考虑不完全维修的风机齿轮箱优化检修策略

齿轮箱是风电机组中维修费用最高的部件之一,针对齿轮箱的状态检修策略研究对降低设备维修费用、提高可靠度具有关键作用。针对风机齿轮箱不完全维修这一现状,提出了一种基于比例强度模型的优化检修策略。该方法利用监测到的齿轮箱振动数据、温度数据及历史维修数据建立比例强度模型,确定齿轮箱的强度函数;然后采用物理规划方法权衡最小维修费用和最大可靠度两个优化目标函数,确定最优维修阈值,并制定最优维修策略。结合实际风电场故障数据和在线监测数据,对考虑不完全检修的优化检修策略进行仿真分析,结果验证了所提优化策略的有效性和合理性。     

风电机组的状态-机会维修策略

风电机组主要部件的维修需要高昂的费用,针对该问题,提出一种新的风电机组动态维修策略,即状态–机会维修策略。该策略指出风机各部件的衰退过程服从比例失效模型,部件的运行状态可通过状态指示器来表述,且部件何时维修以及如何维修可通过状态指示器与维修阈值函数的比较结果来确定。当某部件状态指示器的值越过该部件状态维修阈值函数时,对该部件实施状态维修,此时,若存在其他部件的状态指示器越过自身的机会维修阈值函数,则对其实施机会维修。两条维修阈值函数可通过维修成本最小的方法确定。最后,仿真结果验证了该策略的有效性。     

基于比例失效模型的风机齿轮箱轴承检修

提出一种基于故障数据和状态监测数据的风力发电机齿轮箱轴承的新型检修策略.分析了比例失效模型中各参数的意义.利用最小维修成本法确定最优维修决策阈值,绘制最优维修阈值曲线,进而制定出最优维修策略.通过某型风力发电机齿轮箱轴承的实例分析,证明了此方法在风力发电机齿轮箱轴承维修决策中的使用价值.     

基于比例强度模型的风力发电机齿轮箱优化检修决策

针对传统的风力发电机齿轮箱检修方式存在的不足,引入针对可修系统检修的比例强度模型(proportional intensity model,PIM)概念,提出一种基于故障数据和状态监测数据的风力发电机齿轮箱检修策略。分析了PIM中各参数的意义,并阐述了参数估计算法。利用最小维修成本法确定最优维修决策阈值,绘制最优维修阈值曲线,并制定最优维修策略。通过某型风力发电机齿轮箱的实例分析,验证了此方法在风力发电机齿轮箱维修决策中的应用价值。     

基于机会维修模型的风电机组变桨系统优化维修

风机变浆系统故障高发,通过对风机变浆系统故障的研究,发现由电气滑环引起的通讯故障频率最高,且维修费用占总运行成本比例较高,因此,针对通讯故障和电器滑环两部件系统,提出机会维修策略,以经济性为目标,优化了机会维修役龄和预防性维修役龄,实现了高额停机费用的分摊和成本的节约。通过仿真结果分析,机会维修策略比传统役龄维修策略和优化役龄维修策略更好地实现了成本的节约,具有较高的实际应用价值。     

兼顾可靠性和经济性的电力设备最优状态维修策略

针对由多种元部件组成的、难以直接得到整体可靠度的大型复杂设备,研究了兼顾可靠性和经济性的状态维修策略。首先通过故障树分析方法获取所研究的设备在未经维修时的、原始的可靠度函数,然后定量分析了状态维修次数对设备可靠度的影响。之后,分析了状态维修的经济性问题,其中包括因状态维修提高了设备可靠度而减少的故障损失和状态维修成本两个方面,二者之差即为状态维修收益。该收益为状态维修次数、状态维修时间和设备可靠度等的函数。文章所研究的兼顾可靠性和经济性的最优状态维修策略的目标就是要使该收益最大化。建立了该问题的数学模型,给出了求解方法,最后用算例作了说明。     

电力市场下发电侧无功定价研究分析

风机维修费用占其总成本比例很高,因此,研究有效的维修策略意义重大。风电机组是一个多部件复杂系统,提出采用机会维修策略优化风机关键部件的预防维修役龄和机会维修役龄,将风机关键部件的维修有机结合起来,实现分摊高额的固定维修成本。通过仿真分析,机会维修策略比传统的维修策略节省成本,从而验证了机会维修的科学性。     

