TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 10687-3-1:2025
IEC 61400-3-1:2019
HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ – PHẦN 3-1: YÊU CẦU THIẾT KẾ ĐỐI VỚI TUABIN GIÓ CỐ
ĐỊNH NGOÀI KHƠI
Wind energy generation systems - Part 3-1: Design requirements for fixed offshore wind
turbines
MỤC LỤC
Lời nói đầu
Lời giới thiệu
1 Phạm vi áp dụng
2 Tài liệu viện dẫn
3 Thuật ngữ và định nghĩa
4 Ký hiệu và các thuật ngữ viết tắt
4.1 Ký hiệu và đơn vị
4.2 Chữ viết tắt
5 Các yếu tố chính
5.1 Quy định chung
5.2 Phương pháp thiết kế
5.3 Cấp an toàn
5.4 Đảm bảo chất lượng
5.5 Ghi nhãn cụm rôto-vỏ tuabin
6 Điều kiện bên ngoài - Định nghĩa và đánh giá
6.1 Quy định chung
6.2 Phân cấp tuabin gió
6.3 Định nghĩa các điều kiện bên ngoài tại một vị trí tuabin gió ngoài khơi
6.4 Đánh giá điều kiện bên ngoài của vị trí đặt tuabin gió ngoài khơi
7 Kết cấu thiết kế
7.1 Quy định chung
7.2 Phương pháp thiết kế
7.3 Tải
7.4 Các tình huống thiết kế và các trường hợp tải
7.5 Tính các tải và ảnh hưởng của tải
7.6 Phân tích trạng thái giới hạn cực hạn
8 Hệ thống điều khiển
9 Hệ thống cơ khí
10 Hệ thống điện
11 Thiết kế móng và kết cấu phụ
12 Lắp ráp, lắp đặt và lắp dựng
12.1 Quy định chung
12.2 Lập kế hoạch
12.3 Các điều kiện lắp đặt
12.4 Tiếp cận vị trí
12.5 Các điều kiện môi trường
12.6 Lập tài liệu
12.7 Tiếp nhận, tháo dỡ và lưu giữ
12.8 Hệ thống kết cấu đỡ
12.9 Lắp ráp tuabin gió ngoài khơi
12.10 Lắp dựng tuabin gió
12.11 Các chi tiết bắt chặt và các cấu kiện liên kết
12.12 Cần cẩu, cần trục và thiết bị nâng hạ
13 Vận hành thử, vận hành và bảo trì
13.1 Quy định chung
13.2 Yêu cầu thiết kế để vận hành, kiểm tra và bảo trì an toàn
13.3 Hướng dẫn liên quan đến vận hành thử
13.4 Sổ tay hướng dẫn vận hành
Phụ lục A (tham khảo) Các tham số thiết kế chính của một tuabin gió ngoài khơi
Phụ lục B (tham khảo) Thủy động lực nước nông và sóng vỡ
Phụ lục C (tham khảo) Hướng dẫn tính tải thủy động
Phụ lục D (tham khảo) Các khuyến nghị về thiết kế kết cấu đỡ tuabin gió ngoài khơi liên quan
đến tải băng
Phụ lục E (tham khảo) Thiết kế móng và kết cấu phụ cho tuabin gió ngoài khơi
Phụ lục F (tham khảo) Ngoại suy thống kê của các tham số metocean vận hành cho phân tích độ
bền cực hạn
Phụ lục G (tham khảo) Bảo vệ chống ăn mòn
Phụ lục H (tham khảo) Dự đoán các chiều cao sóng cực đoan trong thời gian có bão nhiệt đới
Phụ lục I (tham khảo) Khuyến cáo về việc căn chỉnh các mức an toàn trong khu vực bão nhiệt
đới
Thư mục tài liệu tham khảo
Lời nói đầu
TCVN 10687-3-1:2025 hoàn toàn tương đương với IEC 61400-3-1:2019;
TCVN 10687-3-1:2025 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng tái tạo
biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất
lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ TCVN 10687 (IEC 61400) gồm các phần sau:
- TCVN 10687-1:2015 (IEC 61400-1:2014), Tuabin gió - Phần 1: Yêu cầu thiết kế
- TCVN 10687-3-1:2025 (IEC 61400-3-1:2019), Hệ thống phát điện gió - Phần 3-1: Yêu cầu thiết
kế đối với tuabin gió cố định ngoài khơi
- TCVN 10687-3-2:2025 (IEC 61400-3-2:2025), Hệ thống phát điện gió - Phần 3-2: Yêu cầu thiết
kế đối với tuabin gió nổi ngoài khơi
- TCVN 10687-12:2025 (IEC 61400-12:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12: Đo đặc tính
công suất của tuabin gió phát điện - Tổng quan
- TCVN 10687-12-1:2023 (IEC 61400-12-1:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-1: Đo hiệu
suất năng lượng của tuabin gió phát điện
- TCVN 10687-12-2:2023 (IEC 61400-12-2:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-2: Hiệu suất
