基于状态监测的风电机组预防性维修策略研究

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1、ＴＭ２７７公开中国分类号；密级：ＵＤＣ；本校编号：殘义遺义肇硕±学位论文论文题目：基于状态蓝测的风电机组予巧防性维修策略研究研究生姑名．０２１２３９２：李娟梯学号苏宏升教授学校指导教师姓名：职称；工学硕壬．电力系统及其自动化申请学位等级：专业２０１５，７，１６论丈答辩２０１５．７．１３论文提交日期；日期；独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢么处外，论文中不包含其他人己经

2、发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期：年月乂日７学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可レッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论

3、文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：领據知斗〇畔签字日期；日签日；日〕月《字期年月八／７＾硕士学位论文基于状态监测的风电机组预防性维修策略研究ResearchonPreventiveMaintenanceStrategyofWindTurbinesBasedonConditionMonitoring作者姓名：李娟娣学科、专业：电力系统及其自动化学号：0212392指导教师：苏宏升教授完成日期：2015年4月18日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位

4、论文摘要风力是一种应用前景广、发展潜力大的可再生能源。当今，由于全球生态环境恶化和石油危机，风力作为一种最重要的替代能源，发展迅速。而风力发电作为风力应用的一种最重要的形式，使风力发展成为真正的替代能源，并发挥着规模性的效益。风力发电场通常建立在环境恶劣的户外，而且地处偏远，使得风电机组的维修十分困难，造成维修费用昂贵。因此，如何有效的对风电机组进行维修，是目前风力发电的一个难题。传统的预防性维修是基于时间的，检查间隔期一经确定就不再改变，不能反映机组的真实状态，往往会导致维修过剩或欠维修。基于状态的预防性维修是根据机组或设备的

5、状态来确定是否需要维修，能够反映机组的真实状态，不存在过维修或欠维修。但由于这种活动是随机的，维护期间机组停运，使得风电场中断生产，对风电场的安全运行造成干扰。因此需要对机组预防性维修的检查活动进行控制，以使正常的生产活动不会由于预防性维修而受到干扰。论文分析风电机组的运行原理，建立风电机组预防性维修的生命周期模型。以此为基础，绘制状态转移图并列写状态转移方程式，计算系统的可靠性、分析系统模型参数对系统稳态值的影响及系统的稳定性。论文深入分析两种常用的风电机组预防性维修策略，即基于时间的预防性维修TBM(Timebasedmai

6、ntance)和基于状态的预防性维修CBM(Conditionbasedpreventivemaintance)。TBM以最小停机时间和单位时间最大收益为目标，设计最优的检查频率或检查间隔期。CBM是基于机组监测状态确定机组的检查率，实时性好但随机性强，有可能导致不期望的中断。因此，有必要对这种维修活动进行控制，保证正常的生产活动免受干扰。文中以CBM为基础，结合线性控制理论，设计检查率的控制律，使其能够按照机组期望的运行轨迹来运行，达到期望的稳态值，确保生产过程的平稳性和安全性。基于频率及持续时间法，分别讨论TBM维修模型、C

7、BM维修模型、冗余机组维修模型的成本函数。以酒泉桥西第一风电场为例，采用服从均匀分布的随机数来模拟CBM的预防性维修检查活动，并与文中所提控制策略进行应用对比。结果表明，本文所提的控制策略更加理想，投资回收期最短。关键词：风电机组；状态；预防性维修；TBM；CBM论文类型：应用基础研究-I-基于状态检测的风电机组预防性维修策略研究AbstractWindisabroadprospectandgreatpotentialforrenewableenergy.Nowadays,duetotheglobalecologicalenvi

8、ronmentdeteriorationandoilcrisis,windpowerasoneofthemostimportancealternativeenergysource,isdevelopingrapidly.Windpowergenerationis