考虑极端天气冲击过程的风电机组竞争失效可靠性评估

针对风电机组的运行可靠性易受极端天气影响的问题,提出了一种考虑极端天气冲击过程的风电机组竞争失效可靠性评估方法。同时考虑风电机组自然退化、极端天气冲击导致的瞬时退化以及极端天气持续过程产生的加速退化,构建极端天气下的风电机组综合退化模型;考虑风电机组退化过程对其耐冲击性能的影响,建立风电机组竞争失效可靠度模型以评估风电机组可靠性;基于我国北方某风电场工程数据和极端天气历史数据评估了某2 MW风电机组的可靠性并进行了参数灵敏度分析。结果显示,到第5年时,仅考虑自然退化的方法评估风电机组可靠度为0.84,而考虑极端天气冲击过程的方法评估风电机组可靠度为0.178,后者更加符合工程实际。通过模型参数的灵敏度分析发现,运行时间超过3年后,退化失效开始逐渐影响风电机组的可靠性。

含分布式电源和电动汽车的配电网可靠性评估

针对目前大规模分布式电源和电动汽车接入配电网后,给配电网可靠性带来一定影响的问题,提出了一种含有分布式电源和电动汽车的新型配电网的可靠性评估方法。首先,考虑到风光出力的不确定性和相关性,选择拟合性最优的Frank-Copula函数,建立了风光联合出力概率模型。其次,分析了电动汽车用户行为特征,提出了基于动态分时电价的电动汽车有序充放电控制策略。最后,基于改进IEEE-RBTS Bus6测试系统的主馈线F4,对系统的可靠性指标进行计算分析,结果表明所提的风光联合出力模型和有序充放电控制策略可以有效降低对配电网可靠性的影响。

基于路径故障概率分析的软件可靠性评估仿真

为了保证软件运行安全,减少故障发生概率,提出了一种持续集成环境中软件可靠性评估方法。计算软件故障率,根据计算结果划分故障等级,充分考虑组件的重要程度,量化可靠性指标,选用偏导数描述软件组件的重要程度。引入路径概念,根据软件可靠性特征,建立路径原则,对持续集成环境软件可靠性进行分析,明确路径故障概率后,当路径上的某一项运算发生错误时,整个路径即为故障路径,由此得到路径故障率,实现整体软件可靠性评估。由实验结果可知,所提方法能够得到更为精准的软件可靠性评估结果,有利于保证网络运行稳定安全。

固体激光器可靠性评估技术研究

主要介绍了在获得固体激光器的失效数据下,利用AIC、BIC信息量最小准则的分布类型选择方法,确定固体激光器的失效分布类型,再利用已有的数据,对其可靠性进行有效的评估,得到固体激光器MTBF的点估计和不同置信度下的MTBF置信下限,为该产品设计定型和生产决策提供管理信息。

小样本积木式可靠性评估与更新方法

针对工程上只能进行极少甚至无法进行整机寿命试验,导致可靠性评估精度不高的情况,提出一种小样本积木式可靠性评估与更新方法。首先建立了能够根据机电产品子系统当前试验、以往试验和以往服役寿命数据,对其整机高置信度、高可靠度的可靠寿命进行评估的方法,从而解决了机电产品无法进行整机寿命试验时的可靠性评估难题,为其外场使用提供了科学依据。然后给出了能够根据该机电产品整机试验寿命数据和外场服役寿命数据对上述可靠寿命评估结果进行更新的方法,从而增大了信息量,显著提高其可靠性评估精度。文中针对工程上常用的指数分布、Weibull分布和对数正态分布情况进行了详细讨论,给出了相应的整机高置信度、高可靠度的可靠寿命评估与更新公式。

空间站电动工具开关按钮性能退化特性加速寿命试验与可靠性评估

面向中国空间站在轨寿命评估与延寿需求,以舱外电动工具开关按钮为对象,开展综合考虑在轨长期贮存与短期作业交替影响的加速寿命试验,设置多温度水平,研究开关按钮性能退化特性和失效机理,并采用基于伪寿命分布的可靠性评估方法开展评估工作。加速寿命试验结果显示:开关按钮在50℃和80℃温度下出现按压力松弛现象,按压力退化与时间呈线性关系;在110℃和140℃温度下出现卡滞、卡死和润滑脂溢出现象,且按压力迟滞量在贮存后期显著增大。可靠性评估结果显示:开关按钮满足10年寿命末期可靠度0.9954的指标要求。文章所述研究方法可为空间站内其他长期贮存单机的可靠性评估提供借鉴。