năng lượng của tuabin gió phát điện dựa trên phép đo gió trên vỏ tuabin
- TCVN 10687-12-3:2025 (IEC 61400-12-3:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-3: Đặc tính
công suất - Hiệu chuẩn theo vị trí dựa trên phép đo
- TCVN 10687-12-4:2023 (IEC TR 61400-12-4:2020), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-4: Hiệu
chuẩn vị trí bằng số đối với thử nghiệm hiệu suất năng lượng của tuabin gió
- TCVN 10687-12-5:2025 (IEC 61400-12-5:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-5: Đặc tính
công suất - Đánh giá chướng ngại vật và địa hình
- TCVN 10687-12-6:2025 (IEC 61400-12-6:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 12-6: Hàm
truyền vỏ tuabin dựa trên phép đo của tuabin gió phát điện
- TCVN 10687-21:2018 (IEC 61400-21:2008), Tuabin gió - Phần 21: Đo và đánh giá đặc tính chất
lượng điện năng của tuabin gió nối lưới
- TCVN 10687-22:2018, Tuabin gió - Phần 22: Hướng dẫn thử nghiệm và chứng nhận sự phù
hợp
- TCVN 10687-24:2015 (IEC 61400-24:2010), Tuabin gió - Phần 24: Bảo vệ chống sét
- TCVN 10687-50:2025 (IEC 61400-50:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 50: Đo gió - Tổng
quan
- TCVN 10687-50-1:2025 (IEC 61400-50-1:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 50-1: Đo gió -
Ứng dụng các thiết bị đo lắp trên cột khí tượng, vỏ tuabin và mũ hub
- TCVN 10687-50-2:2025 (IEC 61400-50-2:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 50-2: Đo gió -
Ứng dụng công nghệ cảm biến từ xa lắp trên mặt đất
- TCVN 10687-50-3:2025 (IEC 61400-50-3:2022), Hệ thống phát điện gió - Phần 50-3: Sử dụng
lidar lắp trên vỏ tuabin để đo gió
Lời giới thiệu
Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu thiết kế tối thiểu đối với tuabin gió cố định ngoài khơi và
không nhằm mục đích sử dụng làm thông số kỹ thuật thiết kế hoặc hướng dẫn sử dụng hoàn
chỉnh.
Nhiều đơn vị khác nhau có thể chịu trách nhiệm thực hiện các yếu tố khác nhau của thiết kế, sản
xuất, lắp ráp, lắp đặt, lắp dựng, đưa vào vận hành, vận hành và bảo trì tuabin gió ngoài khơi và
đảm bảo đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này. Việc phân chia trách nhiệm giữa các bên này
là vấn đề hợp đồng và nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.
Bất kỳ yêu cầu nào của tiêu chuẩn này đều có thể được thay đổi nếu có thể chứng minh một
cách phù hợp rằng tính an toàn của hệ thống không bị ảnh hưởng. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này
không có nghĩa là không cần phải tuân thủ các quy định hiện hành khác.
Tiêu chuẩn này không nhằm mục đích đưa ra các yêu cầu đối với các tuabin gió nổi ngoài khơi.
Đối với các hệ thống lắp đặt nổi, xem TCVN 10687-3-3 (IEC 61400-3-2).
HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ - PHẦN 3-1: YÊU CẦU THIẾT KẾ ĐỐI VỚI TUABIN GIÓ CỐ
ĐỊNH NGOÀI KHƠI
Wind energy generation systems - Part 3-1: Design requirements for fixed offshore wind
turbines
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu bổ sung để đánh giá các điều kiện bên ngoài tại một vị trí
tuabin gió ngoài khơi và quy định các yêu cầu thiết kế cần thiết để đảm bảo tính toàn vẹn kỹ
thuật của tuabin gió cố định ngoài khơi. Mục đích của tiêu chuẩn này nhằm cung cấp một mức
bảo vệ thích hợp chống hư hại từ tất cả các nguy hiểm gây ra trong suốt tuổi thọ dự kiến.
Tiêu chuẩn này tập trung vào tính toàn vẹn kỹ thuật của các thành phần kết cấu của một tuabin
gió ngoài khơi bên cạnh đó cũng đề cập đến các hệ thống phụ như cơ cấu điều khiển và bảo vệ,
hệ thống điện bên trong và hệ thống cơ khí.
