【聯想】從地鐵4號線故障看風機可靠性設計

　　今天晚高峰，地鐵4號線故障，我在路上堵了1個小時，恰好，壞掉的車就是我乘坐的那輛。在地鐵上閑來無事，本想消化消化行業新聞，卻不想手機的“有道云筆記”又出了問題。看著滿車的人群，不由得從地鐵的故障想到了風機的可靠性設計。
　　隨著我國風電產業向低風速區域發展，風電機組逐漸向大容量、大葉片的方向發展，機組載荷與投資成本逐漸提高;同時，機組工作環境也越來越嚴酷(高海拔、高雷暴、凍雨等)，維修成本也越來越高，風力發電機組的可靠性問題顯得更加重要和突出，成為風電行業面臨的關鍵課題。
　　5年前，說到機組可靠性，通常只有一條指標：單機可利用率大于等于97%，整場可利用率大于等于95%。可利用率通常是指每年度設備實際使用時間占計劃用時(全年總時間減去計劃維護的時間)的百分比。由于可利用率的指標無法直接與設計掛鉤，因此無法在設計階段進行考慮。而且，有時由于業主與設備廠家對計劃維護時間規定不清，還可能會可利用率虛高的情況。
　　隨著業內對可靠性的理解逐漸加深，目前再說到可靠性指標，一般則會以故障率(%/天)進行衡量，隨之而來的則是MTBF(平均故障間隔時間，為故障率的倒數)、MTTR(平均恢復前時間)等。相比可利用率，這些指標對機組可靠性的定義更加準確，通過在設計階段進行可靠性分配，能夠有效地控制產品最終的可靠性指標。
　　然而，目前國內風電場能量可利用率約為80%，而國外風電場能量則可達到90%以上，這說明國內風電場的故障在大風階段會出現得更為頻繁。為了讓機組能夠創造更大的經濟效益，人們希望風機盡可能在小風時段出現故障，并進行維護工作，或者在小風時段通過預防性維護，提高機組在大風時段的發電效率，也就引出了預防性維護的設計理念。
　　反觀地鐵故障，本次地鐵4號線的故障歷時約1個小時，而上次4號線的故障大約已是半年之前，其可利用率與MTBF指標還是非常高的。但是由于早晚高峰期間人流密集，所以在早晚高峰一旦出現地鐵故障，對人們出行影響非常大，這就類似于風機在大風時段故障停機一樣，刮走的可都是白花花的銀子。
　　從另外一個角度來看，每天上下班都是我看新聞的時間，本來在地鐵上翻譯整理完當天更新的內容，到家只需更新即可。但今天地鐵壞了，恰好又趕上“有道云筆記”出問題，概率已是小到可以買彩票了，所以通常風機載荷計算也就疊加兩個小概率事件(變槳故障、電網掉電、極限風速等)，不會疊加到三個。