论文投稿_医学论文投稿_核心期刊,职称论文投稿发表_论文部落

　　2计及影响因素风机可靠性分析

　　引起发电设备停运的因素众多，按其作用机理，一般可分为三大类，分别为自身原因（如制造缺陷、老化等）、外界干扰（自然灾害、环境因素等）和运行工况（如电压电流越限、过载等）。本文就上述三种故障机理分别对风机发电系统的故障影响因素进行分析。

　　2.1风电机组停运的影响因素分析

　　首先，风机野外运行的特点决定了天气条件对其安全可靠运行有着重要的影响，特别在恶劣、极端天气时，风电机组的停运概率将急剧上升；其次，由于当风机的输入风速小于切入风速或大于切出风速时，风电机组的输出功率为零，相当于机组停运，而且当风电场气温过高或过低时，风机也会停运，所以外界环境因素中风速和环境温度对风机的故障参数的影响较大。另外，风机过电压、过电流、欠电压等亦可能引起机组故障。当频率、电压、电流升高或降低到保护整定值时，风电机组在非正常状态运行，从而增加了风机发生故障的概率，亦或引起相应的保护装置动作，造成风机停运。因此，风机停运参数主要受天气因素、风速、温度以及运行工况的影响。综合上述因素，风电机组故障率增量可计及天气引起的故障率增量Δλwt1（k），环境引起的故障率增量Δλwt2（v），运行工况引起的故障率增量Δλwt3（U）、Δλwt4（f）。

　　2.2计及天气影响的风电机组停运分析

　　由于风电机组属于暴露型设备，即其主要功能部件暴露在天气环境中，风电机组长期运行在复杂的天气环境中，其故障率与天气有着密切关系。该故障率是指由于风机处在非正常天气时，风机故障率的增量，其值设为Δλwt1，当天气处于正常状态时，Δλwt1=0。

　　假设把天气分成三个状态，如正常、恶劣和灾变，若能根据实际数据统计得到：正常天气的持续时间N，恶劣天气的持续时间S1，灾变天气的持续时间S2，恶劣天气状态下出现的故障占总故障次数的比例F1，灾变天气状态下出现的故障占总故障次数的比例F2，则风电机组的统计平均故障率应为三种天气下的故障率加权平均之和，权系数为各类天气条件的持续时间占比，如正常天气条件下为N/（N+S1+S2）。同时，正常、恶劣和灾变天气下的风电机组故障率λWT0、λWT1和λWT2还存在比例关系，并和各种天气条件下的故障占总次数故障次数的比例与持续时间的比值成正比。因而结合上述两个条件即可求出不同天气条件下的故障增量。

　　2.3计及环境影响的风电机组停运分析

　　由于温度对风机故障率的影响较复杂，而且很多其他影响因素都是通过温度间接引起风机的停运，因此很难建立温度与风机故障参数关系的详细数学模型。

　　风机的可靠性参数在传统模型中与外界条件无关，为一个定值。然而风速和风载荷对于风机叶片等元件影响很大，而且该类元件故障比例也较高，所以需在风机故障停运模型中引入风载荷的影响。风机所受载荷与适时风速成正相关，随着风载荷的增大，故障率也会随之升高。风机所受风载荷主要是由风速、重力、控制引起，由于控制方式未知，本文将不考虑控制方式对于载荷的影响，相关文献提出了风机载荷与风压成线性关系，风压与风速成二次关系。

　　作用于风机的载荷越大，风机的振动加强，叶片的受力加大，塔筒的摆动幅度加大，最后导致停机。目前，关于元件故障率与所受载荷的关系还没有统一的定论，本文假设风机机械系统的故障率与风载荷成线性关系，那么故障率是风速的二次函数，因为当风速大于切出风速或者是小于切入风速时，风机的出力为0，所以当风速大于切出风速和风速小于切入风速时，故障率不考虑。因而考虑风机载荷与风压成线性关系，由风速引起的故障率增量用Δλ2（v）表示，假设当风速为切入风速vci时，Δλ2（vci）=0，当风速为切出风速vco时，Δλ2（vco）=λmax。由此可以建立计及环境影响的风机停运率与风速的关系，即与风速的平方成线性关系。

　　2.4计及运行工况影响的风电机组停运分析

　　由于电网电压偏离基准值时，风机故障率的增量，其值设为Δλwt3（U），当机端电压U为基准值时，Δλwt3（U）=0。假设风电机组安全稳定运行电压范围为[Ukmin，Ukmax]倍的额定电压，因而当电压大于Ukmax（p.u.）而小于保护动作整定值Udz+时或小于Ukmin（p.u.）而大于保护动作整定值Udz-时，假设其故障率跟电压呈线性关系。则基于电压的风机故障率增量可表示为：