.2 Example B . 35
B.2.1 Site description: . 35
B.2.2 Site calibration setup: . 35
B.2.3 Step 1: Check the significance of wind shear at the site:. 36
B.2.4 Step 2A: Verify correlation of wind shear at wind turbine and reference
meteorological mast locations, example B . 36
B.2.5 Step 2B: Attempt to remove non-correlating wind shear data . 38
B.2.6 Step 3: Calculate results . 39
B.2.7 Step 4: Additional uncertainties: . 39
B.3 Example C . 41
B.3.1 Site description: . 41
B.3.2 Site calibration setup: . 41
B.3.3 Step 1: Check the significance of wind shear at the site:. 42
B.3.4 Step 2: Verify correlation of wind shear at wind turbine and reference
meteorological mast locations,
...