مدل‌سازي و ارزيابي قابليت اطمينان راكتور كنترل‌ شونده مغناطيسي مبتني بر روش زنجيره ماركوف

Modeling and Reliability Evaluation of Magnetically Controlled Reactor based on the Markov Process Technique

راكتورهاي كنترل‌شونده نوعي از سيستم‌هاي انتقال انعطاف‌پذير هستند كه نقش مهمي در دسترس‌پذيري و قابليت اطمينان سيستم‌هاي قدرت دارند. اين در حالي است كه در ارزيابي متعارف قابليت اطمينان سيستم‌هاي قدرت، توان راكتيو تنها به عنوان يك محدوديت براي شبكه در نظر گرفته شده و تا كنون مدل دقيقي براي ارزيابي قابليت اطمينان راكتورها ارائه نشده است. در اين مقاله يك مدل قابليت اطمينان جديد توسط روش زنجيره ماركوف براي راكتور كنترل‌شونده مغناطيسي (MCR) پيشنهاد شده است. در فرايند مدل‌سازي اين جبران‌كننده، ابتدا ساختار راكتور به دو بخش مجزا تقسيم شده و سپس مدل‌هاي ماركوف استخراج‌شده براي آنها بر اساس اصول روش فراواني و تداوم حالت‌ها تركيب شده است. از آنجا كه تغييرات دماي محيط نقش قابل ملاحظه‌اي در تغيير نرخ خرابي تجهيزات الكتريكي دارد، اثر تغييرات دما مطابق با استاندارد MIL-217F در مدل پيشنهادي لحاظ شده و تأثير آن بر احتمال حالت‌هاي كاري MCR مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج شبيه‌سازي و تحليل حساسيت نشان داده كه در شرايط عادي، سيستم كنترل و در دماهاي زياد، سيم‌پيچ‌هاي راكتور مي‌توانند بيشترين تأثير را بر دسترس‌پذيري MCR داشته باشند. مقايسه شاخص‌هاي قابليت اطمينان در دماهاي مختلف نشان داده كه در شرايط تغيير دما، اجزاي متفاوتي دسترس‌پذيري MCR را تحت تأثير قرار خواهد داد، لذا در چنين شرايطي اقدامات لازم براي بهبود قابليت اطمينان راكتور مي‌تواند متفاوت باشد. اين واقعيت اهميت در نظر گرفتن دماي محيط در ارزيابي قابليت اطمينان و همچنين برنامه‌ريزي براي تعميرات پيشگيرانه جهت بهبود عملكرد منابع توان راكتيو را نشان مي‌دهد.

Controlled reactors as one of the flexible AC transmission systems play an important role in the availability and reliability of power systems.However, in the conventional reliability assessment of power systems, reactive power is considered only as a constraint for the network, and so far no precise model for assessing the reliability of reactors has been provided. In this paper, a new reliability model based on Markov process is proposed for a magnetically controlled reactor (MCR). In the modeling process, first the MCR structure is divided into two distinct parts, and then the extracted Markov models are combined based on frequency/duration technique.Since temperature changes play a significant role in changing the failure rate of electrical equipment, the effect of temperature changes in accordance with the MIL-217F standard has been considered in the proposed model and its impact on the probability of MCR operating modes has been evaluated. The simulation results have shown that in normal temperature conditions, the control system and at high temperatures, reactor windings can have the greatest impact on the availability of MCR. Comparison of reliability indices at different temperatures has shown that under different temperature conditions, different components will affect the availability of MCR. Therefore, in this condition, the measures needed to improve the reliability of the reactor can be different. This fact highlights the importance of considering the effect of operating temperature on reliability assessment as well as planning for preventive maintenance to improve the performance of reactive power sources.