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可靠性综合集成团队在复杂系统多尺度可靠性建模与智慧运维领域取得多项研究成果
上传时间:2021年05月11日      浏览次数:

北航新闻网5月11日电(通讯员 樊冬明)我校可靠性工程研究所王自力教授和任羿教授带领的“可靠性综合集成”研究团队,以可靠性数字工程为主线,针对能源电力系统,深入探索复杂系统“体系-系统-设备”多尺度可靠性建模与智慧运维理论与技术,在国际知名期刊《Renewable & Sustainable Energy Reviews》、《Applied Energy》、《Journal of Power Sources》、《IEEE Transactions on Industrial Informatics》、《Energy》、《Reliability Engineering & System Safety》、《Computers & Industrial Engineering》等发表系列学术论文10篇。

在“设备级”,针对锂电池组动态多物理场耦合作用机制及寿命精确建模技术的瓶颈问题,考虑锂电池组退化过程中的内阻动态响应特征和随机不确定性,建立了电池内阻动态响应机理模型,建立了跨单体与系统尺度考虑多种材料响应机理的锂电池动态多物理场耦合退化模型,并给出了锂电池组寿命预计与可靠性评估方法。同时,提出了一种基于健康状态的电池组均衡管理方法。

在“系统级”,研究团队以“微网”和“电池储能系统”为对象开展研究。考虑智能电网的两种运行模式(并网、孤岛运行),突破分布式能源性能共享下的动态运行模式,给出了考虑不完美维修的电力系统可靠性评估模型。此外,考虑电池储能系统的预防性维修决策,结合蒙特卡罗树搜索算法和深度神经网络,开发了一种基于深度强化学习的序贯决策算法,在保证维护费用的同时优化了系统可靠性。

在“体系级”,研究团队以电力网络弹性为切入点,在考虑内部退化和外部冲击的条件下,设计了能源系统的弹性元模型,并给出了相应的度量方法。此外,考虑智能电网重构过程中的载荷共享,研究团队创新性地提出了一种基于智能体和生物群体智能的重构策略优化方法,实现了电网运行可靠性的动态评估和重构过程中的可靠性优化。在此基础上,研究团队针对智能电网的重构问题,调研国内外大量相关文献,从建模框架、重构技术和优化方法等三个方面探讨了电网重构研究中存在的问题、挑战和需要开展的研究工作。

团队未来将继续面向国家重大需求,结合群体智能、深度学习、数字孪生等技术,在各层次突破构建复杂系统可靠性设计、分析、评估和优化技术,为复杂系统的“智慧运维”提供理论和方法支撑。

附:论文链接

  1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032120302847?via%3Dihub

  2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037877531830260X?via%3Dihub

  3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775319302812?via%3Dihub

  4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775321001142?via%3Dihub

  5. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036054422100582X

  6. https://ieeexplore.ieee.org/document/9380577

  7. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036083521930614X?via%3Dihub

  8. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032121002021

  9. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261919307871?via%3Dihub

  10. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0951832018305684?via%3Dihub

(审核:王自力)

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