基于状态的变压器动态优化维修模型

提出采用基于状态的动态优化维修模型对变压器实施维修,该动态维修模型把变压器的维修阈值当作一个随运行时间和维修次数动态变化的阈值函数,在每次维修之后,采用"修正因子"对变压器的比例失效函数进行修正,再利用最大可用度法优化计算每次维修的故障率阈值,并带入状态维修阈值函数,进而实施新一轮的维修。根据某型号变压器的历史故障数据和油色谱监测数据,利用MATLAB软件对该动态维修方式进行了验证分析,结果表明该动态维修方式能更好地反映变压器的运行状况,维修具有很好的实效性。     

基于可靠度的风电机组预防性机会维修策略

风电机组关键部件维修会产生昂贵的固定维修费用、停机损失及发电损失。针对该问题,提出一种风电机组的预防性机会维修策略。在每个部件可靠度函数服从威布尔分布的基础上,依据可靠性要求估算各部件的预防性维修时间。通过定义机会维修可靠度裕度,并将之与预防性维修时间点处可靠度函数的斜率绝对值的倒数相乘,计算出每个部件的机会维修区间。利用二次抛物线插值法,以总费用为目标函数对机会维修区间进行优化,使得维修费用最小。结合实际风场维修案例进行仿真,结果表明,预防性机会维修策略比预防性维修策略减少了停机维修次数,节省了维修成本,因而证明了该策略的有效性。     

考虑不完全维修的风电机组状态–机会维修策略

风电机组主要部件维修费用昂贵、可用度低,且不总能够通过维修恢复如新。针对这一问题,提出一种考虑不完全维修的风电机组状态–机会维修策略。该策略应用比例强度模型来描述风电机组部件的不完全维修,通过状态指示器来表述部件的运行状态,并根据状态指示器与状态维修阈值函数和机会维修阈值函数之间的大小关系来确定部件的维修时间和维修方式。在维修因子取值不同的情况下,两条维修阈值函数可通过单位运行时间内平均维修费用最小的方法优化得到。最后,利用风电机组部件的历史故障数据和状态监测数据,从经济性和可用度两方面进行仿真,来验证该策略的有效性和实际应用价值。     

基于故障风险水平的海上风电场机会维护策略

海上风电场的维修费用占发电总成本比例较高,为降低海上风电场的运维成本,在基于可靠度阈值的机会维护策略基础上,针对风电机组子系统间存在的故障相关性与子系统故障风险水平,提出了一种包含故障风险水平、可靠度双阈值和维护矩阵的海上风电场机会维护策略。首先,采用故障链模型对风电机组子系统间的故障关系进行描述,并建立起风电机组各子系统的可靠度模型,引入多级维护的概念,提出考虑故障风险水平的风电场机会维护策略优化模型,采用粒子群算法对子系统机会维护的风险因子进行优化,进而确定单台机组的维护策略。其次,综合考虑了海上可及性、备件库存等因素,提出了一种基于维护矩阵的海上风电场维护策略优化模型,该模型以单位时间总维修成本最小为目标函数,根据子系统的备件库存和故障风险水平来对维护策略进行动态调整。最后,以某海上风电场中单台风电机组为例,考虑故障风险水平的机会维护策略比传统机会维护策略可降低27%的费用率,并分析了可及率、多级维护等因素对风电场机会维护策略的影响,验证了基于故障风险水平的海上风电场机会维护策略在降低维护费用方面的有效性。     

基于时间延迟理论的海上风电机组不定期检修策略

由于海上环境特殊,海上风电机组发生故障时适宜采取部件整体更换方式。实施状态检修选取合适的更换周期是降低运维成本的一个有效策略,但海上状态监测和健康诊断等技术还不够完善。针对此问题,以海上风电场运维日志为基础,借鉴状态检修中设备存在潜在故障—功能故障间隔的思想,将时间延迟理论引入海上风电机组维修中,对部件从潜在故障到功能故障的发展规律进行建模,并在此基础上提出一种适用于海上风电机组的不定期检修策略,优化部件更换周期。案例分析表明,所述方法能够确定一组最优的运维策略,使部件单位运行成本期望值处于一个较低水平,同时灵敏度分析结果能对优化出的策略进行运行风险评估。     

