Page 114 - 电力与能源2024年第四期

508 寻 健，等：基于故障更换的海上风电场大型部件备件优化策略

图 6 可以看出，随着风电场规模的增加，S 的上升
s
趋势则较大，的上升趋势则较缓。同时，齿轮箱
的安全库存 s 高于发电机的安全库存，分析其原因
主要在于，安全库存 s 的值取决于备件的订购时
s
间，的优化需要满足备件及时订购的需要，防止
因备件短缺而造成长时间停机。齿轮箱长达 100
图 7 运维组数量 Z 对不同规模风电场费用率的影响
天的订购时间高于发电机 70 天的订购时间，因此
—1
齿轮箱的安全库存 s 高于发电机的，从而使齿轮箱 （50 台），2 490.2 元·天 （60 台），2 484.7 元·天 —1
（70 台）和 2 486.5 元·天 （80 台）；若风机规模在
—1
可以提前订购备件，避免较长的订购时间导致备
90～100台时，配置 3个运维组资源可以满足费用率
件短缺。
最 低 的 要 求 ，分 别 为 2 469.7 元·天 （90 台）和
— 1
2 459.5 元·天 （100 台）。
—1
5 结语

本 文 结 合 海 上 天 气 因 素 的 影 响 ，提 出 了 一
种基于海上风机故障更换策略的风机大型部件
s
（S，）备件优化策略，用于优化风机齿轮箱和发电
机的最佳配置数量。

（1）所提出的备件优化策略可以获得海上风
电场大型部件最优的初始备件配置数量和最佳的
备件订购时间，从而有效地降低海上风电场的运
维成本。
（2）充分利用部件的运行状态信息，以实现合
理减小存储备件数量的同时减少备件成本。
图 6 不同规模风电场对备件策略优化结果的影响
（3）可为海上风电场多部件的备件配置提供
（2）运维组数量 Z 对不同规模风电场费用率 参考。
的影响。在风速和可用备件满足约束的情况下， 参 考 文 献：
运维组是否充足决定部件是否可以进行维护。充 ［1］ SHAFIEE M. Maintenance logistics organization for off⁃

足的运维组虽能保障及时维护，但也会增加运维 shore wind energy：Current progress and future perspectives

［J］ Renewable Energy，2015，77（2）：182-193.

.

成本，运维组资源不足则将导致风机部件不能及
［2］ 符 杨，李学武，黄玲玲 . 基于时间延迟理论的海上风电机
时维护从而产生停机损失，因此需要合理的运维 组 不 定 期 检 修 策 略［J］ 电 力 系 统 自 动 化 ，2016，40（15）：
.
组配置。在配置最优的备件策略情况下，不同规 133-140.
［3］ 刘璐洁，符 杨，马世伟，等 . 基于可靠性和维修优先级

模风电场配置不同数量的运维组的费用率如图 7
的海上风电机组预防性维护策略优化［J］ 中国电机工程
.
所示。
学报，2016，36（21）：5732-5740.

在 图 7 中 ，横 坐 标 为 风 电 场 风 机 数 量 ，纵 坐 ［4］ HU Y ，LI H ，SHI P ，et al. A prediction method for the

标 为 风 电 场 的 运 维 费 用 率 。 风 机 规 模 在 40 台 real-time remaining useful life of wind turbine bearings
based on the Wiener process［J］ Renewable Energy，2018，
.

时，配置 1 个运维组可以获得最低的费用率，为
127：452-460.
2 526.3 元·天 ；当风机规模在 50~80 台时，配置
—1
收稿日期：2024-05-21
2 个运维组的费用率最低，分别为 2 515.3 元·天 —1 (本文编辑：赵艳粉）