风电机组齿轮箱预防性维修与机会维修决策研究

摘要

风能是一种可再生的清洁能源，由于世界能源的危机，全球已经开始重视对风能的使用。对风能最好的利用是进行风力发电。随着风电机组快速的更新与大量的投入生产，风电机组维修决策的实施迎来了前所未有的挑战。风电机组的维修成本占其收入的10％-15％左右，齿轮箱的维修成本又是风电机组维修成本中重要组成部分。
　　本文以风电机组齿轮箱为研究对象，深入分析齿轮箱故障模式及其故障原因，选择了两种维修决策:预防性维修决策与机会维修决策。建立了预防性维修决策模型与机会维修决策模型，寻找齿轮箱最合适的维修时机。
　　在预防性维修决策模型中，考虑到预防性维修对齿轮箱功能恢复的维修效果，引入了役龄回退因子的概念，使用衰退役龄回退因子，建立了一个有限时间区间内的可靠性模型。同时兼顾其经济性，以齿轮箱维修成本为优化目标，寻求各个预防性维修周期内，最合适的维修时机。
　　在机会维修决策决策模型中，将齿轮箱看成一个多零部件组成的系统，当一个零部件出现故障进行故障维修工作或者运行到预防性维修时间点进行预防性维修工作时，考虑其他零部件是否有机会一起进行维修工作，节约了单个零部件每次进行维修工作所产生的固定维修成本。在取得各个零部件的故障率分布的基础上，计算其期望寿命与期望成本，通过优化预防性维修时间点和机会维修时间点，确定最合适的维修时机，使得齿轮箱的平均维修成本最低。
　　最后利用华北某风电场的实际运行数据进行仿真计算，验证了预防性维修决策模型与机会维修决策模型的可行性与合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究方法与内容

1．4 论文组织结构

第2章 维修决策理论基础

2．1 维修的概念及类别

2．2 维修理论知识基础

2．2．1 可靠性理论

2．2．2 可靠度与故障相关函数

2．2．3 常用故障函数

2．3 风电机组齿轮箱故障模式

2．4 预防性维修决策

2．5 机会维修决策

2．6 本章小结

第3章 风电机组齿轮箱预防性维修决策建模

3．1 模型假设与模型描述

3．1．1 模型假设

3．1．2 模型描述

3．1．3 符号定义

3．2 役龄回退因子

3．3 风电机组齿轮箱故障率分析

3．4 风电机组齿轮箱预防性维修决策模型的构建

3．5 风电机组齿轮箱预防性维修决策模型的优化

3．6 算例分析

3．7 本章小结

第4章 风电机组齿轮箱机会维修决策建模

4．1 模型假设与模型描述

4．1．1 模型假设

4．1．2 模型描述

4．1．3 符号定义

4．2 风电机组齿轮箱机会维修决策模型及优化

4．3 模型的求解方法

4．4 算例分析

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