本文關鍵詞：基于馬爾可夫過程的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性分析與檢修優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,世界各國風電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,風電已成為清潔能源電力領域中不可或缺的重要力量。隨著大型風電機組結構、運行工況及環(huán)境的復雜化,風力發(fā)電系統(tǒng)的故障率日趨升高。風電場傳統(tǒng)維護方式的不足也逐漸顯露,使得風電系統(tǒng)可靠性難以得到有效保證,風電場的可利用率不高。針對風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性量化評估及運行維護存在的問題,本文開展了對風力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性分析與檢修策略優(yōu)化研究,具體研究工作如下:首先,對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)運行原理及故障機制進行了分析,對部件主要故障類型進行了歸類,提出了一種基于故障樹分析的風電系統(tǒng)可靠性跟蹤和薄弱環(huán)節(jié)的辨識方法。基于系統(tǒng)結構和故障樹分析理論建立了風力發(fā)電系統(tǒng)的故障樹評估模型,并采用故障樹中的最小割集法對系統(tǒng)可靠性進行了定量評估。通過運用故障樹可靠性跟蹤準則及跟蹤算法,計算得到風力發(fā)電系統(tǒng)部件的不可靠性指標與各個元件間的直接分攤關系,并給出了發(fā)電系統(tǒng)可靠性的改善措施。其次,建立了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)中主要部件的可靠性模型,考慮到系統(tǒng)部件之間運行不完全獨立的情況,提出了一種基于可靠性理論的風力發(fā)電系統(tǒng)有向網(wǎng)絡馬爾可夫可靠性模型。利用系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關系確立了風力發(fā)電系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,進而運用馬爾可夫過程方法對系統(tǒng)的可靠性進行了全面分析。給出了系統(tǒng)各種瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)指標的表達式,通過實例深入探討了部件的故障率、修復率變化對系統(tǒng)可用度的影響。最后,對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)故障狀態(tài)和運行狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)移過程進行了分析,建立了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性模型�？紤]了檢測狀態(tài)以及檢測時間對系統(tǒng)可用度的影響,利用半馬爾可夫過程建立了風力發(fā)電系統(tǒng)的全面修復模型。在綜合考慮發(fā)電系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性的基礎上,對系統(tǒng)的檢修時間和檢修策略進行優(yōu)化。通過算例分析表明該優(yōu)化策略能顯著減少風電行業(yè)全壽命周期維護成本,提高電力企業(yè)的運行效率。
【關鍵詞】：風力發(fā)電系統(tǒng) 馬爾可夫過程 可靠性分析 優(yōu)化檢修 可用度
【學位授予單位】：上海電機學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 課題背景及意義12-15
• 1.1.1 課題背景12-14
• 1.1.2 課題意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-21
• 1.2.1 風電機組可靠性研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 風電機組狀態(tài)維修研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3 風電機組維護策略存在的問題21-22
• 1.4 本文的主要研究工作22-24
• 第二章 可靠性分析評估及檢修的基礎理論24-38
• 2.1 可靠性分析相關理論24-31
• 2.1.1 可靠性基礎理論概念24-25
• 2.1.2 可靠性常用指標25-29
• 2.1.3 典型系統(tǒng)可靠性分析29-31
• 2.2 故障樹分析法31-34
• 2.2.1 故障樹建造31-32
• 2.2.2 故障樹評估32-34
• 2.3 狀態(tài)檢修策略相關理論34-37
• 2.3.1 狀態(tài)檢修基本概念34
• 2.3.2 馬爾可夫過程理論34-36
• 2.3.3 馬爾可夫過程的狀態(tài)圖模型36-37
• 2.4 本章小結37-38
• 第三章 基于故障樹分析的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性跟蹤方法38-49
• 3.1 風力發(fā)電機組的結構及故障分析38-43
• 3.1.1 風電機組的主要結構38-40
• 3.1.2 風力發(fā)電系統(tǒng)故障機制分析40-42
• 3.1.3 風力發(fā)電系統(tǒng)故障函數(shù)模型42-43
• 3.2 風力發(fā)電系統(tǒng)故障樹建造43-44
• 3.2.1 雙饋發(fā)電機故障樹建造43
• 3.2.2 風電變流器故障樹建造43-44
• 3.3 故障樹可靠性跟蹤44-46
• 3.3.1 故障樹可靠性跟蹤準則44-45
• 3.3.2 故障樹可靠性跟蹤算法45-46
• 3.4 可靠性跟蹤算例分析46-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第四章 基于馬爾可夫模型的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性分析49-58
• 4.1 風力發(fā)電部件的可靠性模型49-50
• 4.2 風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性分析模型50-51
• 4.3 風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性指標51-53
• 4.3.1 系統(tǒng)可靠性的瞬時指標51-52
• 4.3.2 系統(tǒng)可靠性的穩(wěn)態(tài)指標52-53
• 4.4 實例計算及影響因素分析53-57
• 4.4.1 數(shù)據(jù)處理及結果53-55
• 4.4.2 相關因素分析55-57
• 4.5 本章小結57-58
• 第五章 基于半馬爾可夫過程的風力發(fā)電系統(tǒng)檢修策略優(yōu)化58-79
• 5.1 半馬爾可夫過程的應用58-60
• 5.1.1 半馬爾可夫過程58-59
• 5.1.2 半馬爾可夫過程計算59-60
• 5.2 風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性建模60-62
• 5.3 檢修策略的優(yōu)化62-70
• 5.3.1 檢修數(shù)學模型概述62-63
• 5.3.2 改進型狀態(tài)檢修模型63-67
• 5.3.3 策略迭代算法67-70
• 5.4 算例分析70-77
• 5.4.1 基于檢修間隔的優(yōu)化70-72
• 5.4.2 模型參數(shù)靈敏度分析72-76
• 5.4.3 基于維修策略的優(yōu)化76-77
• 5.5 風力發(fā)電系統(tǒng)維護管理方面的建議77-78
• 5.6 本章小結78-79
• 第六章 結論與展望79-82
• 6.1 本文研究工作總結79-80
• 6.2 后續(xù)研究工作展望80-82
• 參考文獻82-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果89

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本文編號：344163