一种计及机组发电量的风电场维修部件选取方法
【专利摘要】本发明公开了一种计及机组发电量的风电场维修部件选取方法，主要涉及风电场某个或某些部件出现故障或者进行定期维修时，捎带进行其他部件的维修，捎带维修的机械部件，按以下步骤确定：1)根据风电场各风电机组额定功率、历史有功功率、历史风速信息，各机组机械部件使用寿命、历史维修数据，计算各台机组各个机械部件的可靠性系数；2)根据机组各机械部件使用寿命内发生可容忍故障、不可容忍故障的概率，结合各部件可靠性系数，确定各台机组各个部件维修的紧迫性；3)本次维修容量减去既定维修量，形成本次维修容量裕量，根据该裕量，按维修紧迫性从大到小顺序确定维修对象。本发明能降低风电场维修次数，降低维修费用。
【专利说明】一种计及机组发电量的风电场维修部件选取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风电场维修时机械部件的选取方法，具体地说，是涉及一种计及机组 发电量的风电场维修部件选取方法。
【背景技术】
[0002] 受风速的随机性和自身状态的动态性等影响，风电机组机械部件承受复杂的交变 载荷，其内部缺陷不断形成、累积和发展，并导致材料性能逐渐劣化和损伤，需要及时维修。 由于风电场一般地处偏远，甚至位于条件恶劣的海上，风电机组又位于高达数十米甚至百 余米的塔架上，通常需要依靠大型吊车或吊船、直升机等大型的工程设施才能进行机械部 件的维修，这些工程设施的租价昂贵，每天动辄数十万元，导致风电场维修费用居高不下。
[0003]目前，风电场实际采用较多的是定期维修与事后维修两种方式。定期维修是以时 间为标准的定期维修，常见的维修周期有半年、一年、三年或五年。这种维修方式不考虑设 备现实状态，可能造成在设备尚未到达故障或缺陷阈值时，就停机进行检修或者更换部件， 造成浪费。事后维修一般是在设备发生故障后进行维修，一般用在预防性维修效果不好，故 障带来的损失不大的场合。然而风电机组故障停机会带来的较大的维修支出和较大的发电 损失，应尽量避免。
[0004] 近年来，风电场机会维修研宄不断深入。机会维修是指系统中某个或某些部件出 现故障或者需要进行定期维修时，其他部件的可靠性如果低于事先给定的控制限，那么这 些部件将一起进行维修或者更换。
[0005] 而现有风电场机会维修策略中，一般将机组部件可靠性作为选取参与维修对象的 主要依据。当前，机组部件可靠性度量方面，一般通过多种假设，将机组部件可靠性简化为 时间的函数，而不考虑风电机组有功功率、风电场风况等因素的作用。而事实上，国内外研 宄表明，对风电机组机械部件而言，其性能退化和故障，主要由机组的疲劳损伤引起，对确 定的机组，一般而言，机组出力越大，其疲劳损伤越大，风电场紊流越大，其疲劳损伤也越 大。另外一方面，风电机组能对某些故障容错运行，即使部件可靠性降低到一定程度，其维 修紧迫性也并不突出。因此，需要一种更好的风电场维修部件选取方法。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种能综合风电机组有功功率、风电场风况 等因素，度量机组各机械部件的可靠性，进而根据各部件发生可容忍故障、不可容忍故障的 概率，综合表达维修紧迫性，据此，结合维修容量，选取参与维修的机械部件的方法。
[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：
[0008] 1)、根据风电场各风电机组额定功率、历史有功功率、历史风速信息，各机组机械 部件使用寿命、历史维修数据，计算各台机组各个机械部件的可靠性系数
[0009]
【权利要求】
1. 一种计及机组发电量的风电场维修部件选取方法，其特征在于，选取步骤如下： 1) 、根据风电场各风电机组额定功率、历史有功功率、历史风速信息，各机组机械部件 使用寿命、历史维修数据，计算各台机组各个机械部件的可靠性系数6^(0 ;
其中，Bik(t)是机组j的机械部件k在t时刻的平均损伤当量，/4卜）是机组j在T时刻的有功功率，/丨i是机组j的额定功率，是机组j的机械部件k的使用寿命标称值， tlk是机组j的机械部件k的更换时间，& (r)是机组j在t时刻的有效紊流强度，Ddis是 紊流损伤当量系数，及是机组j的机械部件k更换后第m次维修产生的损伤补偿，具 体取值由每次维修操作的重要性决定，按经验取值，IMf是机组轮毂高度处风速为15m/s时 的紊流强度基准值，Vj(t)是风电机组j风速传感器t时刻测量到的风速，Sj是风电机组j 的叶轮扫风面积，（_'/⑴是t时刻机组j的上风向机组中，离机组j最近的机组f的推力系 数； 2) 、根据机组各机械部件使用寿命内发生可容忍故障、不可容忍故障的概率，结合各部 件可靠性系数，确定各台机组各个部件维修的紧迫性； ① 按下式估算各台机组各个部件t时刻发生可容忍故障、不可容忍故障的概率：
其中，I>k(t)表示t时刻机组j部件k发生不可容忍故障概率，MU(t)表示t时刻机 组j部件k发生可容忍故障概率，ak是部件k在整个寿命周期内发生不可容忍故障的概 率，0k是部件k在整个寿命周期内发生可容忍故障的概率； ② 按下式计算t时刻第j台机组部件k的维修紧迫性fk(t):
其中，n表示不可容忍故障的优先权重，n取值在[〇, 1]之间，用l-n表示可容忍故 障的优先权重，其默认值取〇. 7 ; 3) 、本次维修容量减去既定维修量，形成本次维修容量裕量，根据该裕量，按维修紧迫 性从大到小顺序确定维修对象； ① 按下式计算本次维修容量裕量Rm: Rm= Rc-Rf 其中，R。是本次维修容量，Rf是本次既定维修量，是指风电场机会维修策略下，必须处 理的已发故障或必须进行的定期维修引起的维修量； ② 令t为当前时刻，将Ylk(t)值从大到小排列，选出Ylk(t)超过阈值的机械部件； ③ 如果步骤②选出的部件维修量之和小于本次维修容量裕量Rm，则步骤②选出的部 件均参与本次维修；如果步骤②选出的部件维修量之和大于本次维修容量裕量^，则按 Yj，k(t)从大到小顺序选定部件参与本次维修，直到用尽本次维修容量裕量。
【文档编号】G06Q50/06GK104484732SQ201410623450
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】苏永新, 段斌, 李启航, 谭貌, 姚子力 申请人:湘潭大学