近年来,世界各国风电产业迅速发展,风电已成为清洁能源电力领域中不可或缺的重要力量。随着大型风电机组结构、运行工况及环境的复杂化,风力发电系统的故障率日趋升高。风电场传统维护方式的不足也逐渐显露,使得风电系统可靠性难以得到有效保证,风电场的可利用率不高。针对风力发电系统可靠性量化评估及运行维护存在的问题,本文开展了对风力发电系统的可靠性分析与检修策略优化研究,具体研究工作如下:首先,对双馈风力发电系统运行原理及故障机制进行了分析,对部件主要故障类型进行了归类,提出了一种基于故障树分析的风电系统可靠性跟踪和薄弱环节的辨识方法。基于系统结构和故障树分析理论建立了风力发电系统的故障树评估模型,并采用故障树中的最小割集法对系统可靠性进行了定量评估。通过运用故障树可靠性跟踪准则及跟踪算法,计算得到风力发电系统部件的不可靠性指标与各个元件间的直接分摊关系,并给出了发电系统可靠性的改善措施。其次,建立了双馈风力发电系统中主要部件的可靠性模型,考虑到系统部件之间运行不完全独立的情况,提出了一种基于可靠性理论的风力发电系统有向网络马尔可夫可靠性模型。利用系统的状态转移关系确立了风力发电系统的状态转移图,进而运用马尔可夫过程方法对系统的可靠性进行了全面分析。给出了系统各种瞬态和稳态指标的表达式,通过实例深入探讨了部件的故障率、修复率变化对系统可用度的影响。最后,对双馈风力发电系统故障状态和运行状态之间的相互转移过程进行了分析,建立了双馈风力发电系统的可靠性模型。考虑了检测状态以及检测时间对系统可用度的影响,利用半马尔可夫过程建立了风力发电系统的全面修复模型。在综合考虑发电系统可靠性和经济性的基础上,对系统的检修时间和检修策略进行优化。通过算例分析表明该优化策略能显著减少风电行业全寿命周期维护成本,提高电力企业的运行效率。