基于semi-Markov过程和Copula函数的风电系统可靠性分析
发布时间：2021-03-16 04:02
随着风电产业的不断发展,风电系统运行可靠性问题日益突出。研究风电系统实际运行过程中的性能状态变化规律及其可靠性变化规律,对风电系统的优化配置和运行维护计划制定具有重要的理论指导意义和实际应用价值。本文聚焦于风电系统实际运行过程中所表现出的性能退化随机性、故障修复程度随机性、系统需求随机性以及系统中各风电机组之间的相关性问题,以多状态系统的可靠性分析理论为基础,从部件出发,遵循部件级到系统级,相互独立到相互相关的研究思路,通过部件性能状态变化规律揭示了系统性能的状态变化规律,最终对风电系统的运行可靠性进行了分析评估。主要贡献包括以下几个方面:（1）建立了描述风电机组性能退化和故障修复程度随机性特征的性能semiMarkov模型,分析了风电机组的性能状态变化规律;并结合通用生成函数,揭示了风电系统实际运行过程中性能状态及其瞬时可靠性指标的变化规律。结果表明:风电系统的性能状态概率和瞬时可用度具有相同的变化规律,当风电系统需求处于系统性能的中间状态时,系统的瞬时可用度比较高,有较高的运行可靠性。该模型中的相关参数直接来源于现场数据的拟合,允许各性能状态转移时间服从任意的分布函数,可更加准确地...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
符号表
第1章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 风力发电的发展现状
1.2.2 风电系统可靠性的研究现状
1.2.3 基于SMP的系统可靠性分析
1.2.4 考虑相关性的系统可靠性分析
1.3 研究内容与方法
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 采用的研究方法
1.4 论文结构
第2章 Semi-Markov过程和Copula函数
2.1 引言
2.2 SMP的基本理论
2.2.1 SMP的定义
2.2.2 基于SMP的状态概率分析
2.2.3 基于SMP的可靠性分析
2.2.4 算例分析
2.3 通用生成函数
2.3.1 UGF的定义
2.3.2 基于UGF和随机过程的组合算法
2.3.3 基于组合算法的MSS可靠性指标
2.4 Copula函数的基础理论
2.4.1 Copula函数的定义
2.4.2 基于Copula函数的相关性系数
2.4.3 常见的Copula函数
2.5 本章小结
第3章 考虑性能随机性的风电系统可靠性分析
3.1 引言
3.2 现场数据分析
3.2.1 数据来源
3.2.2 风电机组的性能数据分析
3.2.3 风电机组的性能状态分析
3.2.4 风电机组的性能状态转移时间
3.3 风电机组的动态可靠性分析
3.3.1 风电机组性能状态转移时间的分布函数
3.3.2 风电机组的性能SMP模型
3.3.3 风电机组的动态可靠性指标
3.4 风电系统的动态可靠性分析
3.4.1 风电机组的性能分布
3.4.2 风电系统的性能分布
3.4.3 风电系统的动态可靠性指标
3.5 本章小结
第4章 考虑需求随机性的风电系统可靠性分析
4.1 引言
4.2 风电系统的需求数据分析
4.2.1 风电系统的需求状态分析
4.2.2 风电系统的需求状态转移时间
4.3 风电系统需求状态转移时间的分布函数
4.4 风电系统的需求SMP模型
4.5 风电系统的动态可靠性分析
4.6 本章小结
第5章 考虑机组相关性的风电系统可靠性分析
5.1 引言
5.2 风电机组的性能状态转移时间分布函数
5.3 风电机组之间的相关性分析
5.3.1 相关性分析
5.3.2 Copula函数的参数估计
5.3.3 Copula函数的选取
5.4 考虑机组相关的风电系统可靠性分析
5.4.1 相关条件下风电系统的性能SMP模型
5.4.2 风电系统的动态可靠性分析
5.5 本章小结
结论与展望
全文总结
研究展望
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间所发表的论文
附录B 攻读学位期间参与的科研项目
本文编号：3085372
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
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摘要
abstract
符号表
第1章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 风力发电的发展现状
1.2.2 风电系统可靠性的研究现状
1.2.3 基于SMP的系统可靠性分析
1.2.4 考虑相关性的系统可靠性分析
1.3 研究内容与方法
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 采用的研究方法
1.4 论文结构
第2章 Semi-Markov过程和Copula函数
2.1 引言
2.2 SMP的基本理论
2.2.1 SMP的定义
2.2.2 基于SMP的状态概率分析
2.2.3 基于SMP的可靠性分析
2.2.4 算例分析
2.3 通用生成函数
2.3.1 UGF的定义
2.3.2 基于UGF和随机过程的组合算法
2.3.3 基于组合算法的MSS可靠性指标
2.4 Copula函数的基础理论
2.4.1 Copula函数的定义
2.4.2 基于Copula函数的相关性系数
2.4.3 常见的Copula函数
2.5 本章小结
第3章 考虑性能随机性的风电系统可靠性分析
3.1 引言
3.2 现场数据分析
3.2.1 数据来源
3.2.2 风电机组的性能数据分析
3.2.3 风电机组的性能状态分析
3.2.4 风电机组的性能状态转移时间
3.3 风电机组的动态可靠性分析
3.3.1 风电机组性能状态转移时间的分布函数
3.3.2 风电机组的性能SMP模型
3.3.3 风电机组的动态可靠性指标
3.4 风电系统的动态可靠性分析
3.4.1 风电机组的性能分布
3.4.2 风电系统的性能分布
3.4.3 风电系统的动态可靠性指标
3.5 本章小结
第4章 考虑需求随机性的风电系统可靠性分析
4.1 引言
4.2 风电系统的需求数据分析
4.2.1 风电系统的需求状态分析
4.2.2 风电系统的需求状态转移时间
4.3 风电系统需求状态转移时间的分布函数
4.4 风电系统的需求SMP模型
4.5 风电系统的动态可靠性分析
4.6 本章小结
第5章 考虑机组相关性的风电系统可靠性分析
5.1 引言
5.2 风电机组的性能状态转移时间分布函数
5.3 风电机组之间的相关性分析
5.3.1 相关性分析
5.3.2 Copula函数的参数估计
5.3.3 Copula函数的选取
5.4 考虑机组相关的风电系统可靠性分析
5.4.1 相关条件下风电系统的性能SMP模型
5.4.2 风电系统的动态可靠性分析
5.5 本章小结
结论与展望
全文总结
研究展望
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间所发表的论文
附录B 攻读学位期间参与的科研项目
本文编号：3085372
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