Reliability Allocation and Optimization of Engine System by Using Genetic Algorithm and Monte Carlo Method

A new reliability allocation model has been built for engine system, which is a repairable system, and consists of a large number of mechanical components. The cost and reliability are taken as objective function and constraint condition respectively. The parameters of components lifetime distribution are given as decision variables, and the component lifetimes are assumed to follow that Weibull distribution. The allocation is separated into two steps to reduce calculated amount of one allocation. Genetic algorithm and Monte Carlo method are applied to solve distribution parameters and system cost separately.

广义随机Petri网和Monte Carlo仿真在系统可靠性分配中的应用

介绍了系统可靠性分配的复杂性和模糊性。分析了广义随机Petri网(GSPN)和Monte Carlo的基本原理及其在系统可靠性分析中的应用。提出了利用广义随机Petri网(GSPN)和Monte Carlo仿真验证系统可靠性的分配方案。以加油系统为例,建立了其可靠性框图和GSPN模型,利用MATLAB实现了系统可靠性的Monte Carlo仿真。仿真结果验证了可靠性分配方案的正确性。

基于Monte Carlo和启发式算法的网络可靠性分配

在AGREE分配法的基础上,提出一种基于Monte Carlo仿真和启发式算法的网络可靠性分配方法,实现了对网络部件重要度和网络可靠性的仿真计算,并采用启发式算法迭代实现了网络可靠性分配.该方法适合对拓扑结构复杂的网络进行可靠性分配工作,可有效解决网络部件重要度计算复杂性问题.以中国教育网(CERNET)骨干网为案例,应用本方法实现了75%网络节点连通可靠性指标的分配,并通过与基于解析计算得出结果的对比分析,证明了本方法的有效性和实用性.

固体火箭发动机可靠性分配——随机枚举的Monte-Carlo法

本文应用系统工程的思想,结合可靠性在固体火箭发动机分配中的工程实际,采用随机枚举的Monte—Carlo法,以发动机研试费用最少为约束目标,对固体火箭发动机各组/部件进行可靠性分配,使发动机整机可靠性满足总体的指标要求。本文给出了Monte—Carlo法应用程序框图及发动机组/部件研试费用数学模型。

基于GSPN模型的系统动态可靠性仿真研究

分析了传统可靠性建模方法存在的缺陷,提出基于广义随机Petri网(GSPN)的复杂系统动态可靠性建模方法,将变迁分为瞬时变迁和赋时变迁,采用赋时变迁表示零部件故障及其维修过程,以禁止弧表达系统故障与修复状态的转换,建立典型可修复系统动态可靠性分析的GSPN模型。针对因非指数分布、状态空间爆炸等导致的GSPN模型求解难题,提出基于蒙特卡罗仿真的求解方法,通过对变迁发生次数及其持续时间、库所状态等参数的统计,计算系统动态可靠性指标。以挖掘机液压回路为例,验证了所提方法的可行性。

基于可靠性与经济性的计及微电源自身特性的微电网能量优化配置

针对孤岛运行模式,提出了一种兼顾可靠性和经济性的能量优化配置模型。该模型可根据实际情况灵活调整可靠性与经济性的相对重要程度比重;基于蒙特卡洛仿真建立微电源输出功率序列,基于自适应型离散粒子群算法在不同运行策略、储能最大容量以及柴油机额定容量下进行优化仿真,分析各因素对可靠性、经济性及环境的综合影响。算例仿真结果验证了所建模型的有效性。

基于蒙特卡洛法的FACTS最优配置及其对电网长期可靠性影响

基于交流优化潮流问题中,不等式约束条件的拉格朗日乘子的物理意义,采用灵敏度分析方法,进行FACTS装置的最优配置,以提高任意扰动下目标电网的可靠性;并基于该最优配置方法,针对FACTS设备对目标电网长期可靠性的影响进行了研究。仿真结果表明,在长期时间框架下,FACTS设备的装设,在一定程度上降低了系统发生停电事故的频率,由于FACTS调节能力和容量有限,对大规模停电事故的抑制能力较差;且不同的线路扩建容量,FACTS的容量及不同的系统运行优化目标均会影响电网的长期发展,进而给系统的长期可靠性带来不同影响。

基于随机响应面法的金鸡岭岩质边坡可靠度分析及抽样方法对比

结合有限元滑面应力法和Hermite随机响应面法建立了金鸡岭岩质边坡稳定可靠度非侵入式分析模型,在此基础上研究了均匀设计抽样、LHS抽样、改进LHS抽样和分层抽样4种抽样配点方法对随机响应面的拟合精度、边坡失效概率及安全系数统计特征的影响。结果表明:(1)金鸡岭岩质边坡未支护状态下的失效概率约为18.4%,失稳风险较大,需采取支护加固措施;(2)改进LHS抽样和LHS抽样所构造的随机响应面具有较好的拟合精度,抽样配点效果优于分层抽样和均匀设计抽样;(3)建议边坡可靠度非侵入式随机分析采用改进LHS抽样或LHS抽样进行随机响应面的抽样配点计算,并尽可能多地选取样本点以外的验算点对随机响应面拟合精度进行校验。

储能设备对有源配电网供电可靠性的影响分析及优化配置

储能装置在配电网中的应用,有效提高了系统孤岛运行的能力,改善配电网的供电可靠性。针对有源配电网内储能配置对系统可靠性的影响进行了研究,分析了储能容量、最大充放电功率对系统可靠性的影响,建立了储能可靠性收益的评价模型,提出了储能的可靠性收益比指标,用以从提升有源配电网供电可靠性的角度对储能进行优化配置。在模拟系统运行状态时,基于储能正常并网运行时的低储高发运行策略,建立了故障时刻储能荷电状态的概率分布模型,并充分考虑有源配电网内风光出力的随机性和时序性,采用序贯蒙特卡洛算法,仿真计算了储能配置前后系统的可靠性指标,给出了储能可靠性收益比的变化曲线及最优配置方案。最后,通过算例仿真,给出了储能配置方案对系统供电可靠性的影响曲线,并分析了不同分布式电源（distributed generation,DG）渗透率和不同网络结构对有源配电网内储能配置的影响,为储能的优化配置提供了借鉴。