<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Archiving and Interchange DTD v2.3 20070202//EN" "archivearticle.dtd">
<article article-type="methods-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Energy Res.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Energy Research</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Energy Res.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-598X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">850954</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fenrg.2022.850954</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Energy Research</subject>
<subj-group>
<subject>Methods</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>A Double-Layer Optimization Maintenance Strategy for Photovoltaic Power Generation Systems Considering Component Correlation and Availability</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Li et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">PV Maintenance Strategy</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Xubin</given-names>
</name>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1627943/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Wei</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Lei</surname>
<given-names>Huan</given-names>
</name>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Pei</surname>
<given-names>Tingting</given-names>
</name>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Pei</surname>
<given-names>Xiping</given-names>
</name>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>
<institution>School of Electrical Engineering and Information Engineering</institution>, <institution>Lanzhou University of Technology</institution>, <addr-line>Lanzhou</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1304537/overview">Bilal Taghezouit</ext-link>, Renewable Energy Development Center, Algeria</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/105708/overview">Daniel Tudor Cotfas</ext-link>, Transilvania University of Bra&#x219;ov, Romania</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/615262/overview">Kenneth E. Okedu</ext-link>, National University of Science and Technology, Oman</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1121848/overview">Yushuai Li</ext-link>, University of Oslo, Norway</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Wei Chen, <email>chenlin@lut.cn</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Solar Energy, a section of the journal Frontiers in Energy Research</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>04</day>
<month>05</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>850954</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>08</day>
<month>01</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>21</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Li, Chen, Lei, Pei and Pei.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Li, Chen, Lei, Pei and Pei</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Aiming at the problem that the maintenance method based on the status information of the photovoltaic power generation system cannot effectively reflect the influence of the comprehensive correlation of the components on the maintenance strategy, on the basis of optimizing maintenance cost and availability, a new double-layer optimization maintenance strategy for photovoltaic power generation systems based on component dependencies and availability is proposed. First, the comprehensive correlation of components in the system is analyzed, and the availability of the system and components is modeled by improving the Markov model. Then, the idea of opportunistic maintenance is introduced. The upper-level optimization model that aims at the lowest maintenance cost is established by considering the economic correlation. The highest availability of the system is taken as the objective function, and the limit of the availability of components is used as a constraint to establish a lower-level optimization model for verification. The influence of failure correlation on the maintenance strategy is verified by introducing failure-related strength. The example shows that when there is a fault correlation between components, the affected components need to spend more maintenance costs, and the maintenance strategy also changes. By introducing the weather accessibility to analyze its influence on the maintenance cost and the rate of change in the availability of the system, the results show that in the double-layer optimization maintenance model, the saving rate of maintenance cost and the reduction ratio of system availability under the condition of low weather accessibility are greater. Taking a photovoltaic power station in the west as an example, the results from comparing different maintenance plans show that the maintenance strategy proposed in this study can effectively reduce maintenance costs and downtime, while increasing system availability.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>photovoltaic power generation system</kwd>
<kwd>component correlation</kwd>
<kwd>availability</kwd>
<kwd>failure-related strength</kwd>
<kwd>weather accessibility</kwd>
<kwd>double-layer optimization</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>Introduction</title>
<p>The operating environment of photovoltaic power plants is complex, and the availability of each component is easily affected by various random and uncertain factors. Therefore, formulating reasonable and effective maintenance strategies is of great significance to the safe, economical, and stable operation of photovoltaic power plants.</p>
<p>The maintenance strategy of photovoltaic power generation systems is mainly divided into post-maintenance and preventive maintenance. Post-maintenance will cause varying degrees of damage to components and systems, thereby reducing their reliability. Preventive maintenance has over-repair and under-repair problems and cannot take into account the requirements of repair costs and optimal availability. At present, research on maintenance strategies of photovoltaic power generation systems mainly focuses on optimizing the maintenance time intervals, maintenance based on condition monitoring and prediction, and failure correlation analysis. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B15">Spertino et al. (2021</xref>), the effects of maintenance activities, reliability, and availability of photovoltaic systems on energy loss are described, but specific maintenance strategies are not given. <xref ref-type="bibr" rid="B13">Perdue and Gottschalg (2015)</xref> analyzed the relationship between the maintenance cycle and maintenance cost and concluded that the longer the maintenance cycle, the lower the maintenance cost, and the lower the reliability. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B4">Gunda et al. (2020)</xref>, the failure types of equipment are distinguished by machine learning, which lays the foundation for formulating condition-based maintenance strategies. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B9">Mengying et al. (2021</xref>), a phased approach for periodic inspection and maintenance is proposed, and preventive maintenance is performed on equipment that is at risk of failure after inspection. