基于狀態(tài)監(jiān)測的風(fēng)電機(jī)組預(yù)防性維修策略研究.pdf

1、風(fēng)力是一種應(yīng)用前景廣、發(fā)展?jié)摿Υ蟮目稍偕茉?。?dāng)今，由于全球生態(tài)環(huán)境惡化和石油危機(jī)，風(fēng)力作為一種最重要的替代能源，發(fā)展迅速。而風(fēng)力發(fā)電作為風(fēng)力應(yīng)用的一種最重要的形式，使風(fēng)力發(fā)展成為真正的替代能源，并發(fā)揮著規(guī)模性的效益。風(fēng)力發(fā)電場通常建立在環(huán)境惡劣的戶外，而且地處偏遠(yuǎn)，使得風(fēng)電機(jī)組的維修十分困難，造成維修費(fèi)用昂貴。因此，如何有效的對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行維修，是目前風(fēng)力發(fā)電的一個(gè)難題。
　　傳統(tǒng)的預(yù)防性維修是基于時(shí)間的，檢查間隔期一經(jīng)確定就不

2、再改變，不能反映機(jī)組的真實(shí)狀態(tài)，往往會(huì)導(dǎo)致維修過?；蚯肪S修?；跔顟B(tài)的預(yù)防性維修是根據(jù)機(jī)組或設(shè)備的狀態(tài)來確定是否需要維修，能夠反映機(jī)組的真實(shí)狀態(tài)，不存在過維修或欠維修。但由于這種活動(dòng)是隨機(jī)的，維護(hù)期間機(jī)組停運(yùn)，使得風(fēng)電場中斷生產(chǎn)，對(duì)風(fēng)電場的安全運(yùn)行造成干擾。因此需要對(duì)機(jī)組預(yù)防性維修的檢查活動(dòng)進(jìn)行控制，以使正常的生產(chǎn)活動(dòng)不會(huì)由于預(yù)防性維修而受到干擾。
　　論文分析風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行原理，建立風(fēng)電機(jī)組預(yù)防性維修的生命周期模型。以此為基礎(chǔ)，

3、繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖并列寫狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程式，計(jì)算系統(tǒng)的可靠性、分析系統(tǒng)模型參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)值的影響及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　論文深入分析兩種常用的風(fēng)電機(jī)組預(yù)防性維修策略，即基于時(shí)間的預(yù)防性維修TBM(Time based maintance)和基于狀態(tài)的預(yù)防性維修 CBM(Condition based preventive maintance)。TBM以最小停機(jī)時(shí)間和單位時(shí)間最大收益為目標(biāo)，設(shè)計(jì)最優(yōu)的檢查頻率或檢查間隔期。CBM是基于機(jī)組監(jiān)測

4、狀態(tài)確定機(jī)組的檢查率，實(shí)時(shí)性好但隨機(jī)性強(qiáng)，有可能導(dǎo)致不期望的中斷。因此，有必要對(duì)這種維修活動(dòng)進(jìn)行控制，保證正常的生產(chǎn)活動(dòng)免受干擾。文中以CBM為基礎(chǔ)，結(jié)合線性控制理論，設(shè)計(jì)檢查率的控制律，使其能夠按照機(jī)組期望的運(yùn)行軌跡來運(yùn)行，達(dá)到期望的穩(wěn)態(tài)值，確保生產(chǎn)過程的平穩(wěn)性和安全性。基于頻率及持續(xù)時(shí)間法，分別討論TBM維修模型、CBM維修模型、冗余機(jī)組維修模型的成本函數(shù)。
　　以酒泉橋西第一風(fēng)電場為例，采用服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)來模擬CBM的