基于大型飛機供配電系統可靠性評估與分析

中國飛行試驗研究 710089

摘要：飛機飛行安全最主要的因素是飛機供配電系統的可靠運行。本次研究以某供配電網絡為例子，在分析實例的基礎上深入的探討一種滿足大型飛機復雜供配電網絡的可靠性評估的辦法，不僅如此還分析了供配電網絡的可靠性指標的評估以及分析。本次研究分析大型飛機復雜供配電網絡的設計以及可靠性評估，為大型飛機供配電系統的評估分析提供相應的借鑒以及參考。

關鍵詞：大型飛機供配電系統；可靠性；評估；分析

一、前言

就目前來說，隨著社會的不斷發展，大型飛機供配電系統呈現一個不斷龐大以及復雜的趨勢。飛機飛行的安全性主要受到飛機供配電系統的可靠運行的直接影響。在實際工作中，在進行飛機供配電系統設計的過程中，我們需要進一步分析以及預測供配電系統的可靠性，在上述的基礎上找到在進行系統設計過程中存在的薄弱環節，實現供配電系統設計方案的進一步優化，有利于最大程度的降低后期更改設計所產生的時間以及金錢成本。所以，評估研究大型飛機供配電系統可靠性具有非常顯著的現實意義。

二、評估供配電系統可靠性的方法分析

如果飛機處在飛行的階段，那么就會將供配電系統當成不可修復的系統，所以，在實際工作中，不可以照搬陸地系統以及船舶配電系統的可靠性指標評估方法來完成大型飛機配電系統完成可靠性評估工作。同時也因為飛機配電系統存在明顯的故障重構等。例如：設計容錯供電等，設計容錯供電本身其實是一個可以實現自愈的系統類型。本次研究，在定位負荷點中斷供電最小割集事件的過程中，進而對飛機供電系統中的負荷點不中斷供電可靠度以及相應的負荷點供電可靠度進行有效的分析評估[1]。

（一）拓撲結構網絡圖表示方法分析

需要將復雜的飛機供配電網絡拓撲抽象想象，使其成為一個網絡圖，通過計算機將網絡圖進行輔助分析，對源節點到目標節點的路集以及割集進行有效的搜尋。所以把供配電網絡拓撲抽象成為一個網絡圖，在實際工作中，需要堅持一下幾點基本原則：第一點原則是被抽象的網絡圖，可以將供配電網絡的實際拓撲結構以及實際工作狀態真實的反映出來。第二點原則是所抽象等效網絡圖的使用可以完成機輔助分析計算，在上述的基礎上促使計算機算法的效率實現進一步提升。在上述兩條原則的基礎上，對大型飛機供配電系統抽象成為網絡圖的具體方法進行以下幾點總結分析。

第一種方法是抽象配電系統中的雙節點元件，使其分別成為網絡圖中的弧、匯流條等單節點元件，與此同時等效分布為圖中的節點類型[2]。

第二種方法是在生產圖的時候，需要根據實際情況設置相對應的虛擬源節點，與此同時將其等效設置為供電系統輸出功率源點，由該源節點完成電能發出工作，需要在使用發電機以及蓄電池所抽象的基礎上實現配電系統的電能提供。

第三種方法是在生成圖的時候，完成若干虛擬阱節點的設置，使其等效成為相對應的負荷點。電能通過系統負荷輸出線所抽象的有向弧的使用，并且完成對應負載上消耗。

第四種方法是想要促使圖中節點以及弧數量的進一步降低，促使運算效率的進一步提升，在元件跟元件之間存在非常緊密的串聯關系，與此同時，該元件串間無分叉節點的時候，就需要將元件串等效設置為一條弧。

（二）最小割集求取方法分析

通過最小路矩陣的使用來完成最小割集的求取，最小割集求取方法的基本思想如下：倘若最小的路矩陣中某一列元素均為1，那么，網絡的一階最小割集就是這一列最小路矩陣對應的元件[3]。在上述的基礎上，實現最小路矩陣中任意兩列元素的邏輯域，倘若經過相應的邏輯運算之后，得到列元素全均為1的結果，因此，上述的兩列對應元件實質上就是一個二階割集類型。按照相應的原則類推下去。本次研究通過相應的故障搜索方法準確的定位源節點至目標節點的最小割集，主要包括以下幾個階段的割集：第一個是一階割集；第二個是二階割集；第三個是三階割集。上述三個階段的割集分別對應著一重故障、二重故障以及三重故障。因為超過三重的故障具有非常小的發生概率以及頻率，系統的可靠性指標就會由低階割集完成支配工作。

三、大型飛機供配電系統可靠性評估以及分析

對某次配電系統右側交直流主匯流條以及其右側交直流應急匯流條使用上述方法完成有效的可靠性評估[4]。因為在正常供電模式下，交流應急匯流條其實質上是主交流匯流條的次級匯流條構成，所以，主交流匯流條明顯高于不中斷供電可靠度。在實際工作中，在系統因為受到影響出現故障的時候，交流應急匯流條的備用供電通路就會相應的增多，所以，從根本上組建成永久失電最小割集的階數就會相應的增加，那么就會相應的提升其供電的可靠度，使其超過主交流匯流條供電的可靠度。在上述的基礎上，可以有效的提升交流應急匯流條的供電可靠度，但是也存在一定的缺陷，其不間斷電源提供能力不夠強。所以，分析不中斷供電的標準就不夠強，甚至會在正常情況下難以發揮自身的有效作用。想要滿足可靠性標準，就需要做好負載由交流以及直流主匯流條供電工作，在實際工作中，如果具有很強的可靠性標準，那么就可以同時使用左側以及右側主匯流條取電的措施，通過直流負載的使用能夠實現二極管冗余供電的并聯，促使交流負載能夠在使用轉換繼電器的基礎上正常的供電，同時在出現故障的時候可以有效的實現供電切換工作。

四、總結

本次研究在原有的基礎上分析了飛機供配電系統的可靠性評估，在評估分析之后，對滿足飛機復雜供配電系統可靠性評估的方法進行進一步確定。可靠性評估的方法在分析網絡系統運行特點的基礎上，非常容易促使計算機輔助運算的實現，有利于分析效率的進一步提升。不僅如此，可以進一步確定電源到目標負荷點的最小路集，同時確定導致目標負荷點中斷供電產生以及永久性失電產生的最小割集事件，為大型飛機供配電系統未來的運行決策提供一定的基礎。

參考文獻：

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[4]萬國成，任震，田翔.配電網可靠性評估的網絡等值法模型研究[J].中國電機工程學報，2014，44（05）：257-258