风电机组的状态机会维修策略

【摘要】：风电机组是一个复杂的多体和多域系统,既有旋转的叶片、轮毂、齿轮箱、轴承、轴等机械部件,又有液压系统、电气系统以及复杂的控制系统和电力电子系统。风电机组一般安装在偏远的户外,有的甚至位于海上,运行环境恶劣,其关键部件经常在近百米的高空作业,受天气、风速等因素影响巨大。因此,结构的复杂性和运行环境的独特性使风电机组故障频发,大小维修不断,造成高昂的维修成本,降低了风场运行的经济性,且由于维修会造成风电机组停机,使得其有效运行小时数减少,降低了风场运行的可用度。因此有必要建立合理的维修策略来提高风场运行的经济性和可用度。本文提出了状态机会维修策略来实施风电机组关键部件的维修,该策略结合了状态维修和机会维修的优点。该策略指出,将风电机组系统中两个或多个处于不同状态的部件的维修,通过机会的概念组合起来,使各部件的之间的维修相互协调,对越过状态维修阈值函数的部件和进入状态机会维修区间带的部件同时实施维修,多个部件同时维修,能有效的节约维修成本和提高可用度。本文首先提出利用比例失效模型对风电机组关键部件实施状态维修,在求解模型参数上提出了一种新的参数估计方法,并定义了状态监测器和状态维修阈值函数的概念;其次,把针对单部件的状态维修和针对多部件的机会维修有机结合起来,建立了状态机会维修模型,并对模型的基本原理进行了详细描述,定义了机会维修阈值函数;然后,从经济性的角度考虑,利用成本法分别求解出状态维修阈值函数和机会维修阈值函数,并对状态机会维修策略的经济性进行了详细分析,通过算例仿真,证实该策略能有效提高风电机组的经济性;最后,又从可用度的角度分别求解状态机会维修模型的两条阈值函数,通过算例仿真证实了该策略在提高风电机组可用度方面表现良好。 【关键词】：风电机组 状态机会维修 阈值函数 经济性 可用度 维修策略
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 选题背景及其意义9-10
• 1.2 风电机组维修策略国内外研究现状10-12
• 1.2.1 风电机组单部件维修策略研究现状10-12
• 1.2.2 风电机组多部件维修策略研究现状12
• 1.3 本文主要工作12-14
• 第2章 风电机组的可靠性基础理论14-20
• 2.1 引言14
• 2.2 风电机组的基本结构和基本维修方式14-16
• 2.2.1 风电机组的基本结构14-15
• 2.2.2 风电机组的基本维修方式15-16
• 2.3 风电机组的可靠性基础理论16-19
• 2.3.1 寿命分布函数16
• 2.3.2 可靠度函数16-17
• 2.3.3 失效率函数17
• 2.3.4 平均寿命17-18
• 2.3.5 最小维修平均次数18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 风电机组状态机会维修策略的基本原理20-33
• 3.1 引言20
• 3.2 风电机组关键部件的状态维修模型20-26
• 3.2.1 风电机组关键部件的比例失效模型20-21
• 3.2.2 比例失效模型的参数估计21-24
• 3.2.3 风电机组关键部件的状态维修模型24-26
• 3.3 风电机组的机会维修原理26-28
• 3.4 风电机组的状态机会维修模型28-32
• 3.4.1 状态机会维修的基本思想28-31
• 3.4.2 状态机会维修模型31-32
• 3.4.3 阈值函数的确定方法32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 基于经济性的风电机组状态机会维修策略33-44
• 4.1 引言33
• 4.2 基于经济性的阈值函数的确定33-36
• 4.2.1 状态维修阈值函数的确定33-35
• 4.2.2 机会维修阈值函数的确定35-36
• 4.3 经济性分析36-38
• 4.4 基于经济性的状态机会维修策略38-40
• 4.5 基于经济性的算例仿真分析40-43
• 4.5.1 各部件比例失效函数的确定40-41
• 4.5.2 各部件维修阈值函数的确定41-42
• 4.5.3 仿真结果分析42-43
• 4.6 本章小结43-44
• 第5章 基于可用度的风电机组状态机会维修策略44-52
• 5.1 引言44
• 5.2 基于可用度的阈值函数的确定44-46
• 5.2.1 状态维修阈值函数的确定44-45
• 5.2.2 机会维修阈值函数的确定45-46
• 5.3 可用度分析46-47
• 5.4 基于可用度的状态机会维修策略47-48
• 5.5 算例仿真分析48-51
• 5.5.1 各部件比例失效函数的确定48-49
• 5.5.2 各部件维修阈值函数的确定49-50
• 5.5.3 仿真结果分析50-51
• 5.6 本章小结51-52
• 第6章 结论与展望52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.2 展望53-54
• 参考文献54-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文57-58
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作58-59
• 致谢59

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