能源需求不斷增長(zhǎng),環(huán)境危機(jī)日趨嚴(yán)峻,我國(guó)過(guò)度依賴煤炭和石油的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)已不適用于當(dāng)今社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,風(fēng)能作為一種清潔環(huán)保的可再生能源引起了廣泛關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成熟,成本較低,但存在機(jī)組故障率高、設(shè)備達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命、風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維成本過(guò)高等問(wèn)題,制約了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。因此本文基于機(jī)組的小樣本運(yùn)行數(shù)據(jù),開(kāi)展了部件的可靠性分析、機(jī)會(huì)維修策略優(yōu)化兩方面的工作。第一,針對(duì)大型風(fēng)力機(jī)組設(shè)備缺乏大量歷史運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的問(wèn)題,本文提出了一種考慮性能退化的改進(jìn)隱馬爾可夫可靠性評(píng)估方法。該方法根據(jù)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性參數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提取設(shè)備性能退化規(guī)律,并利用退化規(guī)律對(duì)隱馬爾可夫模型進(jìn)行改進(jìn),獲得具有退化特性的時(shí)序狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣,通過(guò)改進(jìn)隱馬爾可夫模型計(jì)算得到設(shè)備的狀態(tài)概率,獲得可靠性曲線,實(shí)現(xiàn)基于小樣本數(shù)據(jù)的風(fēng)力機(jī)部件可靠性分析。基于風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性評(píng)估,將改進(jìn)前與改進(jìn)后的狀態(tài)概率以及可靠性評(píng)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果證明改進(jìn)后的隱馬爾可夫模型計(jì)算得到的可靠性曲線與性能退化趨勢(shì)更加吻合。第二,由于風(fēng)力機(jī)故障率高導(dǎo)致風(fēng)場(chǎng)運(yùn)維成本較高,本文建立了基于狀態(tài)可靠性的風(fēng)力機(jī)組機(jī)會(huì)維修策略優(yōu)化模型。根據(jù)改進(jìn)隱馬... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

風(fēng)力機(jī)主要部件失效頻率分布

霧霾等問(wèn)題制約社會(huì)發(fā)展，危害人類身體健康[3]。在能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的雙重壓力下，推動(dòng)清潔、可再生能源的發(fā)展勢(shì)在必行。風(fēng)電技術(shù)較為成熟，成本不斷下降，應(yīng)用廣泛，發(fā)展風(fēng)電是我國(guó)深入推進(jìn)能源生產(chǎn)、促進(jìn)大氣污染防治的重要手段。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（Global Wind Energy Council）在年度風(fēng)能報(bào)告中公布的數(shù)據(jù)[4]，截止 2017 年底，全世界風(fēng)能的總裝機(jī)量為 539.1GW，我國(guó)風(fēng)電的總裝機(jī)容量為188.4GW，占全球總?cè)萘?35%，是世界上目前最大的風(fēng)電生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。然而 1986年中國(guó)才建成第一個(gè)商用的風(fēng)電場(chǎng)，2003 年才開(kāi)始發(fā)展兆瓦級(jí)的風(fēng)電機(jī)組[5]。在這種風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)周期短的背景下，中國(guó)的風(fēng)電容量卻增長(zhǎng)極快，致使大多數(shù)中國(guó)風(fēng)電運(yùn)營(yíng)商缺乏風(fēng)電運(yùn)營(yíng)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)[6]。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，2018 年全國(guó)風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)僅為 2095 小時(shí)，全年棄風(fēng)電量達(dá)到 277 億千瓦時(shí)[7]。風(fēng)力機(jī)平均利用小時(shí)數(shù)短的主要原因之一是風(fēng)力機(jī)部件故障頻發(fā)，根據(jù)圖 1-1[8]與圖 1-2[8]所示，風(fēng)力機(jī)的多個(gè)主要部件故障率高，且齒輪箱、發(fā)電機(jī)、電氣系統(tǒng)的維修更換導(dǎo)致較長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間。

中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文升，設(shè)備進(jìn)入退化期。從可靠性的角度分析，退化期的設(shè)備性實(shí)反映了設(shè)備性能的退化規(guī)律。而設(shè)備磨合初期短暫高故障率率，這兩個(gè)階段的數(shù)據(jù)量大，且不能為設(shè)備性能退化規(guī)律提供削弱性能退化期數(shù)據(jù)的信息。因此，本文將僅選取退化期的數(shù)分析。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)的能源回彈效應(yīng)及其對(duì)實(shí)現(xiàn)“十三五”節(jié)能目標(biāo)的影響[J]. 龐軍,龔亞珍,石媛昌,李梓瑄.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(05)
[2]氣象舒適條件對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的影響[J]. 馬盼,王式功,尚可政,黎檀實(shí),尹嶺.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(01)
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博士論文
[1]風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)分析及動(dòng)力可靠性概率優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 陳會(huì)濤.重慶大學(xué) 2012
[2]隨機(jī)風(fēng)作用下風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及動(dòng)態(tài)可靠性研究[D]. 周志剛.重慶大學(xué) 2012
[3]小樣本條件下風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性預(yù)測(cè)方法[D]. 陳濤.大連理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)機(jī)會(huì)維修策略[D]. 張路朋.華北電力大學(xué) 2015
[2]水平軸風(fēng)力機(jī)葉片有限元建模及仿真[D]. 馬駿騰.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性和可靠性研究[D]. 唐飛熊.重慶大學(xué) 2011
[4]變風(fēng)載下變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估與動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 李超.重慶大學(xué) 2011
[5]兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 彭鐳.湖南大學(xué) 2010
[6]基于響應(yīng)面法的風(fēng)力機(jī)葉片強(qiáng)度可靠性分析[D]. 趙峰.華北電力大學(xué)（河北） 2010
[7]風(fēng)力機(jī)可靠性的研究[D]. 張錦源.汕頭大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3245566