基于机会维修策略的风电机组变桨系统维修优化研究

【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。 【关键词】：维修优化 风电机组 变桨系统 机会维修
【学位授予单位】：上海电机学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 选题背景及意义8-12
• 1.1.1 选题背景8-9
• 1.1.2 选题意义9-12
• 1.2 相关维修策略研究现状12-16
• 1.2.1 风电机组维修研究现状12-14
• 1.2.2 多部件系统维修策略研究现状14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 第二章 维修策略基础理论18-31
• 2.1 维修策略相关理论18-24
• 2.1.1 单部件维修策略18-21
• 2.1.2 多部件维修策略21-22
• 2.1.3 机会维修策略22-24
• 2.2 可靠性相关理论24-30
• 2.2.1 可靠性基础理论24-26
• 2.2.2 可靠性分配26-28
• 2.2.3 可靠性建模28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 变桨系统故障数据分析及威布尔模型31-44
• 3.1 变桨系统原理31-33
• 3.1.1 风机主要结构31
• 3.1.2 风机变桨系统31-33
• 3.2 变桨系统故障数据分析33-37
• 3.2.1 变桨系统主要故障33-35
• 3.2.2 变桨系统故障数据分析35-36
• 3.2.3 变桨系统关键部件故障 FTA 分析36-37
• 3.3 威布尔分布模型37-43
• 3.3.1 威布尔分布模型及常见风机部件参数37-38
• 3.3.2 变桨系统关键部件威布尔参数38-41
• 3.3.3 变桨系统关键部件故障分布曲线分析41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 风电机组变桨系统机会维修模型44-56
• 4.1 变桨系统维修决策流程分析44-45
• 4.2 变桨系统单目标机会性维修模型45-52
• 4.2.1 电气滑环机会维修模型45-49
• 4.2.2 电子元器件机会维修模型49-51
• 4.2.3 变桨系统单目标机会维修模型51-52
• 4.3 变桨系统多目标机会性维修模型52-53
• 4.3.1 变桨系统停机次数分析52
• 4.3.2 变桨系统多目标机会维修模型52-53
• 4.4 变桨系统机会维修模型数值计算流程53-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第五章 风电机组变桨系统维修策略仿真优化56-66
• 5.1 某风场变桨系统维修管理现状56-57
• 5.2 变桨系统役龄维修策略57-58
• 5.3 变桨系统机会维修策略实证研究58-63
• 5.3.1 以经济性为目标的机会维修策略仿真58-60
• 5.3.2 以停机次数为目标的机会维修策略仿真60-62
• 5.3.3 多目标机会维修策略仿真62-63
• 5.4 变桨系统不同维修策略比较分析63-64
• 5.5 对该风场变桨系统维修管理的建议64-65
• 5.6 本章小结65-66
• 第六章 结论与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果74

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