电力系统的根本目的是向用户经济、可靠地提供合乎生产生活需要的电能。而受海上环境限制和成本考量,海上油气开采平台电力系统之间连接线路较弱,平台主要负荷容量较大、起动冲击大,而投入的燃气透平发电机组容量相对较小、易跳机,系统具有大机小网的特点,其可靠性通常远低于陆地电网可靠性水平,影响油气产量。海上多平台互联电力系统作为海上油气开采平台的动力来源,其可靠高效运行在海洋油气资源开发与利用中发挥着重要作用。为提高海上平台电力系统可靠性,除了对系统结构进行优化、从规划设计层面提高可靠性,提升底层关键设备的可靠性则是提升系统可靠性的另一重点研究方向。论文从提高海上电网采用的燃气透平发电机组可靠性角度出发,为实现发电机组并网状态监测与运行故障诊断,建立了并网分析用机组动态模型和故障特征分析用多物理场耦合有限元模型,基于模型提出降低设备故障率、缩短故障时间、提高设备可靠性的共性技术,主要工作和取得的成果如下:1、建立用于并网分析的燃气透平发电机组动态系统模型。根据实际机电参数、燃气调速策略及励磁控制方法搭建机组模型,通过仿真该机组模型在健康状态和故障状态下不同物理量的稳态与动态情况,得到机组不同物理量之间的联动关系。同时,该模型可用于同项目下属其他课题搭建的海上电网模型,从运行和控制层面提高电力系统可靠性。2、对场路联合仿真方法下建立的多物理场耦合有限元模型开展不同故障状态下的故障特征分析。首先对发电机在二维求解域进行有限元建模,选取健康和不同故障工况开展多物理场耦合分析,得到发电机运行在额定工况时不同状态的多物理场特征作为故障诊断的依据。3、研究基于机器学习分类器算法的发电机故障诊断方法。基于多种故障状态下的多物理场分析可得到多类故障信息,分类器模型经数据样本训练后即可对每种状态下的特征信号数组进行自动化分类,实现故障的智能诊断,缩短停机排查时间,提高设备可靠性。4、提出基于关键监测状态故障树的燃气透平发电机组运检策略制定方法。首先全面梳理异常状态发生的故障原因,建立并简化故障树,接着对故障树进行定性和定量分析。基于故障树模拟得到机组的顶事件可靠性曲线,即可根据可靠性要求安排计划性停电检修周期,降低故障发生率;另一方面,当异常状态发生时,可根据重要度排序结果依次对机组各环节进行排查,缩短排查时间。