Một tuabin gió được xem là tuabin gió cố định nếu kết cấu đỡ chịu tải thủy động của tuabin gió
được neo cố định trên đáy biển. Các yêu cầu thiết kế được quy định trong tiêu chuẩn này không
đủ để đảm bảo tính toàn vẹn kỹ thuật của các tuabin gió nổi. Đối với các hệ thống lắp đặt nổi,
cần tham khảo TCVN 10687-3-2 (IEC 61400-3-2). Trong tiêu chuẩn này, thuật ngữ "tuabin gió
ngoài khơi" đề cập đến tuabin gió cố định vào đáy biển.
Tiêu chuẩn này cần được sử dụng cùng với các tiêu chuẩn nêu trong Điều 2. Nói chung, tiêu
chuẩn này hoàn toàn nhất quán với các yêu cầu của IEC 61400-1. Mức độ an toàn của tuabin gió
ngoài khơi được thiết kế theo tiêu chuẩn này phải đạt hoặc vượt qua mức độ an toàn vốn có
trong IEC 61400-1. Ở một số điều có nêu các yêu cầu bổ sung thì cần bao gồm cả các nội dung
của IEC 61400-1.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện
dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi
năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
IEC 60721[1][1] (all parts), Classification of environmental conditions (Phân loại điều kiện môi
trường)
IEC 61400-1:2019[2][2], Wind energy generation systems - Part 1: Design requirements (Hệ thống
phát điện gió - Phần 1: Yêu cầu thiết kế)
ISO 2394:1998, General principles on reliability for structures (Nguyên tắc chung về độ tin cậy
của kết cấu)
ISO 2533:1975, Standard Atmosphere (Khí quyển tiêu chuẩn)
ISO 19900:2002, Petroleum and natural gas industries - General requirements for offshore
structures (Công nghiệp dầu và khí tự nhiên - Yêu cầu chung cho kết cấu ngoài khơi)
ISO 19901-1:2015, Petroleum and natural gas industries - Specific requirements for offshore
structures - Part 1: Metocean design and operating conditions (Công nghiệp dầu và khí tự nhiên -
Yêu cầu cụ thể cho kết cấu ngoài khơi - Phần 1: Điều kiện thiết kế và vận hành của môi trường
biển)
[1][1] Hệ thống TCVN đã có bộ TCVN 7921 (IEC 60721).
[2][2] Hệ thống TCVN đã có TCVN 10687-1:2015 (IEC 61400-1:2014) và đang sửa đổi theo IEC
61400-1:2019.
ISO 19901-4:2003, Petroleum and natural gas industries - Specific requirements for offshore
structures - Part 4: Geotechnical and foundation design considerations (Công nghiệp dầu và khí
tự nhiên - Yêu cầu cụ thể cho kết cấu ngoài khơi - Phần 4: Xem xét thiết kế địa kỹ thuật và móng)
ISO 19902:2007, Petroleum and natural gas industries - Fixed steel offshore structures (Công
nghiệp dầu và khí tự nhiên - Các kết cấu ngoài khơi bằng thép cố định)
ISO 19903:2006, Petroleum and natural gas industries - Fixed concrete offshore structures
(Công nghiệp dầu và khí tự nhiên - Các kết cấu ngoài khơi bằng bê tông cố định)
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.
3.1
Khoảng hở không khí (air gap)
Khoảng cách giữa bề mặt cao nhất của nước xuất hiện trong các điều kiện môi trường cực đoan
và phần hở ra thấp nhất không được thiết kế để chịu tác động của sóng.
3.2
Hiệu ứng vòm (arch effect)
Tác động của một băng hình vòm(hoặc sự sụp đổ của nó) lên kết cấu phụ.
3.3
Băng hình vòm (arch ice)
Lớp băng vòm tích tụ giữa các kết cấu phụ hoặc giữa một kết cấu phụ và bờ biển có hình dạng
vòm và cuối cùng là sụp đổ.
3.4
Cùng hướng (co-directional)
Tác động theo cùng một hướng.
3.5
Dòng chảy (current)
Dòng nước chảy qua một vị trí cố định, thường được mô tả bằng tốc độ và hướng dòng chảy.
3.6
Nhiễu xạ (diftraction)
Hiện tượng mô tả sự uốn cong của sóng xung quanh các chướng ngại vật và sự lan ra của sóng
qua các khe hở.
3.7
Sóng thiết kế (design wave)
Sóng được xác định trước với chiều cao, chu kỳ và hướng đã xác định, được sử dụng cho thiết
kế của một kết cấu ngoài khơi.
Chú thích 1: Một sóng thiết kế có thể đi kèm yêu cầu sử dụng một lý thuyết sóng theo chu kỳ cụ
thể.
3.8
Đơn vị thiết kế (designer)
Bên hoặc các bên chịu trách nhiệm thiết kế tuabin gió ngoài khơi.
3.9