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　　摘要：由于新能源并网规模日益上升，其设备可靠性对于电网运行风险的影响越来越大，而获取新能源设备较为准确的可靠性参数是研究该影响的关键所在。因此，文章结合我国电力系统的特点，选取风电机组设备为主要研究对象，分析了风电机组可靠性参数的影响因素，阐述了计及各类影响因素的风机时变停运模型，为电力系统风险评估奠定基础。

　　关键词：新能源；发电设备；可靠性；影响因素；停运模型；电网运行

　　为了解决常规化石能源的日益枯竭以及环境问题的日益突出问题，清洁、绿色的可再生能源发电规模将不断扩大，其中风力发电和太阳能具有技术成熟、适宜开发、成本较低等特点，拥有良好的发展前景，被认为是化石能源最重要的替代能源。然而，随着风力并网规模不断增大，设备故障情况对电力系统可靠性的影响日益严重。例如，由于风机是暴露于自然环境下工作的，受到多种自然灾害的影响是不可避免的。其中，随着风电机组的单机容量的增大，为了增大风能的吸收，也将不断增高轮毂高度和叶轮直径，造成受到雷击的概率明显增大，雷击成了自然灾害中对于风机运行安全的最大威胁。雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。据统计，叶片被击中率达4%，其他通信电器元件被击中率更高达20%。

　　而在以往的研究中，大多认为设备的故障率是一个常数，它只能反映长期运行过程中元件的状态，没有考虑短期内由于外界条件的变化和运行工况的变化对设备故障率的影响。由于近年来我国自然灾害频发、高温天气较频繁和雷雨天气较多，其对设备的故障率有较大的影响，所以此方法已不太适应我国电网元件的故障率建模。因此，具体分析影响新能源发电（如风电、太阳能发电等）设备可靠性的因素并建立可靠性模型是目前亟待解决的重要课题。

　　因此，本文在国内外新能源发电设备可靠性研究基础上，结合我国电力系统的特点，选取风电机组新能源发电设备为主要研究对象（其中所指的每个元件不仅仅指元件本身，而且包含辅助设备、设施等在内的一个完整的系统，即使元件本身没故障，但由于其辅助设备或设施故障，该元件被迫退出运行，则此故障也算作元件的故障），具体分析了风力发电设备可靠性参数的主要影响因素，并以此阐述了计及各类影响因素的风机时变停运模型，为电力系统风险评估分析奠定基础，且该模型可以推广到各类发电设备，具有较强的普适性。

　　1设备可靠性参数基本理论

　　通过对历史故障数据的分析和归纳，假设影响某元件停运的因素有m个，比如天气因素、外界环境、运行工况、自然灾害等，并假设元件由于自身因素引起的停运次数与其他因素引起的停运次数相互独立，而且自身因素一直作用于元件，则第i种故障因素影响下元件的平均停运次数fi为：

　　（1）

　　式中：?fi为由第i种故障因素引起的平均停运频率增量（次/年/台）；f0为由自身因素引起的平均停运频率（次/年/台），可通过历史数据平均统计获取。f0可按照N0与nTtotal的比值统计计算，N0为由自身因素引起的停运次数（次），nTtotal为统计元件台数与时间周期的

　　乘积。

　　由于不同因素引起的元件停运的恢复时间不一样，则每个因素引起风机停运的平均修复时间可表示为Rij/Ni，Rij为第i个因素引起的第j次故障的修复时间（小时），Ni为每个因素造成元件故障的次数。

　　根据统计得到的由各个因素造成风机停运的平均修复时间，考虑自身因素的影响，即可根据定义得到第i种故障因素影响下元件的平均修复时间MTTRi与平均故障时间MTTFi。

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