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_风力发电机组主控制系统可靠性技术规范.pdf简介：

风力发电机组主控制系统是风电设备的核心组成部分，它的主要任务是监控和控制风力发电机的运行状态，包括风速检测、电力输出调节、故障诊断与保护、运行数据记录等。在风电行业中，该系统的可靠性至关重要，因为它直接影响到风力发电的效率和安全性。

风力发电机组主控制系统的可靠性技术规范主要包括以下几个方面：

1. 硬件可靠性：系统应采用高可靠性的硬件组件，如抗恶劣环境的防护设计，以确保在极端天气条件下仍能正常运行。硬盘、电源模块、通信模块等关键部件需要有冗余设计，以防止单点故障影响整个系统。

2. 软件可靠性：需有强大的故障诊断和自愈功能，能够及时检测和处理各种异常情况，同时软件需要定期更新和维护，以适应风电技术的发展。

3. 通信可靠性：控制系统与风力发电机、电网以及其他监控设备需要有稳定的通信，实时传输数据，需要有抗干扰能力和数据冗余备份机制。

4. 安全性：系统应具有完善的安全防护机制，防止未经授权的访问和操作，保证数据的安全。

5. 维护性：控制系统的设计应便于维护，易于进行故障排查和更换部件，降低运维成本。

6. 环境适应性：系统应能在各种环境条件下稳定运行，如高温、低温、湿度大、电磁干扰等。

总的来说，风力发电机组主控制系统的可靠性技术规范是衡量其性能和质量的重要标准，对于确保风电项目的高效、安全、稳定运行具有决定性作用。

_风力发电机组主控制系统可靠性技术规范.pdf部分内容预览：

主控制系统maincontrolsystem

可靠性reliability

可靠度thereliability

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产品设计过程中，应用各种可靠性设计方法和工具，迭代进行产品的可靠性设计与再设计DB51／T 2767-2021 安全生产风险分级管控体系通则.pdf，并 拟用户使用工况及环境进行测试验证和过程确认，使得最终产品可满足规定的可靠性目标要求。

可靠性预期寿命thereliabilitylifeexped

从t=0时刻开始，到有一定概率产品发生故障的时刻所对应的时长。 注1：在给定可靠度下，产品预期的使用寿命。

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下列符号适用于本文件： 入：失效率 N：失效器件数量 t：规定的时间（以小时为单位） T：统计周期（以小时为单位） Ni：检修次数 Nr：故障修复次数 Nf：故障次数 Tf：故障小时数 Tr：故障修复时间（以小时为单位） R(t)：可靠度

下列符号适用于本文件： 入：失效率 N：失效器件数量 t：规定的时间（以小时为单位） T：统计周期（以小时为单位） Ni：检修次数 Nr：故障修复次数 Nf：故障次数 Tf：故障小时数 Tr：故障修复时间（以小时为单位） R(t)：可靠度

对于运行阶段的风力发电机组，在整机通过试运行考核后，计算平均故障间隔时间、平均故障 间、平均检修间隔时间、失效率及关键部件的可靠性预期寿命，推荐统计周期大于等于一年，并 组数量适当延长统计周期。

5.2平均故障间隔时间MTBF

MTBF≥20000小时！

5.3平均故障修复时间MTTR

根据不同故障类别，分类规定平均故障修复时间MTTR，具体见表1。故障分类方法详见附录A。

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表1不同类别故障的平均故障修复时间MTTR要

5.4平均检修间隔时间MTB

MTBI≥4380小时。

在风力发电机组设计工况范围内， 且按要求进行维护情况下，关键器件失效率参考表2，具体 由用户与制造商协商。本文以 表征失效率

5.6主控制系统可靠性预期寿命

主控制系统关键部件包含：供电模块（开关电源、UPS），关键传感器（包含转速传感器、振动传 感器、机舱位置传感器、风速风向传感器），PLC模块及其通讯光缆（包含处理器、电源模块、通讯模 块、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、通讯光缆），安全保护模块（安全链模块、过速模块、 过功率保护模块、急停按钮），低压电气元器件（断路器、接触器、继电器、偏航软启动等）。在风力 发电机组设计工况范围内，且按要求进行维护情况下，可靠度大于等于90%，关键部件可靠性预期寿命 见表2。

表2关键部件寿命及失效率

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6可靠性指标的计算方法

平均故障间隔时间MTBF计算方法

产均故障间隔时间定义，其计算公式见公式（1）

T 被评估机组统计周期，以日历时间为准，小时为单位。 Tf一—被评估机组故障小时数，以风力发电机组主控制系统报出的停机故障为数据源，统计其中因 主控制系统本身的故障而导致的停机时间。 Nf一被评估机组故障次数，以风力发电机组主控制系统报出的停机故障为数据源，统计其中因主 控制系统本身的故障而导致的停机次数， n一评估机组台数， 如果故障次数为0，则计算MTBF时需要扩大统计周期或者样本范围直至故障次数不为0，或者参照 GB/T5080.4标准进行估计。

平均故障修复时间MTTR

据平均修复时间的定义，计算公式见公式（2）

Tr一一故障修复时间，以小时为单位，修复时间起始时刻为故障开始时刻，终止时刻为机组恢复正 常时刻，不包括风力发电机组其他部件的故障修复时间，不包括外界因素导致的主控制系统产生故障的 修复时间。 Nr一一故障修复次数，以风力发电机组主控制系统报出的停机故障为数据源，统计其中因主控制系 统本身的故障而导致的修复次数，其中功能检测过程中再次报故障，不再计故障次数。 如果故障次数为0，则需要扩大统计周期或者样本范围直至故障次数不为0，或者参照GB/T5080.4