考虑电气化铁路接入的山区电网可靠性评估研究

作为大功率、强冲击的移动负荷,电气化铁路接入山区电网后将导致电网线路功率在短时内重新分布,可能引发线路可靠性下降等后果。为此,该文提出一种考虑电气化铁路接入的山区电网可靠性评估方法。首先,考虑途径山区的电气化铁路客货共线的特点,基于列车牵引计算模拟牵引负荷的随机波动性;然后分析牵引负荷对电网潮流的影响;进一步建立线路故障模型对牵引负荷接入后的线路可靠性指标进行计算,量化评估山区电网的可靠性水平;最后,定义线路薄弱度指标对山区电网薄弱环节进行筛选,并提出相应措施以提升电网可靠性。通过算例对比分析优化前后两种情况下的电网可靠性指标,验证了该文所提方法的正确性与有效性。

计及制冷系统和过热保护的含高温超导电缆配电网可靠性评估方法

为适应高温超导电缆商业化运行需求,提出一种考虑不同应用模式下制冷系统和过热保护影响的含高温超导电缆的配电网可靠性评估方法。依据高温超导电缆制冷系统的工作原理、故障特性及过热保护装置的动作逻辑和自动重合规则,对高温超导电缆系统可靠性进行建模分析。考虑了低压联络和配电线路增效2种典型应用模式下高温超导电缆接入对配电网的可靠性影响,采用融入了计及高温超导电缆的新增故障模式的最小割集法求解配电网可靠性指标,实现含高温超导电缆的配电网可靠性评估。以某实际配电网为算例,通过仿真分析了制冷系统故障和过热保护对配电网不同可靠性指标的影响,并与传统的配电网改造方案进行对比,验证了所提方法的有效性。

基于时变Copula函数的多部件系统可靠性评估

针对多部件失效相关的机械系统,提出一种基于时变Copula函数的多部件系统可靠性评估方法。首先,引入非线性Wiener过程刻画性能退化过程,并采用Copula函数刻画多部件失效间的相关性;其次,基于傅里叶级数近似Copula函数的演化方程,并通过蒙特卡洛(MC)模拟验证傅里叶级数对常见时变形式的拟合效果;此外,采用似然比统计量检验时变相关性的存在性,指明时变相关性研究的必要性。算例分析结果表明,与静态相关性模型相比,时变相关性模型对数似然函数值提高4.36%、赤池信息量准则(AIC)减小3.81%,可靠性评估结果更加准确。

基于动态贝叶斯网络的多任务剖面混联系统可靠性评估方法

针对混联系统,任务众多和环境复杂多变的特点,进行系统可靠性评估时往往需要考虑不同任务剖面和工作条件。考虑到混联系统的多任务剖面转换时逻辑结构变化,组件数量不同,待工作组件故障的多状态以及故障影响延续等问题,提出了多任务剖面的混联系统可靠性建模与综合评估方法。以含有表决模型的混联电子系统为例,建立多任务剖面可靠性模型,利用动态贝叶斯分析待工作组件的故障状态,从而获得待工作组件故障在任务剖面间的延续性对系统可靠性的影响,同时使用蒙特卡洛方法得到系统中可变参数影响下组件的寿命值。以雷达天线电子系统为例对可靠性模型进行检验,将该模型与不考虑待工作组件故障的模型进行对比,结果表明,考虑待工作组件故障能够更加精确的获知系统可靠性变化趋势,实例验证了该方法对于多任务剖面下混联系统的可靠性评估的有效性。

