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基于机会维修策略的风电机组变桨系统维修优化研究

陈玉晶  
【摘要】:风机运行工况复杂,导致了包括变桨系统在内的风电机组故障高发,维护费用和停机损失增大。传统的风电机组事后维修与定期维修模式常导致维修不足或维修过剩,无法满足经济性的同时也降低了机组可靠性与利用率。本文基于对风电机组变桨系统故障数据的统计分析,建立了以经济性和停机次数为优化目标,可靠度为约束条件的变桨系统多部件机会维修策略模型,通过对基于实际数据的仿真,验证了该维修策略的可行性和经济性。本文具体工作如下: 首先,本文通过对风机运行状况和故障数据的分析,选取风机故障率较高的变桨系统作为研究对象,在对变桨系统的主要故障数据进行统计分析的基础上,采用故障树分析法进行分析。分析结果表明:通讯故障、电气滑环的清洗更换、安全链断开和电气元件损坏四种故障是变桨系统中的频率最高,最为关键的四类故障。 其次,本文对变桨系统四类关键故障建立威布尔分布函数,并对其可靠性进行分析,在变桨系统运行时间数据的基础上,运用极大似然估计法和图解法对威布尔模型的参数进行求解。在上述研究的基础上,建立关键故障的可靠性模型,并对失效率曲线进行分析比较。 最后,本文基于威布尔模型的变桨系统关键故障,分别建立了以经济性为目标,可靠度为约束的单目标机会维修策略模型,和以经济性和停机次数为目标的多目标优化模型,并采用某风场实际运行数据进行验证,结果表明,机会维修策略比传统役龄维修策略的经济性更好,停机次数明显减少。


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