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B2">Colombi Gomes and Rodrigues Muniz (2020)</xref>, an economically optimized maintenance scheme is proposed, but this method is a preventively planned maintenance for cleaning the main dust of PV modules and fails to take into account the whole PV plant. <xref ref-type="bibr" rid="B8">Mahani et al. (2018</xref>) proposed a maintenance method of double-layer optimization of the microgrid, which has a certain contribution in reducing the waste of funds but fails to take into account the influence of reliability and so on. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B16">Sun and Sun (2021</xref>), a selective maintenance scheme considering the maintenance sequence is proposed; the model improves the reliability of the system to a certain extent, but the maintenance effect weakens with the extension of the maintenance cycle. The aforementioned research mainly determined the maintenance time or cycle with the goal of optimizing the maintenance cost. However, it failed to consider the influence of the operating state of the equipment and the related characteristics between the equipment on the maintenance strategy. If the influence is ignored, the error of maintenance time will be caused, which will increase the extra maintenance cost and reduce the availability of the system. Therefore, some scholars formulate maintenance strategies by considering the operational status of the equipment and the economic and structural dependencies of components. <xref ref-type="bibr" rid="B17">Verbert et al. (2017</xref>) determined the maintenance time and period through condition prediction based on the economic relevance of components. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B6">Li et al. (2021</xref>), taking reliability as a constraint, preventive opportunistic maintenance is performed on components by updating maintenance thresholds. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B22">Zhao et al. (2016</xref>), a state-opportunistic maintenance strategy is proposed by considering incomplete maintenance, which is widely used in the maintenance field as a typical form of preventive maintenance. <xref ref-type="bibr" rid="B23">Zhu and Liu (2020</xref>) proposed a maintenance strategy based on the hierarchical optimization of components and systems; the optimal maintenance strategy is derived by determining the maintenance time of components and systems. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B20">Xu et al. (2015</xref>), a condition-based maintenance model is proposed considering the functional correlation between components. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B7">Liu et al. (2015</xref>), the process of equipment deterioration and fault evolution is described by the Markov state transition equation, and the maintenance method and time interval are determined by the minimum maintenance cost. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B1">Catelani et al. (2020</xref>), a data-driven condition monitoring method and reliability-centered maintenance are proposed, but this method mainly emphasizes reliability analysis and fails to clearly point out the maintenance strategy. <xref ref-type="bibr" rid="B11">Oprea et al. (2019</xref>) calculated the reliability index by designing a probabilistic model based on Markov chain and proposed maintenance activities based on this to optimize the inventory of spare parts. <xref ref-type="bibr" rid="B19">Xu et al. (2017</xref>) predicted the future degradation and change process of the equipment based on the operation data of the equipment; an optimized maintenance program with the goal of optimizing profit is established. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B18">Wang et al. (2018</xref>), an incomplete maintenance model is proposed by considering the process of equipment degradation and shock but fails to consider the impact of special environments on maintenance strategies.</p>
<p>The aforementioned literatures took into account the economic and structural dependencies and state transition processes of equipment. Preventive maintenance was carried out through state prediction. Compared with regular maintenance, the aforementioned research improved the operation and maintenance efficiency and reduced the maintenance cost but failed to consider the impact of failure correlation. In terms of failure correlation, scholars mainly study the mutual influence of failure rates (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Peng et al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Nguyen et al., 2019</xref>). When the relationship of fault influence is not clear, the Copula function is usually used to describe the correlation (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Xu et al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B24">Zhu et al., 2019</xref>). In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B3">Fu et al. (2019</xref>), the failure correlation between components was analyzed by the Copula function, and a joint risk model based on failure interaction was established. In the work by <xref ref-type="bibr" rid="B14">Song et al. (2014</xref>), a reliability model was established by considering the fault correlation between components. The aforementioned research studies are mainly in the field of mechanical engineering and other fields of fault correlation analysis. However, in the field of photovoltaic operation and maintenance, the research on maintenance strategies considering fault correlation is still in its infancy.</p>
<p>The formulation of the maintenance strategy in existing research studies is mainly based on the operating state of the equipment, and the reliability is used as a constraint to judge whether maintenance is required, and then the maintenance strategy is optimized on the basis of considering maintenance costs. These maintenance methods reduce maintenance costs to a certain extent. However, it fails to take into account the impact of availability and comprehensive correlation and does not take into account the impact of weather factors on maintenance costs and system availability. Therefore, the maintenance plan formulated is not necessarily the best maintenance plan for the system. Thus, the maximum efficiency of photovoltaic power generation cannot be guaranteed. In view of the aforementioned problems, this study first analyzes the functional dependencies and failure transfer process of equipment in photovoltaic power plants. Then, it combines the Copula theory and Sklar theorem to describe the failure correlation characteristics between devices and models the availability of the system and components by improving the Markov model. Finally, a maintenance model of double-layer optimization of the photovoltaic power generation system based on maintenance cost and availability is established. In the analysis of the failure correlation of equipment, by setting different failure-related strengths to compare the changes in availability, it verified the degree of influence of the failure correlation on the maintenance strategy and availability and provided the foundation for formulating a reasonable and effective maintenance strategy. On the issue of sensitivity analysis, by introducing weather accessibility to analyze its impact on maintenance costs and system availability, the effectiveness of the model and its universality in complex environments were verified.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>Correlation Analysis</title>
<sec id="s2-1">
<title>Structural Correlation Analysis</title>