考虑时变因素的高速公路新能源微网可靠性评估

在“碳中和”和“碳达峰”背景下,高速公路新能源微网逐渐步入大众视野,对该系统可靠性进行评估是开展其可靠性设计的必要前提,对于保障微网安全稳定运行也具有重要意义。首先,对系统中元件进行可靠性建模,基于热损得到换流器的实时故障率模型从而对分布式电源元件的故障概率进行修正,再对系统引入气象因子来量化气象条件的影响,从而得到整体的时变故障概率;其次,根据系统中可再生能源高分散度的特点采用馈线分区的方法对系统可靠性建模进行简化,也便于进行孤岛划分;然后,在时变故障概率的基础上采用时序蒙特卡洛法构建系统可靠性评估模型,并根据时变负荷用能特性引入负荷削减策略,通过仿真分析得到系统的三种可靠性指标,并为识别高速公路新能源微网的薄弱环节提供依据,从而有效提升运维效率与水平。

基于竞争失效的导弹机电产品可靠性评估

目的 解决导弹机电产品退化-突发竞争失效模式下的可靠性评估问题。方法 对导弹典型机电产品电机进行贮存失效分析,同时考虑双参数退化失效和突发失效对电机贮存可靠性的影响。首先,以具有随机效应的非线性Wiener过程描述电机贮存退化失效过程中的非线性、随机性和样本差异性。然后,采用Weibull分布描述突发失效过程规律,并考虑退化程度对突发失效的影响。最后,利用Copula函数刻画退化性能参数之间的相互作用关系,建立双参数退化-突发竞争失效模型,并给出基于两步极大似然估计的参数估计方法。结果 以仿真导弹电机退化突发失效数据为例进行分析,实现了基于双参数退化-突发竞争失效模型的系统可靠性评估,得到电机贮存5 a时的可靠度估计值为0.465。结论 所构建的双参数随机退化与突发失效相关的竞争失效模型有效,为导弹机电产品可靠性验证评估及寿命预测提供了相应的理论依据。

基于多源信息融合的引信可靠性评估方法研究

针对高价值弹药引信利用全弹飞行试验验证其可靠性弹药价格昂贵,全弹的靶试试验量很小,且引信的可靠性指标高于全弹的可靠性指标的问题,充分地利用模拟试验数据对小子样进行重要数据补充;采用继承因子、环境因子折算数据,将不同类型的数据折合为成败型试验数据,再用CMSR方法根据系统串并联关系将多源数据融合,并将所得的数据与靶试数据结合,减少靶试试验样本量;以混合Beta分布为先验分布,得到了评估引信可靠性的Bayes方法,该法解决了模拟试验数据与靶试数据融合的问题;以某引信为应用背景进行了可靠性评估,证明该方法比经典方法减少了一定的靶场试验量。

马尔科夫链关联下电动汽车机械变速器可靠性评估方法设计

可靠性评估理论应用到电动汽车机械式变速器齿轮系的设计中,当前方法多是根据电动汽车动力性要求,在保证零件结构强度和刚度可靠使用的条件下,以变速器安全和功率使用区间为目标函数,建立了汽车机械式变速器多目标可靠性模型,但是这种方式忽略了目标之间的整体关联性。为此,设计一种电动汽车机械变速器可靠性评估方法。对电动汽车机械变速器各个部件展开运行模式分析,确定影响其可靠性的主要因素。根据运行模式分析的结果,使用状态枚举和蒙特卡洛抽样方法得到各个故障模式的马尔科夫链,并进行时域离散化处理,根据时域离散化处理得到的状态样本,构建模拟状态转移矩阵,可以计算出电动汽车机械变速器的可靠性指标,用于评估自动变速器的可靠性能。实验结果表明,采用所提方法可以获取高精度和高效率的电动汽车机械变速器可靠性评估结果。

基于LSTM神经网络的公交线路可靠性评估

公交线路可靠性是保证公交正常调度、提升乘客出行体验的前提和基础.本文将失效概率作为公交线路可靠性的评估指标,通过解析线路行程时间与可靠性之间的关联,建立基于窄界限理论的LSTM神经网络评估模型,评估宜兴市常规公交的26条线路,并进一步应用多元线性回归分析方法探究宜兴市高峰期不同站点可靠性的特点和规律.结果表明:本方法与蒙特卡洛法相比拟合速度更快,与BP神经网络模型相比,MSE降低了3.5%,MAE降低了2.9%;对公交线路站点分析发现,运营可靠性与站点所处的车道数量、路口信号灯数量、线路数量均有显著关系,车道数量与可靠性呈正相关,而路口信号灯数量、线路数量与可靠性呈负相关.

