大型飞机供配电系统可靠性评估与分析

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaAug．252011V01．32No．81488-1496ISSN1000-6893CNI1．1929／Vhttp：#hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn文章编号：1000—6893(2011)08—1488—09大型飞机供配电系统可靠性评估与分析蔡林，张玲，杨善水，王莉*南京航空航天大学电气X-程系航空航天电源技术教育部工程研究中心，江苏南京210016摘要：飞机供配电系统的可靠运行是关系飞机飞行安全的关键因素。以某供配电网络为例介绍了一种适合大型

2、飞机复杂供配电网络的可靠性评估方法，并对该供配电网络的可靠性指标进行了评估和分析。该评估方法利用图论的知识，首先将飞机配电系统抽象为网络图；然后采用深度优先搜索法求出电源点到负荷点的最小路集，进而求出相应的最小割集，找出系统运行的薄弱环节；最后，通过对最小割集的不交化处理结合配电系统部件的原始可靠性数据得出大型飞机供配电系统的可靠性指标。本文方法可以为大型飞机复杂供配电网络的设计和可靠性评估提供参考。关键词：飞机供配电系统；复杂网络；可靠性；深度优先搜索；最小割集中图分类号：V242．3；TM732文献标识码：A目前，飞机正朝着多电化和全电化的方向发展，

3、机载电气电子设备的数量急剧增加。大型飞机供配电系统正变得日趋庞大和复杂。飞机供配电系统的可靠运行是关系飞机飞行安全的关键因素。在飞机供配电系统的设计阶段需要对供配电系统进行可靠性分析和预测，寻找系统设计中的薄弱环节，优化供配电系统的设计方案。这样可以大幅降低因后期出现问题时更改设计而产生的时间和金钱成本。因此，开展对大型飞机供配电系统可靠性评估的研究非常重要。目前，国内外关于飞机配电系统可靠性评估研究的公开发表的文献较少。文献[1]采用蒙特卡罗法开展了飞机电源系统的可靠性分析；文献[2]和文献I-3]中采用故障树分析法对飞机配电系统进行可靠性评估，取得了

4、较好的成果。故障树分析法通用性较好几乎可以应用于各种系统的分析，但是当配电网络比较庞大和复杂时，采用传统的故障树分析法对网络系统进行分析建模时，工作量较大，需要针对网络系统的特点开展相应分析方法的研究。在陆地电力系统和船舶电力系统领域，可靠性评估算法的研究都取得了较为突出的成果。其中，文献r4]介绍了一种将复杂辐射状配电网简化的网络等值法；文献[5]采用基于负荷点到电源点最短路的方法分析中压配电网的可靠性；文献I-6]和文献[7]采用邻接终点矩阵算法求取造成负荷停电的最小割集事件，取得了很好的成果，其优点是算法通用性较强，但是当网络比较庞大时，邻接终点矩

5、阵算法的计算量较大，耗时长；文献[8]介绍了由所求的相互包含的最小割集近似评估可靠性的方法；文献I-91和文献[-lO]介绍了最小路／最小割集不交化算法。飞机供电系统集发电环节和配电环节于一体，网络较为复杂，节点数量较多，是一个交直流混合的供电系统，其中含有整流器、逆变器等大量功率和电流单方向流动的设备[11

6、。并且飞机在飞行阶段，供电系统应视为不可修复系统。这些都是与陆收稿日期：2010-09-02：退修日期：2010·12-28；录用日期：2011—03-21；网络出版时间：2011-05．0911：53：31网络出版地址：www．cnki．net／

7、kcms／detail／11．1929．V．20110509．1153．003．htmIDOI：CNKI：11．1929／V．20110509．1153．003基金项目：航空科学基金(20091952022)*通讯作者．Tel．：025—84893497E-mail：liwang@nuaa．edu．cn引用格式I蔡韩．张玲．杨善永，等．大型飞机供酡电系统可靠性评估与分析!J]．航空学报．20II．32(8)：1488-1496．CaiLin。ZhangLing，YangShanshui，eta1．Reliabilityassessmentandanaly

8、sisoflargeaircraftpowerdistributionsystems￡JI．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica．2011，32(8)：1488．1496．蔡林等：大型飞机供配电系统可靠性评估与分析地以及船舶电力系统的不同之处。因此不能完全照搬陆地和船舶电力系统的可靠性评估方法对其进行研究，需要找到一个适合其特点的可靠性评估方法。总结各类可靠性评估算法，其基本思想多为列举造成系统不可用的事件并计算其概率。本文借鉴并融合优化了各领域对供配电系统可靠性评估与分析方法的研究成果，结合飞机供配电系统的特点，开展了

9、适合飞机复杂配电网络可靠性评估方法的研究。主要研究了根据飞机配电系统特点将其抽象