基于功能安全的风力发电机组安全系统设计方法研究

发布时间：2018-01-06 11:41

  本文关键词：基于功能安全的风力发电机组安全系统设计方法研究　出处：《中国电力科学研究院》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 双馈风力发电机组 安全系统 功能安全 性能等级 量化评估

【摘要】：双馈式风力发电机组(下文中简称风电机组)一般由控制系统执行运行控制,保证风电机组在规定的条件下安全、有效地运行。当控制系统未能保持风电机组运行于安全范围内时,或机组运行参数超过相关安全极限后,安全系统将执行安全策略,实现在运行过程中的安全相关保护功能(下文中简称安全功能)。风电机组安全系统与控制系统功能相互独立,当控制系统和安全系统功能发生冲突时,控制系统服从于安全系统的要求。风电机组安全系统由气动、机械、电气控制和液压等系统组成,上述系统协同作用能够减小风电机组危险发生的概率或减轻危险发生的后果。然而,受到本身系统结构和硬件可靠性的影响,安全系统也存在失效的可能,使其无法正确执行安全功能,进而导致风电机组安全事故的发生。本文提出一种基于功能安全的风电机组安全系统设计方法,有效保障安全系统在危险发生时能够正确动作,降低安全事故风险。功能安全取决于安全相关控制系统、其他安全相关系统和外部风险降低设计功能的正确行使,是与受控设备和受控设备控制系统有关的全部安全的一部分。将功能安全概念引入安全系统设计方法,可以量化评估风电机组安全系统性能指标,降低安全系统危险失效概率提升风电机组安全性能,保障风电机组运行安全、财产安全和人身安全。(1)通过分析风电机组典型安全事故中的安全系统失效特征,提出了论文的研究方向,论述了论文的研究内容和意义。(2)从功能安全的相关标准、评估认证和安全相关产品三个方面分析了国内外功能安全的发展现状;结合风电机组安全系统现有设计方案的技术特点和发展趋势,选取适用的功能安全相关标准作为制定风电机组安全系统设计方法的理论基础。(3)提出风电机组安全系统设计方法,该方法主要包括内容:风电机组安全功能的一般特征、评估安全功能所需性能等级的方法、实现性能等级的设计方法、安全性能评估计算方法和系统设计验证方法。其中重点研究了性能等级的评估方法。性能评估的关键要素包括:元件可靠性、系统结构约束条件、故障诊断要求和公因失效分析。(4)选取风电机组典型故障为示例,运用本文提出的方法,通过计算评估现有安全系统设计方案的安全性能等级,并分析现有设计方案存在的关键问题。根据问题分析结果,运用论文提出的方法制定新的安全系统设计方案,通过专用软件评估该安全系统设计方案的性能等级,对比分析方案优化前后危险失效概率的降低情况。本文通过研究风电机组安全系统失效特征提出了基于功能安全的安全系统设计方法,该方法主要通过安全性能量化评估和安全系统优化设计,将风电机组事故风险降低到可接受的范围之内,提高了风电机组的安全性能;同时为设计过程中科学地平衡系统的可用性、成本和安全性之间的关系提供了实用方法。
[Abstract]:The safety system of wind turbine unit is composed of pneumatic , mechanical , electric control and hydraulic system . The safety system of wind turbine unit is composed of pneumatic , mechanical , electric control and hydraulic system . ( 4 ) Selecting the typical fault of wind turbine unit as an example , using the method proposed in this paper , through calculating the safety performance level of the design scheme of the existing safety system , and analyzing the key problems existing in the existing design scheme . According to the problem analysis result , the safety system design method based on function safety is put forward by using the method proposed by the paper . The safety performance of the wind turbine unit is improved through the safety energy evaluation and the optimization design of the safety system , and the relationship between the availability , cost and safety of the scientific balance system is provided for the design process .

【学位授予单位】：中国电力科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM315

【参考文献】

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本文编号：1387725