روش جدید تخمین امید هزینه خرابی ترانسفورماتورهای قدرت موازی

روش‌های هوشمند در صنعت برق

دوره 11، شماره 44، اسفند 1399، صفحه 37-46   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

هادی شمس سولاری¹؛ بهروز مجیدی^{* 1}؛ مجید معظمی²

¹دانشکده مهندسی برق- واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

²مرکز تحقیقات ریز شبکه های هوشمند- واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

چکیده

ارزیابی سطح ریسک سیستم­های‌ قدرت و کاهش هزینه‌های در ارتباط با اثرات مخرب آن، به یکی از چالش‌های اساسی بهره‌برداری و برنامه‌ریزی صنعت برق تبدیل شده است. در این مقاله یک روش جدید به­منظور مدل­سازی ریاضی همبستگی خرابی ترانسفورماتورهای موازی با استفاده از فرآیند پواسون و تابع مفصل گوسی چند متغیره ارائه شده است. در این روش با محاسبه شاخص‌های انتخابی قابلیت اطمینان و هزینه‌های مرتبط با آن، یک روش مدل­سازی به­منظور تخمین امید ریاضی هزینه خرابی تراسفورماتورهای موازی با همبستگی خرابی و هزینه ریسک سالیانه سیستم قدرت پیشنهاد داده شده است. با توجه به توانایی تولید فرآیند گذر حالت واقعی سیستم برای شبیه‌سازی‌ همبستگی و احتمال خرابی ترانسفورماتورهای موازی، از روش مونت‌کارلو ترتیبی برای محاسبه شاخص‌های قابلیت اطمینان سیستم و همچنین تخمین هزینه‌های مذکور استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی روش پیشنهادی نشان می‌دهد که افزایش احتمال همبستگی خرابی ترانسفورماتورهای موازی در پست‌های برق به­صورت سالیانه، منجر به افزایش امید هزینه خرابی آنها، افزایش سطح و هزینه کل ریسک سیستم قدرت خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

امید هزینه خرابی؛ ترانسفورماتورهای قدرت؛ فرآیند پواسون؛ قابلیت اطمینان؛ هزینه ریسک؛ همبستگی خرابی

مراجع

[1] L. Wenyuan, "Risk assessment of power systems models, methods and applications", Wiley Press, New Jersey, USA. 2005.

[2] L. Wu, M. Shahidehpour, T. Li, "Cost of reliability analysis based on stochastic unit commitment", IEEE Trans. on Power System, vol. 23, no. 3, pp. 1364 – 1374, Aug. 2008 (doi: 10.1109/TPWRS.2008.922231).

[3] G. Qiu, C. Xia, H. Zhang, "Estimation of failure cost in life cycle cost of power equipment", Proceeding of the IEEE/APPEEC, pp. 1-4, Wuhan, China, March 2011 (doi: 10.1109/APPEEC.2011.5747691).

[4] Z. Fu-min, M. Li, L. Nian, C. Jin-shan, "Assessment for distribution network planning schemes of urban electric power system", Energy Procedia, vol. 14, pp. 1067-1074, Mar. 2012 (doi: 10.1016/j.egypr­o.20­11.1­2.1­056).

[5] W. Li, E. Vaahedi, Y. Mansour, "Determining number and timing of substation spare transformers using a probabilistic cost analysis approach", IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 14, no. 3, pp. 934 – 939, July 1999 (doi: 10.1109/61.772337).

[6] H. Golmakani, M. Pouresmaeeli, "Optimal replacement threshold and inspection interval for condition-based maintenance with variable failure cost", Proceeding of the IEEE/IEEM,  pp. 1944-1948, Hong Kong, China, Dec. 2012 (doi: 10.1109/IEEM.2012.6838085).

[7] M Bazrafshan, N Gatsis, "Comprehensive modeling of three-phase distribution systems via the bus admittance matrix", IEEE Trans. on Power Systems, vol. 33, no. 2, pp. 2015-2029, March. 2018 (doi: 10.11­­09/TP­WRS.2017.2728618).

[8] X. Zhou, Z. Liu, Y. Guo, C. Zhao, J. Huang, L. Chen, "Gradient-based multi-area distribution system state estimation", IEEE Trans. on Smart Grid, Early Access 2020 (doi: 10.1109/TSG.2020.3003897).

[9] E. Jalalabadi, A. Rahimi-Kian, ''Real-time risk and cost management of a grid connected micro-grid'', Proceeding of the IEEE/CIRED, pp. 10-13, Stockholm, Sweden, June 2013 (doi: 10.1049/cp.2013.0544).

[10] M. Hormozi, B. Bahmani-Firoozi, T. Niknam, “Bi-level energy management optimization in multi-area smart grids”, Journal of Intelligent Procedures in Electrical Technology, vol. 11, no. 42, pp. 29-40, Summer 2020 (in Persian).

[11] H. S. Solari, B. Majidi, M. Moazzami, “Optimal estimation of Weibull distribution parameters in order to provide preventive-corrective maintenance program for power transformers”, vol. 15, no. 4, pp. 536-544, Dec. 2019.

[12] F. Campelo, L. Batista, R. Takahashi, H. Diniz, E. Carrano,"Multicriteria transformer asset management with maintenance and planning perspectives'', IET Generation, Transmission and Distribution, vol. 10, no. 9, pp. 2087-2097, June 2016 (doi: 10.1049/iet-gtd.2015.1112).

[13] M. Mahdavian, N. Behzadfar, “A review of wind energy conversion system and application of various induction generators”, Journal of Novel Researches on Electrical Power, vol. 8, no. 4, pp. 55-66, Winter 2020 (in Persian).

[14] J. Zhong, W. Li, C. Wang, J. Yu, R. Xu, "Determining optimal inspection intervals in maintenance cons­ide­ri­ng equipment aging failures", IEEE Trans. on Power System, vol. 32, no. 2, pp. 1474 – 1482, March 2017, (doi: 10.1109/TPWRS.2016.2580508).

[15] B. Yang, ''Reliability of parallel connected power transformers with failure correlation and its preventive maintenance'', Proceeding of the IEEE/ICEMS), Hangzhou, China, Oct. 2014 (doi: 10.1109/ICEMS.2014­.70­13­623).

[16] A. Sklar, ''Function’s de repartition a dimensions et leurs marges'', Publications de l’Institut de Statistique de L’Université de Paris, vol. 8, pp. 229-231, 1959.

[17] J. Aghaei, N. Amjady, A. Baharvandi, M. Akbari, ''Generation and transmission expansion planning: MILP–based probabilistic model'', IEEE Trans. on Power System, vol. 29, no. 4, pp. 1592 – 1601, July 2014, (doi: 10.1109/TPWRS.2013.2296352).

[18] B. Taheri, S. Hosseini, H. Askarian-Abyaneh, F. Razavi, “A new inrush current detection method based on current Lissajous figure”, Journal of Intelligent Procedures in Electrical Technology, vol. 10, no. 40, pp. 43-54, Winter 2020 (in Persian).