[发明专利]基于序优化和马氏链的多状态电力系统冗余优化方法

摘要

本发明公开了一种基于序优化和马氏链的多状态电力系统冗余优化方法。对所有系统进行分类找出基本系统，利用马氏链及其通用生成函数计算求出基本系统的可靠度；通过第一修正方法计算获得剩余系统的粗略可靠度，利用序优化算法BP针对所有多状态电力系统的粗略可靠度进行处理进行第一次筛选；基于基本系统的可靠度，通过第二修正方法计算获得剩余系统的精确可靠度，利用序优化算法BP进行第二次筛选；最后采用冗余优化算法求得最优的多状态电力系统。本发明求取所用的时间是大大的缩减，筛选过程具有更准确的精确度，适用于系统的冗余优化算法，更加适用于现实情况。

主权项

1.一种基于序优化和马氏链的多状态电力系统冗余优化方法，其特征在于包括如下步骤：第一步：对所有的多状态电力系统进行分类，每一类中找出一个最具有代表性的基本系统，并且利用马氏链及其通用生成函数计算求出基本系统的可靠度；第二步：基于基本系统的可靠度，通过第一修正方法计算获得除基本系统以外的每个多状态电力系统的粗略可靠度，利用序优化算法BP针对所有多状态电力系统的粗略可靠度进行处理进行第一次筛选；第三步：基于基本系统的可靠度，通过第二修正方法计算获得除基本系统以外的每个多状态电力系统的精确可靠度，利用序优化算法BP进行第二次筛选；第四步：针对第三步筛选得到的所有多状态电力系统，采用冗余优化算法求得最优的多状态电力系统；所述第二步具体为：针对同一分类中的剩余系统，剩余系统是指除基本系统以外的其他多状态电力系统，依次采用以下方式进行可靠度计算：2.1)首先，进行附加并联元件的可靠度更新计算：2.1.a)若剩余系统与基本系统相比，增加有一个并联元件，则更新后可靠度计算公式为：A′＝1‑(1‑A)(1‑R)其中，A为当前可靠度，R为并联元件的可靠度，A’为更新后可靠度；2.1.b)若剩余系统与基本系统相比，增加有多个并联的附加元件，重复步骤2.1.a)依次对所有增加的并联元件以相同方式迭代计算，初始计算时当前可靠度A为基本系统的可靠度，之后以当前增加的并联元件对应处理获得的更新后可靠度作为下一增加的并联元件对应处理时的当前可靠度A，从而获得剩余系统的第一中间可靠度；2.2)接着，进行共因失效结构的可靠度更新计算：2.2.a)若剩余系统与基本系统相比，其中多存在一组共因失效结构，则更新后可靠度为当前可靠度B乘以所存在的共因失效结构的所有元件可靠度的乘积；2.2.b)若剩余系统与基本系统相比，存在多组共因失效结构，重复步骤2.2.a)依次对所有共因失效结构以相同方式迭代计算，初始计算时当前可靠度B为步骤2.1)获得的第一中间可靠度，之后以当前共因失效结构对应处理获得的更新后可靠度作为下一共因失效结构对应处理时的当前可靠度B，从而获得剩余系统的粗略可靠度；2.3)将所有分类的基本系统的可靠度和所有分类的剩余系统的粗略可靠度按照降序进行排列，获得第一排序序列，并绘制出降序排列曲线；2.4)采用序优化算法中的盲选方法BP对第一排序序列进行处理，具体是从第一排序序列中选择前g个系统作为盲选方法BP中的“足够好子集G”，用盲选方法BP求出“选择子集S”的个数s；所述第三步具体为：3.1)首先，进行附加并联元件的可靠度更新计算：3.1.a)若剩余系统与基本系统相比，增加有一个内部并联元件，内部并联元件是指在主元件所并联有的附加元件上再串联有的另外附件元件，则更新后可靠度计算公式为：A′＝A+(R′‑AR′)R′其中，A为当前可靠度，R’为内部并联元件的可靠度，A’为更新后可靠度；3.1.b)若剩余系统与基本系统相比，增加有多个内部并联元件，重复步骤3.1.a)依次对所有增加的内部并联元件以相同方式迭代计算，初始计算时当前可靠度A为基本系统的可靠度，之后以当前内部并联元件对应处理获得的更新后可靠度作为下一内部并联元件对应处理时的当前可靠度A，从而获得剩余系统的第二中间可靠度；3.2)接着，进行附加并联元件的可靠度更新计算：3.2.a)若剩余系统与基本系统相比，增加有一个外部并联元件，外部并联元件是指在主元件或者附加元件上并联有的另外附件元件，则更新后可靠度计算公式为：A′＝1‑(1‑A)(1‑R″)其中，A为当前可靠度，R”为外部并联元件的可靠度，A’为更新后可靠度；3.2.b)若剩余系统与基本系统相比，增加有多个外部并联元件，重复步骤3.2.a)依次对所有增加的外部并联元件以相同方式迭代计算，初始计算时当前可靠度A为步骤3.1)获得的第二中间可靠度，之后以当前外部并联元件对应处理获得的更新后可靠度作为下一外部并联元件对应处理时的当前可靠度A，从而获得剩余系统的第三中间可靠度；3.3)然后，进行共因失效结构的可靠度更新计算：3.3.a)若剩余系统与基本系统相比，其中多存在一组共因失效结构，则更新后可靠度为当前可靠度B乘以所存在的共因失效结构的所有元件可靠度的乘积；3.3.b)若剩余系统与基本系统相比，存在多组共因失效结构，重复步骤3.3.a)依次对所有共因失效结构以相同方式迭代计算，初始计算时当前可靠度B为步骤3.2)获得的第三中间可靠度，之后以当前共因失效结构对应处理获得的更新后可靠度作为下一共因失效结构对应处理时的当前可靠度B，从而获得剩余系统的精确可靠度；3.4)针对步骤2.4)中选择的前g个系统，以精确可靠度按照降序进行排列，并再从中选取前s个系统作为“选择子集S”中的元素，s为步骤2.4)获得的“选择子集S”的个数。