引言

 

随着风力发电电网建设的加快，电力系统故障的概率不断增加。如何确保发电机组的安全稳定运行是电力系统面临的一项重要任务。为了提高机组的可用性和安全性，必须采取积极的预防和维护方法。预防性定期维护策略已成为提高电站运行效率和减少停机时间的有效途径。自人类进入大规模工业生产时代以来，设备维护决策模式正在发生变化。在技术进步的背景下，系统设计越来越复杂，适应，维护技术要求不断更新。

 

一、风力发电系统预防性维护技术的重要性

 

目前，在我国风力发电的建设过程中，风力发电机组的种类以几何倍数增加，分布广泛，各种设备的技术千差万别，实践中故障频繁，维护要求高。为降低故障率，提高风机运行效率，需要加强定期维护，以保证设备的正常运行。我国正在积极发展风力发电系统，但设备部件的维护和故障预防技术仍存在一些问题。由于风能资源的间歇性和不稳定性，风力发电机组的运行状态无法完全掌握，需要定期维护。整个风电系统的维护是一项长期而艰巨的任务。具体缺陷难以建立完善的预防性维护策略，难以从其他发达国家的故障维护中学习。在电力体制创新改革中，国内电力市场不断深化，资源合理配置亟待完善。风电已成为电力市场领先的清洁发电方式之一。由于其良好的经济环保优势，近年来发展迅速，相关制度也相应创新。传统的预防性维护方法已不能满足风电发展的要求。

 

事实上，一些类似的清洁能源发电系统试图在早期阶段应用更有效的能源，注重可靠性。预防性维护设备的应用可以提高整个风电场设备的运行效率，减少停机损失，最大限度地提高经济效益。同时，注意发电设备可能产生的各种效果和故障程度，建立基于预防性机会的故障维护策略。通过评估预防性维护成本，掌握维护时间和机会，可以在一定程度上提高发电设备的运行效率，延长使用寿命。现有风电系统主要采用集中式风电场作为主要开发方式，难以从国外学习许多成熟可靠的预防性维护策略理论。我国大多数风扇都处于单机运行状态，缺乏必要的预防和维护措施。因此，为了提高系统的可靠性，降低故障率，防止意外维护，应开发适合国情的预防性维护策略模型和风力发电系统。

 

二、风力发电系统预防性维护技术缺陷

 

目前，国内水电、风电机组的维护模式主要遵循火电机组的维护决策方法。传统的维护模式是根据经验确定设备的运行状态，然后制定相应的维护项目和周期，然后由专业技术人员进行检查和维护。即主要计划维护，采用反应维护模式作为补充，根据计划经济时代的工作定额。随着电网规模的不断扩大和电力系统改革的不断深化，该模式已不能满足新形势发展的需要。目前，新开发的清洁能源用于发电，特别是新开发的风电运维人员不足。同时，由于大型风力发电机容量大，维护成本高。在安装过程中，传统发电领域难以分离。由于设备数量大、种类多、分布广，设备之间存在相互关联，由于这些设备具有一定程度的可维护性，系统故障率高，难以匹配真实的运行环境，发电设备的可靠性无法完全保证。因此，应加强设备的日常维护和维护。

 

三、风力发电系统预防性维护技术研究与实践

 

1、风力发电系统的配置

 

本文将分析风电机组成的风电场，共40个，功率为1.5MW，对于每台风机的规划，设计运行时间为20年。在实践中，收集了大量的历史数据来分析这些设备在不同状态下失效的可能性，随机选择风电机组设计齿轮箱、主轴承、发电机和主要应用轴的每个关键部件都考虑了机会维护措施。评估结果表明，这些部件有不同程度的故障或损坏，其中一些是由风扇本身的固有缺陷引起的。在了解风电场的基础上，掌握大量异常问题数据，总结分析，得出这四个部件故障的时间规律，以满足威布尔的分布。通过这些结果，建立了一个简单的概率分布函数，以确定部件寿命周期中可能出现故障的概率。接下来，对各组件模型进行了决策过程分析，初始化参数，采用二次抛物线法和插值法进行优化。

 

2、机会性维护间隔

 

对关键风机组件进行可靠性分析，兼顾预防性维护。在关键风机系统中，每个部件都有自己的寿命和故障模式，因此需要定期或定期维护。预防性维护间隔可以计算出来，部分维护余量可以根据维护Margin公式计算出来。计算机将保持时间间隔，获得各部分在这方面的时间间隔，最终得到机会维护间隔的判断结果。在此基础上，提出了基于机会维护策略的关键风机组件维护成本模型。根据机会预留的战略决策过程，可以计算出相应的费用。实例说明了如何在不增加设备投资成本的情况下合理选择维护策略，使设备保持较高的运行效率。从维护边缘的角度看，维护可靠性的机会不同，相应的维护成本也不同。当系统中某一部分出现故障时，需要定期对其进行维护。对于风扇的各个部件，如果维护成本因季节而异，也可以计算预防性维护成本，固定维护和停机损失也可以根据不同的值进行计算。通过分析，在给定的时间内，预防性维护成本等于停机损失与预防性维护成本之和，从而获得不同的可靠性维护裕度，给出总维护成本，并给出两者之间的关系。在使用新设备时，需要考虑新设备对整个系统的影响。如果需要定期维护某个部件或系统，则必须考虑如何确定其最佳维护时间。

 

3、预防性维护策略

 

根据模型进行决策，可以得到每个部件的情况、预防性维护计数和机会性维护计数。这些结果有助于提高维护效率，减少不必要的费用。主轴承预防性维护在四年内会产生一定的固定成本和停机损失等。使用一种基于时间序列数据的方法来评估这些成本。例如，在主轴承中安装新部件或更换部分部件时，可以提高系统的可靠性。这样，主轴承的整体维护成本就降低了。因此，提出了一种基于最低成本和最大寿命的模型来估算主轴承的预防和维护时间。不考虑维修机会，直接通过关系计算每个零件的预防维修次数。分析表明，预防维修的内容是预防维修次数的总和。与不计机会预防性维护总数相比，次数明显低于后一种情况。通过优化备件成本，可以有效节约维修资金，降低支出。同时，在设备寿命周期内对重要系统进行预防性维护是非常必要的。

 

四、结束语

 

风能作为一种可再生能源，具有很大的吸引力，全球离岸和海上风电场的数量不断增加。由于风力资源的随机性和间歇性，开发大型风电需要花费大量资金。风电场风力涡轮机规模大，季节性和位置特点不同，增加了风力发电系统运行维护的生命周期成本。因此，有效管理风力发电系统，降低其运行维护成本具有重要意义。