Markov 可靠系统的瞬时失效、维修与迁移速率:风电场应用
系统与控制
2025-06-24 v1 系统与控制
应用物理
数据分析、统计与概率
摘要
故障发生率 (Rate of Occurrence of Failures, ROCOF) 是评估系统随时间性能的常用指标,但未能充分揭示系统的瞬时行为。本文引入新型指标来补充 ROCOF,为Markov系统的可靠性提供更全面的理解,尤其适用于风电场等实际场景。我们定义维修发生率 (Rate of Occurrence of Repairs, ROCOR),量化系统从失效向工作状态迁移的瞬时倾向;定义不发生率 (Rate of Inoccurrence, ROI),衡量系统在当前状态子集 (工作或失效) 中维持原状且不迁移出的倾向。我们推导了Markov系统计算这些速率的显式表达式。进一步提出总迁移速率 (Total Mobility Rate, TMR),将这些个体速率整合,捕捉系统整体动态活跃性。通过对大型风电场的实际应用案例,展示了这些新指标的实用性。风电场研究结果表明,ROCOR、ROI 与 TMR 结合 ROCOF 使用,可揭示仅凭 Weibull 参数或 ROCOF 难以辨识的细致运行动力学与可靠性特征。这些指标能够区分风格长期风力轮廓相似的场址,辨识不同“可靠性逻辑”,如基于稳存驱动或基于迁移驱动的行为。这种丰富的时变视角为维护安排、运行策略及风险评估提供宝贵信息,最终提升管理复杂系统的能力。
引用
@article{arxiv.2506.17280,
title = {Instantaneous Failure, Repair and Mobility Rates for Markov Reliability Systems: A Wind-Farm application},
author = {Guglielmo D'Amico and Filippo Petroni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.17280},
year = {2025}
}