<p>The components of the photovoltaic system are decomposed into different association sets (subsystems) according to their structural relevance, and maintenance decisions are made in the unit of association sets. Concerning the topology of the photovoltaic power generation system network, the association set includes photovoltaic arrays, combiner boxes, inverters, transformers, and other equipment.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> shows a schematic diagram of an association set comprising a power generation unit in a photovoltaic power generation system. Among them, T<sub>3</sub> is the transformer, I is the inverter, H is the DC combiner box, G is the photovoltaic array, and <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is different association sets. As can be seen from the figure, the power generation unit is a series&#x2013;parallel hybrid system consisting of multiple subsystems connected in parallel and then connected in series with T<sub>3</sub>.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Schematic diagram of the association set.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>Failure Correlation Analysis</title>
<p>In this study, the decision-making experiment analysis method (DEMATEL) is combined with the interpretation structure model method (ISM) to describe the failure propagation process between the components of the photovoltaic power generation system. Specific ideas are shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. The specific steps are as follows:</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Block diagram of failure correlation.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g002.tif"/>
</fig>
<sec id="s2-2-1">
<title>Establishing a Directed Graph of System Failures</title>
<p>A photovoltaic power generation system is taken as an example that exists between two parallel subsystems. The failure correlation between components is analyzed through relevant data to obtain a directed graph of photovoltaic power generation system failures, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. If the failure of component <italic>i</italic> in the system causes the failure of component <italic>j</italic>, there is a directed edge from node <italic>i</italic> to <italic>j</italic>.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Failure directed graph of the photovoltaic power generation system.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g003.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s2-2-2">
<title>Transforming the Directed Graph Into a Matrix and Calculating the Influence Matrix Between the Components</title>
<p>Transforming the invalid and directed graph in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> into a matrix to obtain the direct influence relationship matrix <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, that is,<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the number of times that component <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m5">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is affected by the failure of component <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m6">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. The matrix <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m7">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is standardized to obtain<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maximum value of the sum of <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m10">
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> matrix rows and <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m11">
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of system components. From this, the comprehensive impact matrix <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m12">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> related to failures between components can be obtained:<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>lim</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>that is,<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0.0444</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0222</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0222</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0.1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0657</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.1522</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0232</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0033</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0.0444</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.3045</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0435</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0066</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0009</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0.0857</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.5872</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.5125</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0128</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0018</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0.1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0232</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0033</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0657</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.1522</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0.0444</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0066</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0009</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.3045</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0435</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0.0857</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0128</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.0018</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.5872</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0.5125</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m15">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the identity matrix and <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the comprehensive influence of component <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m17">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> on component <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m18">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> (including direct and indirect influences). Then, the overall impact matrix <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m19">