6.3平均检修间隔时间MTBI计算方法

根据平均检修间隔时间的定义，计算公式见公式（3）

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ZT. MTBI = ≥Ni;

ZT MTBI = ≥Ni,

T一一被评估机组统计周期，以日历时间为准，小时为单位。 Ni一一检修次数，仅包含风力发电机组主控制系统的定期维护，非定期的实验维护、测试验证类工 作、故障处理、维修、检查等。统计检修次数，其原则为： a 每次风力发电机组现场维护开关切换至“本地”则计为一次； b）若单台机组一个工作日内出现多次检修记录，则合计为一次； c）若同一检修项目的时间横跨多天的，计为一次； 如果检修次数为0，则需要扩大统计周期或者样本范围直至检修次数不为0，或者参照GB/T5080.4 标准进行估计。

针对具体被考核器件，失效率计算规范如下： a）确定统计周期和统计样本数量，得到统计周期日历小时数、统计范围内机组数量和单台机组 被考核器件的数量； 统计时间周期和样本范围内被考核器件的失效数量； 根据失效率定义和计算规范，计算公式见公式（4）：

式中： N—器件失效数量 单台机组器件数量 T一一统计周期 n—被评估机组数量 如果器件失效数量为0，则需 GB/T5080.4标准进行估计。在实 根据各部件失效率，计算主括

ZN. i=l 2 =

式中： N一一器件失效数量 a一一单台机组器件数量 T一统计周期 n一一被评估机组数量 如果器件失效数量为0，则需要扩大统计周期或者扩大样本范围至器件失效数量不为0，或者参照 GB/T5080.4标准进行估计。在实践中，推荐采用以年为单位时间进行统计计算。 根据各部件失效率，计算主控制系统整体失效率指标，具体方法参考附录B，

a）环境应力筛选 b) 可靠性研制试验 c) 可靠性增长试验 d) 可靠性鉴定试验 e) 可靠性验收试验 f) 可靠性分析试验 g）寿命试验

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按照故障处理恢复方式、故障严重程度进行分类，故障分类如下： a）CATO：故障自复位或远程复位恢复； 1）此类故障不需要维护人员去现场，人员车辆成本极低。 2）此类故障持续时间短，对发电量损失影响极小。 3 此类故障不产生备件消耗。 4） 综合来说，此类故障严重程度极低。 CAT1：故障需要维护人员现场处理，但不产生备件消耗； 1） 此类故障无法远程解决，需要维护人员到达现场，故障需要消耗一定的时间和成本。 2 此类故障没有造成器件损坏，不产生备件消耗，因此其严重程度较低。 常见情况是通讯干扰、线路松动、器件松动等原因造成故障，现场检查处理后不需要更 换器件即可解决。 CAT2：故障原因为常规器件损坏，恢复需要更换或维修，要求维护人员入场操作； 此类故障造成常规器件损坏或者更换，一般情况下常规器件成本较低、备件准备较充足、 更换也较为容易，因此故障严重程度适中。 2） 常规器件包括通用件（例如继电器、开关、保险等）、标准件、辅助器件（按钮、旋钮、 把手、指示灯等）、耗材（电池等），一般这些器件成本较低、不承担关键性功能、损 坏时直接更换即可。 d）CAT3：故障原因为关键器件损坏，恢复需要更换或维修，要求维护人员入场操作； 1）故障造成关键器件损坏或者更换，一般情况下，关键器件成本较高、更换较困难，因此 此类故障严重程度较高。 2）关键器件一般在系统中承担较为重要的功能且成本较高，例如PLC控制器、安全链模块等。 CAT4：故障原因为重大部件或多个部件损坏，恢复需要更换或维修。定义大部件为控制柜整 体损坏更换，或多个关键部件同时损坏，此类故障造成的损失大、停机时间长，

B.1主控制系统可靠性模型

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发电机组主控制系统的可靠性模型包含可靠性框图和与之对应的数学模型。 发电机组主控制系统按照不同功能分为多个单元，每个单元中包含完成本功能所需要的各种设 设备串联在一起，即构成基本可靠性框图。可靠性框图可以用对应的数学模型加以描述，

B.2可靠性框图及计算方法

基本可靠性框图（图B.1）是将主控制系统分成若干个典型的模块或部件，每个模块或部件内部又 可以由不同的设备串联而成。

GBT36497-2018 涂料中多氯联苯的测定图B.1主控制系统基本可靠性框图

根据以上的基本可靠性框图，与之对应的数学模型计算可靠度可以用公式B.1表示

R.(t) = IIR(t)..

其中R(t)为主控制系统控制器的可靠度；R；(t)为第i个模块的可靠度；模块内部的可靠度也按照 此公式计算。 可靠性模型计算失效率可以用公式（BG.2）表示：

其中2。为主控制系统控制器的失效率；2.为第i个模块的失效率；模块内部的失效率也按照 计算。

(蒙)12J12 无障碍设施xx/1XxxxxXxxX

附录C （资料性） MTTR指标应用说明 在MTTR统计和应用时，可以参考附录A中定义的不同的故障类别，根据不同的故障类别分别统计，

从工作流程示意图可以看出，从风力发电机组故障停机到完成故障修复恢复正常运行的时间，可以 划分为以下四种可选信息类别： 1）响应时间（R） 2）诊断时间（D），包括初期远程分析时间和现场故障分析时间 3）物流时间（L），包含维护小组响应时间、获取检修所需资源时间 4）故障检修时间（F） 本文件管理延退与响应时间（R）对应，后勤延迟与物流时间（L）对应，故障定位时间与诊断时间 （D）对应，技术延迟、故障修复时间、功能检查时间与故障检修时间（F）对应