[發明專利]基于序優化和馬氏鏈的多狀態電力系統可靠性分析方法

有效

• 申請號: 201710944280.5
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107909185B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 丁一;胡怡霜;葉承晉;加鶴萍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于序優化和馬氏鏈的多狀態電力系統可靠性分析方法，其特征在于包括如下步驟：

第一步：對所有的多狀態電力系統進行分類，每一類中找出一個最具有代表性的基本系統，并且利用馬氏鏈及其通用生成函數計算求出基本系統的可靠度；

所述第一步具體為：

1.1)將所有多狀態電力系統進行分類，以多狀態電力系統中并聯有附加元件且相串聯的主元件的總數作為分類依據，將并聯有附加元件且相串聯的主元件的總數相同的多狀態電力系統歸為一分類；

1.2)歸為同一分類的從依次提取基本系統，基本系統是指在同一分類中元件總數最少的系統；

1.3)用馬氏鏈及其通用生成函數計算求出每一分類中基本系統的可靠度；

第二步：基于基本系統的可靠度，通過第一修正方法計算獲得除基本系統以外的每個多狀態電力系統的粗略可靠度，利用序優化算法BP針對所有多狀態電力系統的粗略可靠度進行處理進行第一次篩選；

所述第二步具體為：

針對同一分類中的剩余系統，剩余系統是指除基本系統以外的其他多狀態電力系統，依次采用以下方式進行可靠度計算：

2.1)首先，進行并聯的附加元件的可靠度更新計算：

2.1.a)若剩余系統與基本系統相比，增加有一個并聯的附加元件，則更新后可靠度計算公式為：

A’＝1-(1-A) (1-R)

其中，A為當前可靠度，R為并聯的附加元件的可靠度，A’為更新后可靠度；

2.1.b)若剩余系統與基本系統相比，增加有多個并聯的附加元件，重復步驟2.1.a)依次對所有增加的并聯的附加元件以相同方式迭代計算，初始計算時當前第一可靠度為基本系統的可靠度，之后以當前增加的并聯的附加元件對應處理獲得的更新后可靠度作為下一增加的并聯的附加元件對應處理時的當前第一可靠度，從而獲得剩余系統的第一中間可靠度；

2.2)接著，進行共因失效結構的可靠度更新計算：

2.2.a)若剩余系統與基本系統相比，其中多存在一組共因失效結構，則更新后可靠度為當前第二可靠度乘以所存在的共因失效結構的所有元件可靠度的乘積；

2.2.b)若剩余系統與基本系統相比，存在多組共因失效結構，重復步驟2.2.a)依次對所有共因失效結構以相同方式迭代計算，初始計算時當前第二可靠度為步驟2.1)獲得的第一中間可靠度，之后以當前共因失效結構對應處理獲得的更新后可靠度作為下一共因失效結構對應處理時的當前第二可靠度，從而獲得剩余系統的粗略可靠度；

2.3)將所有分類的基本系統的可靠度和所有分類的剩余系統的粗略可靠度按照降序進行排列，獲得第一排序序列，并繪制出降序排列曲線；

2.4)采用序優化算法中的盲選方法BP對第一排序序列進行處理，具體是從第一排序序列中選擇前g個系統作為盲選方法BP中的“足夠好子集G”，用盲選方法BP求出“選擇子集S”的個數s；

第三步：基于基本系統的可靠度，通過第二修正方法計算獲得除基本系統以外的每個多狀態電力系統的精確可靠度，利用序優化算法BP進行第二次篩選；

所述第三步具體為：

3.1)首先，進行并聯的附加元件的可靠度更新計算：

3.1.a)若剩余系統與基本系統相比，增加有一個內部并聯的附加元件，內部并聯的附加元件是指在主元件所并聯有的附加元件上再串聯有的另外附件元件，則更新后可靠度計算公式為：

A’＝A+(R’-AR’)R’

其中，A為當前可靠度，R’為內部并聯的附加元件的可靠度，A’為更新后可靠度；

3.1.b)若剩余系統與基本系統相比，增加有多個內部并聯的附加元件，重復步驟3.1.a)依次對所有增加的內部并聯的附加元件以相同方式迭代計算，初始計算時當前第一可靠度為基本系統的可靠度，之后以當前內部并聯的附加元件對應處理獲得的更新后可靠度作為下一內部并聯的附加元件對應處理時的當前第一可靠度，從而獲得剩余系統的第二中間可靠度；

3.2)接著，進行并聯的附加元件的可靠度更新計算：

3.2.a)若剩余系統與基本系統相比，增加有一個外部并聯的附加元件，外部并聯的附加元件是指在主元件或者附加元件上并聯有的另外附件元件，則更新后可靠度計算公式為：

A’＝1-(1-A)(1-R”)

其中，A為當前可靠度，R”為外部并聯的附加元件的可靠度，A’為更新后可靠度；

3.2.b)若剩余系統與基本系統相比，增加有多個外部并聯的附加元件，重復步驟3.2.a)依次對所有增加的外部并聯的附加元件以相同方式迭代計算，初始計算時當前第一可靠度為步驟3.1)獲得的第二中間可靠度，之后以當前外部并聯的附加元件對應處理獲得的更新后可靠度作為下一外部并聯的附加元件對應處理時的當前第一可靠度，從而獲得剩余系統的第三中間可靠度；

3.3)然后，進行共因失效結構的可靠度更新計算：

3.3.a)若剩余系統與基本系統相比，其中多存在一組共因失效結構，則更新后可靠度為當前第二可靠度乘以所存在的共因失效結構的所有元件可靠度的乘積；

3.3.b)若剩余系統與基本系統相比，存在多組共因失效結構，重復步驟3.3.a)依次對所有共因失效結構以相同方式迭代計算，初始計算時當前第二可靠度為步驟3.2)獲得的第三中間可靠度，之后以當前共因失效結構對應處理獲得的更新后可靠度作為下一共因失效結構對應處理時的當前第二可靠度，從而獲得剩余系統的精確可靠度；

3.4)針對步驟2.4)中選擇的前g個系統，以精確可靠度按照降序進行排列，并再從中選取前s個系統作為“選擇子集S”中的元素，s為步驟2.4)獲得的“選擇子集S”的個數；

第四步：針對第三步篩選得到的所有多狀態電力系統，再次使用馬氏鏈和通用生成函數重新計算系統的最終可靠度，從中得到最終可靠度最高的多狀態電力系統。