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金风智库:浅谈可靠性指标体系

日期:2016-05-10    来源:中国风电新闻网

国际风力发电网

2016
05/10
10:04
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关键词: 风电运维 金风科技 风机可靠性指标

编者按 : 可靠性作为衡量风力发电机组表现的重要方面,越来越受到风电开发商及整机厂商的关注,永磁直驱技术先天具备的高可靠性特点,使直驱机组的产品价值始终贯穿于风电机组全生命周期。金风智库栏目将在近期陆续推出风机可靠性专题,通过对可靠性基础知识、可靠性重要评估指标等方面的讨论,与风电诸君一起聊聊评估和提升风机可靠性那些事,谈谈金风科技对风电机组可靠性的认知,敬请关注。

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1、概述

“可靠性”逐渐成为风电行业的关键词,业主、制造商、投资商有个共同的问题,怎么评估不同风机的可靠性,这就需要“可靠性指标”。

可靠性指标并非新生事物,风电行业一直使用的“可利用率”就是可靠性指标,或者说,可靠性指标的一部分。

我们将语言逻辑性组织的更加严谨一些:

可靠性是一个系统工程,单一的指标无法体现产品可靠性的全部表现

需要多维度的可靠性指标共同表征产品的可靠性

不同产品的关键可靠性指标是不完全相同的

2、可靠性指标

常见的可靠性指标包括可用度(可利用率)、利用率、MTTF(平均故障前时间)、MTBF(平均无故障运行时间)、MTBCF(平均严重故障间隔时间)、MTBM(平均维修间隔时间)、MTTR(平均修复时间)、失效率、平均寿命等等,可靠性指标是一个庞大的体系,下一篇我们再详细介绍。

这么多的指标中,谁是最基础和最关键的指标呢?说到可靠性指标,大部分人的第一反应是MTBF(Mean Time Between Failures),即平均无故障运行时间,这就是可靠性最基本和最常用的指标,其计算公式是:

MTBF=(统计小时数-产品故障小时数)/故障次数

目前风电行业都在谈论MTBF,似乎MTBF高就代表着风电机组可靠性高,真的是这样么?请想一想以下问题:

各个厂家对故障的定义范围是否相同,对故障的记录方法又是否相同;

以下哪种情况对客户来说损失最大:多次故障但停机时间很短且没有损坏器件、少数几次故障但停机时间很长,然而损坏器件的费用不高、只有一次故障但大部件损坏导致停机时间和损失备件费用都非常高;

第一个问题说明了MTBF计算时,故障的记录以及故障性质和影响,在当前是很难规范和和进行对比的,第二个问题说明了在某些情况下,并非MTBF高的机组就意味其整体可靠性水平高。

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3、故障分级

故障显然存在严重度的不同,根据故障的严重程度将故障进行分级(CAT=Category):

CAT0:风机故障后,自启动或远程启动恢复系统正常;

CAT1:风机故障后,运维人员现场检查,没有器件损坏需要更换,本地启动风机恢复系统正常;

CAT2:风机故障后,运维人员现场检查,常规器件损坏需要更换,更换后风机恢复系统正常;

CAT3:风机故障后,运维人员现场检查,关键器件损坏需要更换,更换后风机恢复系统正常;

CAT4:风机故障后,运维人员现场检查,大部件损坏需要更换,更换后风机恢复系统正常。

注:多个级别器件同时出现损坏,以最高级为准进行故障分级。

这种分级方法主要考虑了人员、交通工具和备件的成本,且认为一般情况下,损失器件级别越高,所需的维修时间(包括备件等待时间)越长,引起的停机时长也越长。

4、基于故障分级的MTBF

了解故障分级之后,我们回到MTBF,显而易见的是MTBF相同或者相近的机组,其故障的级别不同的话,对于风电开发商和风机制造商而言,其可靠性也是不同的。这就说明不能使用MTBF一个指标来说明机组的可靠性。

将故障分级和MTBF结合起来使用,一定程度上可以细化机组的可靠性特征,这里提出一种建议,按照如下方式进行MTBF的统计和评估:

MTBF(CAT0~CAT4):全部故障的MTBF,等同于现行MTBF;

MTBF(CAT1~CAT4):现场工作处理故障的MTBF,这些故障应该填写故障处理记录;

MTBF(CAT2~CAT4):更换备件涉及故障的MTBF,这些故障应该填写备件更换记录;

MTBF(CAT4):大部件损坏涉及故障的MTBF,这些故障应该有完整的失效分析;

基于业务需要,可以继续扩大MTBF的细分范围和应用。

5、总结和后续

本文我们介绍了MTBF和故障分级的概念,以及二者结合应用的可能性,尽管细分的MTBF能够更加准确的体现机组的可靠性,但“各个厂家对故障的定义范围是否相同,对故障的记录方法又是否相同”这个问题依然存在。

关于金风科技

新疆金风科技股份有限公司(“金风科技”)是全球领先的风电设备研发及制造企业以及风电整体解决方案提供商。公司拥有自主知识产权的直驱永磁技术,代表着全球风力发电领域最具成长前景的技术路线,两次荣获美国麻省理工学院《科技评论》杂志评选出的“全球最具创新能力企业50强”。公司目前是全球最大的直驱永磁风机研制企业,同时在深圳证券交易所 (股票代码:002202)和香港联合交易所(股票代码:2208)上市。

金风科技以“为人类奉献白云蓝天,给未来创造更多资源”为企业使命。截至2015年12月31日,,金风科技在全球累计装机容量近 32GW,相当于每年节约 2270 万吨标准煤,减少 6551 万吨碳排放,创造的生态价值相当于再造 3580 万立方米森林。

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