风电机组的实时可靠性评价及预测研究

【摘要】：近年来,风电产业快速发展,已经成为解决世界能源问题不可或缺的重要力量,正朝着大容量、高质量的方向发展。随着机组容量的增大,出现了风力发电机组齿轮箱、主轴、偏航、发电机等系统的故障,甚至出现塔架倒塌事故。这些故障的发生对机组的正常运行、发电质量及发电量均造成很大影响,带来巨大经济损失。 以往的定期维修体制已无法满足保障机组安全可靠经济运行的要求,开展状态维修是未来的发展趋势。可靠性评价技术是开展状态维修的重要基础,只有详细地掌握设备的实时状态,才可根据设备功能状态进行故障预警、故障诊断和寿命预测等。 传统的可靠性分析技术不能对机组的实时可靠性的定量分析,无法满足状态维修的要求。本课题对风电机组设备实时可靠性评价和预测方法展开研究,建立风电设备实时可靠性分析模型,做到对可靠性能下降设备的提前预警,防止故障的发生。第二章主要以实时监测参数的运行偏差度来衡量实时可靠性,建立了分析模型,并采用主成份分析法消除多监测参数之间的相关性,使计算结果更准确。同时建立了可靠性趋势预测模型,通过对各方法的分析对比,确定了二次指数平滑预测的方法,预测机组短期运行状态的变化,为实时可靠性评价的准确性提供支持。然后根据风电机组的特点,对风电机组进行分析建模,采用层次分析原理对风电机组进行系统划分,采用灰色层次分析法对各个设备的重要度进行分析确定,结合第二章提出的方法模型,逐层对风电机组的实时可靠性进行分析预测,较为准确的评价风电机组的实时可靠性状态,并预测其短期的可靠性变化趋势,从而及时发现设备的状态恶化情况,提前采取相应措施,减少甚至避免重大事故的发生,为机组的安全、高效、可靠的运行提供支持。最后对本文的研究内容进行总结,并提出今后的研究方向建议。 【关键词】：风电机组 参数偏差 实时可靠性 预测分析
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 课题研究目的和意义11
• 1.3 国内外研究现状11-16
• 1.3.1 国外研究现状12-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.3.3 存在问题分析15-16
• 1.4 本课题的主要研究内容16-17
• 第2章 风电机组设备分析及系统划分17-30
• 2.1 齿轮箱系统17-22
• 2.2 主轴系统22-23
• 2.3 变桨系统23-25
• 2.4 发电机系统25-27
• 2.5 偏航系统27-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 实时可靠性分析理论30-49
• 3.1 实时可靠性理论30-31
• 3.2 实时可靠性计算模型31-36
• 3.2.1 单参数与运行可靠度的关系31-33
• 3.2.2 多监测参数的运行可靠度计算33-36
• 3.3 设备的实时可靠性预测36-41
• 3.3.1 预测方法概述36-37
• 3.3.2 灰色预测法37-38
• 3.3.3 指数平滑法38-39
• 3.3.4 预测方法对比39-41
• 3.4 实时可靠性评价标准的确定41-42
• 3.5 案例分析42-48
• 3.5.1 参数偏差度计算42-43
• 3.5.2 主轴轴承的实时可靠性43-44
• 3.5.3 主轴实时可靠性预测44-47
• 3.5.4 风电机组主轴轴承的实时可靠性分析47-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第4章 风电机组实时可靠性分析49-63
• 4.1 建模分析49-50
• 4.2 阈值确定50-52
• 4.3 部件层实时可靠性分析52-55
• 4.3.1 参数匹配52-53
• 4.3.2 部件实时可靠性计算53-54
• 4.3.3 部件实时可靠性预测54-55
• 4.4 设备层实时可靠性55-59
• 4.4.1 部件功能重要度确定55-58
• 4.4.2 设备实时可靠性计算58
• 4.4.3 设备实时可靠性预测58-59
• 4.5 系统实时可靠性分析59-62
• 4.5.1 设备功能重要度确定59-61
• 4.5.2 系统实时可靠性计算61-62
• 4.5.3 系统实时可靠性预测62
• 4.6 本章小结62-63
• 第5章 总结与展望63-64
• 5.1 总结63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士期间发表的论文及参加科研情况67-68
• 致谢68

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