与陆上风电相比,海上风电具有平均风速高、年利用小时数高等优点,近年来已成为风电产业发展的重要领域。但由于海上风电的特殊运行环境,机组的维护受到可达性、等待时间等因素的制约,相关的维修理论和策略等问题突出。我国海上风电技术起步较晚,运行数据和维护经验相对匮乏,加强海上风电机组维修策略的研究,可以为后续大规模海上风电场建设与机组运行提供可靠的技术支持。针对上述问题,本文分析了海上风电机组运行数据的特点,研究了基于小样本故障数据的海上风电机组可靠性分析方法;结合海上风速、浪高等天气因素影响,研究了海上风电机组维修等待时间预测方法;结合设备的故障维修和预防性维修,研究了一种适用于海上风电机组的机会维修策略。本文研究工作和取得的主要成果如下:(1)研究了基于小样本的海上风电机组可靠性分析方法本文研究了小样本故障数据下海上风电机组威布尔方程的构建,在阐述最小二乘法、极大似然法的二参数威布尔方程构建的基础之上,提出了相关系数法、双线性回归分析法的三参数威布尔方程。以江苏某海上风电场为算例,基于风场小样本故障数据,开展了机组威布尔方程的参数估计,并做出比较分析。结果表明三参数威布尔分布的拟合情况更好,尤其是对风电机组失效率的短期预测更加准确。(2)研究了海上风电机组维修等待时间预测方法本文采用动态时间窗和马尔可夫链方法描述海上风速、浪高等天气因素,建立了风电机组维修等待时间预测模型。结果表明,以ΔHs=0.1 m为状态分组间隔得到的浪高预测值与真实值误差最小,并且该组维修等待时间与真实值最为接近。另外,以东海长江口海域某观测站风速、浪高数据为例,验证了该模型的正确性和有效性。(3)研究了基于机会的海上风电机组维修策略本文结合设备的故障维修和预防性维修,研究了一种适用于海上风电机组的机会维修策略。通过对机组关键部件维修机会的分析,以周期内维修成本最小为目标函数,实现机组关键部件的机会维修。研究结果表明,采用机会维修策略下的维修成本降低了 10%,从而验证了机会维修策略对海上风电机组维修的有效性与优越性。