The invention discloses a large-scale power system reliability simulation method under the condition of periodic maintenance, including two situations: the first is the large-scale power system under the condition of infinite periodic maintenance, that is, the number of maintenance is not limited, as long as the time reaches the maintenance cycle, the voting system function is normal, then continue to repair the failed units, so as to restore the normal function of each unit of the system until the system The system function fails before the next maintenance time. The second case is the large-scale power system under the condition of limited periodic maintenance, that is, the maximum number of maintenance is set. When the number of maintenance exceeds the maximum number of maintenance, the maintenance will not continue until the voting system fails. Through the calculation process and calculation, the reliability indexes of voting redundant power supply system under the condition of infinite periodic maintenance and limited periodic maintenance can be calculated respectively, including reliability, unreliability and mtbcf. Of course, under the condition of obtaining the system unreliability function, the loss of voting system for periodic maintenance can be approximately obtained according to the relevant calculation formula in reliability theory Effective density function and failure rate function.
【技术实现步骤摘要】
一种定期检修条件下大规模电源系统可靠性仿真方法
本专利技术涉及一种电源系统可靠性仿真方法置,尤其涉及一种定期检修条件下大规模电源系统可靠性仿真方法。
技术介绍
随着雷达阵面规模的增大，雷达电源系统向分布式和混合式供电架构发展，由于雷达电源系统包含多个分系统，并且各分系统又包含许多单元，特别是雷达阵面电源数量较大，为进行可靠性设计与分析带来很多计算困难。为了提高雷达系统整体的可靠性，在雷达方案论证时，通常采用表决冗余系统提高系统的可靠性指标，为了与实际工作情况相一致，进一步提高系统的任务可靠度或者重大故障平均间隔时间(MTBCF)，采用定期检修的方式定期修复故障单元，从而保障系统整体可靠性指标达到任务要求，从而提高系统的任务可靠性。对于数量巨大的表决冗余系统，例如阵面电源系统，进行定期检修是比较切实可行的有效提高系统任务可靠性的低成本实现方式，因此如何在满足系统可靠性指标要求的条件下进行系统冗余设计成为目前的关键问题。为了进行在定期检修条件下大规模电源系统的可靠性设计，首先有必要明确这种复杂系统的可靠性计算方法。
【技术保护点】
1.一种定期检修条件下大规模电源系统可靠性仿真方法,其特征在于,包括以下内容:/na、首先提出无限次定期检修时大规模电源系统可靠性指标的计算方法，具体包括如下步骤:/n1)提取表决系统的基本参数，其中表决系统是指n个相同单元并联组成，至少m个单元功能正常，表决系统才能够正常工作，n和m为大于0的正整数，并且m≤n；表决系统的基本参数包括并联单元的数量n，维持表决系统功能的最小单元数量m，各单元的寿命均服从相同的概率分布类型及其参数、定期检修周期T、修复率PRR；/n2)确定仿真次数N，为了计算可靠性指标，N的数值要大于1000；定义每次仿真结果的输出变量，包含系统寿命向量l...
【技术特征摘要】
1.一种定期检修条件下大规模电源系统可靠性仿真方法,其特征在于,包括以下内容:
a、首先提出无限次定期检修时大规模电源系统可靠性指标的计算方法，具体包括如下步骤:
1)提取表决系统的基本参数，其中表决系统是指n个相同单元并联组成，至少m个单元功能正常，表决系统才能够正常工作，n和m为大于0的正整数，并且m≤n；表决系统的基本参数包括并联单元的数量n，维持表决系统功能的最小单元数量m，各单元的寿命均服从相同的概率分布类型及其参数、定期检修周期T、修复率PRR；
2)确定仿真次数N，为了计算可靠性指标，N的数值要大于1000；定义每次仿真结果的输出变量，包含系统寿命向量life、检修次数向量k_jx；令当前仿真次数w＝1；
3)获取当前仿真次数w的当前数值,作为计算结果保存到结果向量的下标；
4)根据单元寿命的分布类型及其参数，采用通用的随机数生成算法产生一个随机数矩阵R，矩阵维数为n×Q，其中n是列的数量，Q为行的数量，每一列对应n个随机数，取矩阵R的第1列数据作为0时刻各个单元的寿命，并设置当前检修次数k＝1；
5)提取第k次检修之前各单元的寿命向量x，如果当前检修次数k＝1，则寿命向量为矩阵R的第1列，如果k>1，则各单元的寿命向量为更新后的x，其中x的第i个元素x(i)表示第i个单元的寿命；根据x，判断系统中工作到kT时刻的单元数目，其中kT是k乘以定期检修周期T得到的数值，如果某一单元的寿命x(i)≥kT,i＝1,2,3,…,n，则认为该单元在kT时刻功能正常，属于正常单元；否则该单元在kT时刻功能失效，属于失效单元；然后统计在kT时刻，n个单元中正常单元的数量和失效单元的数量；
6)判断：如果在kT时刻正常单元的数量<m，转到第9步；否则，系统工作正常；
7)根据失效单元的位置，对所有失效单元依次进行检修，对未失效单元不进行检修。根据通用的随机数产生算法产生一个随机数rand，如果rand<PRR，其中PRR为已经给定的修复率，则认为检修成功，令检修成功标志位cg＝1，否则cg＝0。从矩阵R中选择一个元素R(i,k+1)“其中i是当前被检修单元的位置顺序号，k是检修次数”作为检修后从当前检修时刻开始计算的单元寿命，并根据式(1)更新该被检修单元的寿命，
x(i)＝kT+cg×R(i,k+1)(1)
8)记录实际检修次数为k_sjjx＝k，通过检修，得到更新后所有单元的x，并令k＝k+1；然后转入第5步；
9)记录实际检修次数k_sjjx＝k-1；对单元寿命向量x从小到大排序，第n-m+1个数值即为第w次仿真的系统寿命life_w，并将该寿命存入life(w)＝life_w，其中ife(w)表示向量life的第w个位置；将实际检修次数存入k_jx(w)＝k_sjjx；k_jx(w)，其中k_jx(w)表示向量k_jx的第w个位置；
10)判断：如果w小于仿真次数N，则令w＝w+1，转入第3步；如果w＝N，则转入下一步；
11)完成N次仿真，得到N次仿真后的系统寿命向量life和检修次数向量k_jx；
12)根据系统寿命向量life，计算life的平均值，即：MTBCF；根据检修次数向量k_jx，计算平均检修次数k_jx_avg；
13)根据系统寿命向量life，计算系统的不可靠度函数F(t)和可靠度函数R(t)，计算公式如下：
R(t)＝1-F(t)(3)
式(2)中num(life≤t)是计算系统寿命向量life中时间小于等于t的单元数量，其中t为时间，t≥0；
b、其次提出有限次定期检修时大规模电源系统可靠性指标的计算方法，具体包括如下步骤：
1)提取表决系统的基本参数，其中表决系统是指n个相同单元并联组成，至少m个单元功能正常，系统才能够正常工作，n和m为大于0的正整数，并且m≤n；表决系统的基本参数包括并联单元的数量n，维持系统功能的最小单元数量m，各单元的寿命均服从...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，季少卫，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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