融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法

为分析重大社会活动中信息系统先进技术和社会系统应急保电措施对配电网可靠性的影响,文中提出融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法。首先,为分析信息物理社会系统的相互作用,构建了配电网可靠性的信息物理社会交互框架。然后,通过构建设备发展型和破坏型故障状态转移模型,量化了信息系统中缺陷诊断、风险预警技术作用周期以及社会系统中检修人员技术水平与设备故障率的关系。通过构建设备故障恢复时间模型,量化了信息系统中故障定位技术精度以及社会系统中交通路况、应急物资充裕度与设备故障恢复时间的关系。最后,为了验证框架和模型的有效性,文中建立了一个包含信息物理社会系统基本信息的测试系统。结果验证了信息、社会系统对配电物理系统可靠性的提升作用。

考虑管道多种失效模式及结构参数相关性的电-气互联系统可靠性评估

目前在电-气互联系统供能可靠性评估方面,通常考虑天然气管道的破裂失效,较少考虑管道泄漏失效对系统可靠性的影响。实际上管道的失效模式包括小孔泄漏、穿孔及破裂,管道在泄漏时仍能输送部分天然气。另外,在天然气管道结构可靠性计算中通常假设管道参数相互独立,而忽略了参数间的相关性。该文针对上述问题,提出考虑管道多种失效模式及结构参数相关性的电-气互联系统可靠性评估模型。首先,根据管道失效机理,采用Mises准则建立管道的极限状态函数,在考虑极限状态函数参数相关性的基础上分析管道的失效率,并根据天然气管道的状态转移特性,建立管道的多状态运行模型;其次,针对管道小孔泄漏、穿孔建立管道的天然气泄漏模型,以刻画管道在这两种降额运行状态下的输送能力;最后,采用IEEE RTS79-NGS20系统作为算例,验证模型有效性。

考虑分布式可再生能源不确定性的配电网可靠性评估

分布式能源在电力系统中的渗透率不断提升,使得配电网系统呈现出更大的复杂性和不确定性,这将对电力网络的可靠性产生影响。为确定配电网系统中可再生能源发电机组的最优安装位置和容量,文章结合随机模糊期望值算子和马尔科夫蒙特卡洛法(Markov Chain Monte Carlo,MCMC),提出了一种可靠性评估框架。该模型建立了风电和光伏出力的多状态概率密度函数,采用随机模糊期望值算子模拟配电网功率损耗和电压稳定性的不确定性。在考虑配电系统拓扑结构的情况下,利用MCMC模拟配电网系统中所有非源元件的随机性,由指数分布生成配电网组件故障事件及恢复时间。最后,在IEEE-33节点标准配电网上,对系统平均停电次数、系统平均停电持续时间、电量不足期望值3种可靠性指数进行评价,实验结果证明了所提出方法的有效性。

某型舰载电子产品小子样可靠性评估研究

可靠性评估是对产品可靠性水平进行评价,对产品可靠性要求进行验证的重要方法与手段。为解决装备研制过程中遇到的小子样可靠性评估问题,引入环境因子和信息融合的概念,提出一种确定环境因子的方法和步骤。首先,给出指数分布产品基于手册预计法的环境因子计算方法和步骤;然后,结合工程实例展示了产品环境因子具体的计算过程;最后,借助环境因子达到了不同环境条件下可靠性数据信息融合的目的,实现了产品的可靠性综合评估,解决了产品小子样可靠性评估的问题。实例结果表明,所提可靠性评估方法能有效融合不同环境下的可靠性数据信息,有效提高可靠性评估的准确度,方法合理可行,便于工程应用。

基于多特征量的配电变压器运行可靠性评估

配电变压器运行可靠性评估,对实现主动运维,保障人民可靠优质用电,护航经济高质量发展具有重要意义。本文基于配电网日常监测手段和数据,提出了多特征量的配电变压器运行可靠性评估,首先,从电气量、环境量和状态量三个方面构建了配电变压器可靠性评估体系,给出了各指标的定义;其次,提出了主客观融合的指标权重计算方法,给出了各个指标的评分原则,设计了可靠性评估流程;最后,通过实际算例分析证明了本文指标体系及方法的可行性,有利于实现配电网变压器可靠监测和主动运维,对配电网变压器设备运行可靠性的提升具有重要价值。