基于可及度评估的海上风机机会维修策略

海上风电机组的维修费用较高,在一定程度上限制了海上风电产业的发展。针对此现象,提出一种将故障维修与预防性维修相结合的机会维修策略。考虑海上天气情况对维修活动的影响,采用马尔科夫法和动态时间窗描述海上天气状况,提出可及度指标评估海上风电机组维修的可及性。运用蒙特卡洛法模拟部件的随机故障,并选择合适的周期,以周期内成本期望值最小为目标,对仅考虑更换措施以及考虑不完全维修、更换措施的机会维修策略的维修阈值进行优化。以某海上风电机组为例进行仿真,结果表明,考虑不完全维修、更换措施的机会维修策略对降低海上风电维修成本的效果更为可观,从而证明该策略的有效性。     

基于风电机组状态信息的海上风电场维护策略

针对海上风电场运维过程中风电机组的状态信息利用不足,提出了一种基于风电机组状态信息的海上风电场维护策略。首先,考虑环境因素以及部件之间的相互作用对状态信息的影响,定义动态劣化度用于描述风电机组各部件的劣化程度,采用模糊综合评价法建立了风电机组的状态评估模型。其次,依据各风电机组的实测运行数据,确定风电场待维护机组。再次,针对选定的待维护机组,结合后续维护周期内风速预测结果,构建了以单个维护周期内维护成本最小为目标、以海上有限维护时间与可及性为约束的海上风电场短期预防性维护决策模型,对风电场的风电机组的维护时间以及路径进行优化。最后,结合国内某海上风电场实例数据进行算例研究,验证所提方法的有效性。     

风电场设备从计划检修到状态检修转变的思考

通过分析传统计划检修不能完全适应风电检修的特点,提出在风电场开展定期维护和状态监测相结合的检修思路及实现的方法,从而保证风电场的安全生产,降低生产成本,最大程度地提高风电场的盈利能力。     

基于目标函数优化法的风场层一次调频功率分配策略

随着风电渗透率的不断上升，大规模风电参与调频成为风电发展的重中之重，功率分配方法也需更加智能化和简便化。因此，利用目标函数优化法对风场层功率分配进行优化。首先，对整个风电场进行调频功率函数的建模，使整个风电场的实时功率变化值追踪整个风电场待分配功率，将上述两者偏差值最小作为目标函数。其次，通过超短期预测方法得到一定周期内每台风机风速和有功出力的上下限，结合桨距角的变化限度作为约束条件。最后，求解得到各台风机优化后的功率偏差值，将其叠加到各台风机出力的基础值上进行调频。通过与其他功率分配方法对比，验证了目标函数优化法的优越性，其可以提高风电场调频的快速性和可靠性。     

海上风电机组分阶段预防性维修策略

针对海上恶劣环境所引起维修费用昂贵的问题,结合部件失效率曲线,提出了海上风电机组分阶段预防性维修策略。首先引入容量因子,修正海上风电机组单位时间停机损失。其次,视风电机组为多部件复杂系统,结合维修情况更新部件和机组可靠性。在考虑预防性维修成本和对机组可靠性提高量的影响下,构建费效比(return on investment,ROI),采用离差标准化方法,确定各个部件的维修方式。以单位时间维修成本最低为目标,部件可靠性为约束,采用反向粒子群算法(opposition based learning-particle swarm optimization,OBL-PSO),得到最优维修时间间隔和全寿命周期内预防维修次数。最后,以某海上风电机组为例进行仿真分析。仿真结果表明,分阶段预防性维修策略比传统等时间间隔的维修策略减少了停机维修次数,能够进一步降低维修成本,为海上风电机组维护策略的制定提供指导。     

基于混合Copula函数的风电场可用惯量评估方法

针对风电场可用惯量值与标称值可能存在较大误差的问题,提出一种考虑风机风速分布和机组运行工况的可用惯量概率化评估算法.通过对物理影响因素的分析得到风电场平均风速的时空分布特性,进而利用混合Copula函数构建大气湍流影响下的瞬时风速条件概率分布模型;基于双馈风电机组虚拟惯量控制建立风机可用惯量和惯性功率增量的估算模型,并考虑风电场各风机的实际运行状况,得到基于一定置信度下全风电场的可用惯量区间评估曲线.以实际风电场的结构及运行数据为例进行单个风电场的可用惯量评估,利用统计数据验证了置信区间评估结果的有效性.     

基于混合Copula函数的风电机组异常识别方法

风电机组的功率曲线是衡量风电机组运行性能的重要指标,其中存在大量异常数据直接影响风电机组运行维护,研究功率曲线异常识别方法对提高风电机组运行稳定性具有重大意义.本文通过对功率曲线的特性分析,分三种工况建立了基于概率分布函数(Copula函数)的功率曲线异常数据识别模型及影响因素Kendall秩相关分析,从而确定了与功率...