【联想】从地铁4号线故障看风机可靠性设计

　　今天晚高峰，地铁4号线故障，我在路上堵了1个小时，恰好，坏掉的车就是我乘坐的那辆。在地铁上闲来无事，本想消化消化行业新闻，却不想手机的“有道云笔记”又出了问题。看着满车的人群，不由得从地铁的故障想到了风机的可靠性设计。
　　随着我国风电产业向低风速区域发展，风电机组逐渐向大容量、大叶片的方向发展，机组载荷与投资成本逐渐提高;同时，机组工作环境也越来越严酷(高海拔、高雷暴、冻雨等)，维修成本也越来越高，风力发电机组的可靠性问题显得更加重要和突出，成为风电行业面临的关键课题。
　　5年前，说到机组可靠性，通常只有一条指标：单机可利用率大于等于97%，整场可利用率大于等于95%。可利用率通常是指每年度设备实际使用时间占计划用时(全年总时间减去计划维护的时间)的百分比。由于可利用率的指标无法直接与设计挂钩，因此无法在设计阶段进行考虑。而且，有时由于业主与设备厂家对计划维护时间规定不清，还可能会可利用率虚高的情况。
　　随着业内对可靠性的理解逐渐加深，目前再说到可靠性指标，一般则会以故障率(%/天)进行衡量，随之而来的则是MTBF(平均故障间隔时间，为故障率的倒数)、MTTR(平均恢复前时间)等。相比可利用率，这些指标对机组可靠性的定义更加准确，通过在设计阶段进行可靠性分配，能够有效地控制产品最终的可靠性指标。
　　然而，目前国内风电场能量可利用率约为80%，而国外风电场能量则可达到90%以上，这说明国内风电场的故障在大风阶段会出现得更为频繁。为了让机组能够创造更大的经济效益，人们希望风机尽可能在小风时段出现故障，并进行维护工作，或者在小风时段通过预防性维护，提高机组在大风时段的发电效率，也就引出了预防性维护的设计理念。
　　反观地铁故障，本次地铁4号线的故障历时约1个小时，而上次4号线的故障大约已是半年之前，其可利用率与MTBF指标还是非常高的。但是由于早晚高峰期间人流密集，所以在早晚高峰一旦出现地铁故障，对人们出行影响非常大，这就类似于风机在大风时段故障停机一样，刮走的可都是白花花的银子。
　　从另外一个角度来看，每天上下班都是我看新闻的时间，本来在地铁上翻译整理完当天更新的内容，到家只需更新即可。但今天地铁坏了，恰好又赶上“有道云笔记”出问题，概率已是小到可以买彩票了，所以通常风机载荷计算也就叠加两个小概率事件(变桨故障、电网掉电、极限风速等)，不会叠加到三个。