风电机组维修方式的多目标决策研究

郝万裕

摘要：风电机组构成的零件有很多，出现故障的方面很多，这就需要定期进行维修和养护，在维修过程中，企业投入了大量的资金，为了尽可能减少维修费用的投入，我们就需要选择合理的维修方式，通过科学的维修方式的选择来提高风电场的经济效益。

关键词：风电机组;维修方式;目标决策

前言：本文针对风电机组的维修方式和相关的故障类型以及采取相应的维修策略来进行有效的多目标决策分析与研究。

一、维修方式，影响因素

在风电机组的运行过程中会出现很多的故障，合理的维修方式可以保证运行成本的降低，在对风电机组的维修过程中要针对多方面的内容来进行分析，结合我国当前的技术水平和设备本身的故障情况来进行综合的分析，并在维修的相关规定之下进行相关的维修决策。针对相关的决策情况我们可以制定四种维修方式。

首先，就是在运行过程中出现故障，进行及时的维修。其次是除了本身的故障之外，在设备的运行过程中，进行定期的维修养护。然后就是对于设备的运行状态进行及时的观察，根据设备的具体情况来进行有效的维修。最后是对设备进行预知维修。

除了维修方式就是影响因素，影响风电机组维修方式选择的因素有很多，主要涉及到了六个方面的影响因素。他们分别是安全、经济、可靠、可行、有效和需求六个方面。安全主要针对的是设备没有存在安全隐患，人员不会有生命健康的危害;可靠主要是针对的是设备的故障率;经济包含的主要是资金方面的投入、设备的费用、人员的费用以及相关的维修费用;可行方面则是针对技术方面是否可行;有效针对的是维修结果是否达到了相应的效果;需求性则为重要度。

二、风电机组典型故障和可靠性

• 风电机组的故障

这里主要讲传动系统的故障，风电机组传动系统包含很多的零件，包括主轴、齿轮箱、高速轴等，每个零件都可能出现问题。如果主轴和高速轴出现了故障，这说明可能是材料的质量没有达标或者没有消除应力，这就会造成轴不对稱，从而出现故障。

他们的故障主要表现为轴不对中和轴不对称。轴不对中是因为偏离了中心线，在正常的运行过程中，它的运动轨迹是稳定的，如果发生偏移，轨迹不稳定就会出现故障。轴不平衡则是指离心力的影响，这就会影响振幅和转动速度，从而出现故障。

齿轮箱出现故障包括三个方面：轮齿折断、纸面疲劳、齿面胶合。齿轮箱的荷载是有一定限度的，但是，风速是变化的，这就会形成变化的冲击荷载。如果冲击荷载较大，就会使得齿轮箱中的齿轮造成损坏或者破裂，这种情况较常见。

除了冲击荷载，还有一种交变荷载，在这种荷载影响下，交变应力是作用于轮齿的，而轮齿的运行也有一定的限制，用力过大也会造成轮齿出现损坏，长时间超负荷运作就会导致轮齿断裂。

• 可靠性概念

可靠性也称为有效性，它有广义和狭义之分。在广义的概念中，可靠性是指他在整个寿命终结之后完成了规定的功能。狭义的可靠性不局限于可靠性，还有一种维修性，狭义的可靠性也指寿命终结后完成规定功能的能力。而维修性则是指产品在规定时限内完成修复、恢复功能的难易程度。

广义可靠性包含的内容很多，他对产品的各种特性进行综合的整合。其中的每个特性都具有不同的指标。风电机组也可以通过不同的指标来进行描述，维修性指标和可靠性指标可以很好的对风电机组进行有效描述。

三、维修策略

• 机会维修策略

在风电机组的维修过程中，机会维修涵盖的维修方面很多，它不仅仅局限于对故障的部件进行维修，还会对其他可能会出现故障的部件进行维修养护，从而将可能出现故障的地方遏制住，进而减少维修次数，这样就可以提高设备的使用年限。不会再运行费用上进行大规模的投入。但是这种方法需要注意的是零部件之间的关联，主要针对的是出现故障的零部件与故障部件的相关部件的维修。

• 年龄更换策略

前面我们提到的维修方式有一种叫做事后维修，说的是出现故障以后再进行维修，而年龄维修则是利用设备构件的使用年限来进行有效的预防故障，每个零部件都有一定的使用年限，年龄更换策略可以根据部件的使用年限到来之前，提前进行部件的更换，避免出现故障，这是对故障出现的有效预防。但是利用这种方法就需要对部件的年龄进行计算，选择出最佳年龄段，从而避免投入过多的维修费用，这也在一定程度上保证了风电机组的运行效益。

• 成批更换策略

成批更换策略和年龄更换策略具有一定的相同点，他也是通过计算零部件的使用年龄来进行有效的更换。但他不会考虑部件运行了多久，只要在规定的时段到达，就会将其进行更换，这也是对故障的预防，避免出现过多的维修损失。

• 系统维修模型

系统的故障在维修之后并不能恢复到最初的性能。随着研究的不断加深，通过系统维修模型来对系统维修后的效果进行有效的展现。系统维修模型包括了三个方面，第一个方面是指完全维修，它是对系统的全面更换，使得系统可以达到最初的状态。第二个方面是最小维修，他是指最小程度的维修，主要是针对系统的故障零件，将出现故障的零部件进行更换从而实现系统的修复。

这是两个极端，介于这两个维修之间的是非完全维修，它并不是对系统进行全面维修，也不是仅仅维修出现故障的部件，它是针对老化的相关部件或者对发动机进行翻修等，这种维修方式会对系统的运行状况有所改观，但并不能恢复到最新状态。

• 故障小维修策略

前面我们所提到的故障维修主要是对出现故障的部件进行更换。但是，这个维修策略主要针对的是修而不是换，他会对出现故障的部件进行事后小修，这种维修策略不能保证故障不再发生，仅仅只是将当前的系统故障情况恢复正常，这里要注意平均小休次数。

结束语：

综上所述，风电机组出现的故障有很多，这就需要我们对症下药，通过故障产生的原因来进行合理的分析选择适当的维修方式从而对风电机组进行维修。运用合理的维修决策，保证维修费用的进一步降低。

参考文献：

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