[發明專利]一種UMDs系統可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201811100211.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109165873B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 張勇;楊東升;王昕;馬占超;呂開鈞;麻壯;周博文;林森;袁皓
• 申請（專利權）人: 沈陽鼓風機集團股份有限公司;東北大學;中國石油管道局工程有限公司設計分公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

本發明提供一種UMDs系統可靠性評估方法，涉及UMDs不間斷電源技術領域。一種UMDs系統可靠性評估方法，首先建立UMDs系統可靠性指標，然后建立UMDs系統失電模型；最后利用改進的蒙特卡羅方法對UMDs系統進行可靠性評估。本發明提供的UMDs系統可靠性評估方法，對UMDs系統持續供電能力進行快速和準確的評價，并找出影響系統可靠性水平的薄弱環節以尋求改善可靠性水平的措施，進而提升UMDs系統持續供電能力。改進的蒙特卡羅方法能夠在保證計算精度的前提下，顯著地減小抽樣方差，進而提高計算效率，加快收斂速度，降低了硬件要求。

技術領域

本發明涉及UMDs不間斷電源技術領域，尤其涉及一種UMDs系統可靠性評估方法。

背景技術

由于我國的市電網絡發電及用電情況比較復雜，設備落后，管理不善，造成我們使用的交流電質量較差，電壓波動范圍大，從170—250V(320—450V)大范圍變化，電磁和諧波干擾嚴重，同時，由于電力緊缺，很多地區停電現象時有發生。高供電電能質量的負荷的需求。精密加工、電子制造企業和數據中心等敏感負荷，對電能質量要求極高，例如集成電路制造企業一旦供電母線上的發生電壓暫降或短時電壓中斷，將導致企業大批量芯片報廢或精密工藝設備停機，甚至全線停產。

UMD s工業驅動不間斷電源系統是為油泵、水泵、風機等電動機性負荷提供不間斷供電保障的電源裝置。對于大型壓縮機需要很多水冷、潤滑系統，一旦發生意外斷電，水冷、潤滑系統停止工作，會造成壓縮機軸瓦斷裂，損失高達幾百萬元，另外當電網電壓大幅凹陷或雜波、雷電干擾時，也會使輸油泵變頻器關機或失控，造成重大的經濟損失。采用UMDs電源成功的解決了上述問題，它運行可靠，結構簡單，是經濟實用的電源裝置。

UMDs系統是負載可靠運行的基石，因此對其可靠性進行定量評估是非常有必要的，而目前關于可靠性的研究主要針對電網，目前還沒有有效的方法對諸如UMDs等應急電源進行可靠性定量評估的方法。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種用于UMDs系統的可靠性評估方法，對UMDs系統持續供電能力進行快速和準確的評價，并找出影響系統可靠性水平的薄弱環節以尋求改善可靠性水平的措施，進而提升系統持續供電能力。

一種UMDs系統可靠性評估方法，包括以下步驟：

步驟1：建立UMDs系統可靠性指標；

根據UMDs系統的特點，參考電子設備和配電網的可靠性指標，選用平均系統供電可用率SA作為UMDs系統可靠性指標，用來描述UMDs系統的可用性，供電可用率指的是系統處于正常工作狀態的穩態概率；

步驟2：建立UMDs系統失電模型；

根據UMDs系統的特點，將UMDs系統分為12個模塊：市電U、發電機G、自動轉換開關ATS、交流母線AB、充電電路CC、電池組BP、逆變電路IC、監測控制電路MC、靜態轉換開關STS、直流母線保護控制PM、直流母線DB和風冷模塊WM；并根據UMDs系統的工作原理，建立故障樹，得到系統失電時的各個模塊的運行狀態集合φ；

所述發電機、市電、自動轉換開關、交流母線、充電電路、電池組、逆變電路、監測控制電路、靜態轉換開關、直流母線保護控制、直流母線、風冷模塊均有兩種狀態：正常狀態和故障狀態；UMDs系統中每個模塊的平均無故障時間和平均修復時間分別為和供電可用率為A_i，其中，i＝1,2,…,12對應于UMDs系統中不同的模塊；

平均無故障時間為模塊預計的可運作平均時間，平均修復時間為模塊由故障狀態轉為工作狀態時修理時間的平均值；

步驟3：利用改進的蒙特卡羅方法對UMDs系統進行可靠性評估，具體方法為：

步驟3-1：輸入UMDs系統的基本信息；

步驟3-1-1：輸入UMDs系統失電時各個模塊的狀態集合φ；