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> of the related failures between components is calculated as follows:<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>that is,<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">H</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0444</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0222</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0222</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0657</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>1522</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0232</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0033</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0444</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>3045</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0435</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0066</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0009</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0857</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>5872</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>5125</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0128</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0018</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>1556</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0232</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0033</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0657</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>1522</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0444</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0066</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0009</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>3045</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0435</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0857</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0128</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>0018</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>5872</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;0</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
<mml:mn>5125</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>The reachable matrix <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m22">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> of related failures between components is calculated as follows:<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>where<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
<inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m25">
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is a given threshold, which is taken as 0 when the number of system components is small.</p>
<p>The level division table is listed in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> according to the ISM method combined with the reachable matrix.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Process table of level division.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Collection of parts</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="7" align="left">
<inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">1</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 4 5 6 7</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
<td rowspan="7" align="center">
<inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="char" char=".">2</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 4 5 6 7</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
</tr>
<tr>
<td align="char" char=".">3</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 4 5 6 7</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
</tr>
<tr>
<td align="char" char=".">4</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 4 5 6</td>
<td align="char" char=".">4</td>
<td align="char" char=".">4</td>
</tr>
<tr>
<td align="char" char=".">5</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 4 5 6 7</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
</tr>
<tr>
<td align="char" char=".">6</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 4 5 6 7</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6</td>
</tr>
<tr>
<td align="char" char=".">7</td>
<td align="char" char=".">1 2 3 5 6 7</td>
<td align="char" char=".">7</td>
<td align="char" char=".">7</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">
<inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="char" char=".">4</td>
<td align="char" char=".">4</td>
<td align="char" char=".">4</td>
<td align="char" char=".">4</td>
<td rowspan="2" align="center">
<inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="char" char=".">7</td>
<td align="char" char=".">7</td>
<td align="char" char=".">7</td>
<td align="char" char=".">7</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<fn>
<p>Note from <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> that the system is divided into two layers, namely, <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the structural model of the system can be obtained as shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>.</p>
</fn>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>In <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>, <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents system component <italic>i</italic>; <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the reachable set (a set consisting of the corresponding parts of the columns of all 1s in the <italic>i</italic>th row of the reachable matrix <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m39">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>); <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the antecedent set (a set consisting of the corresponding parts of the rows of all 1s in the <italic>i</italic>th column of the reachable matrix <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m41">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>); <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the common set of reachable and antecedent sets; and <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the result of hierarchical division. If <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and then the element in <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the element in <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> that the photovoltaic power generation system has a two-level hierarchical structure, and the second level affects the first level, which ultimately affects the development of system reliability. Among them, <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the failure source equipment that affect the failure of other equipment and are not affected by the failure of other equipment. The equipment other than <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are nonfailure source equipment affected by the failure correlation. It can be seen that the reliability and availability of <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> should be ensured as much as possible during the operation of the system.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Model diagram of the system structure.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g004.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>Availability Model</title>
<sec id="s3-1">
<title>Availability Model of Failure-Independent Failure Source Equipment</title>
<p>The equipment in the photovoltaic power generation system age during use, and there are also sudden failures during actual operation. Such failures are usually caused by external random factors that affect the results of maintenance decisions.</p>
<p>According to the IEEE Standard Guide, the operating status of power equipment is divided into normal, attention, abnormal, and serious status (<xref ref-type="bibr" rid="B5">IEEE, 2008</xref>). In the traditional status transition model, the serious status is generally treated as failure. In order to comprehensively consider the degraded faults and sudden faults, this study distinguishes the serious status from the faulty status and establishes an improved Markov status transition model to describe the fault law of the equipment.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> shows the process of equipment state transition. In the figure, 0&#x2013;3 indicate normal, attention, abnormal, and degraded failure states; 4&#x2013;6 denote sudden failure states. It is to be noted that the transfer rate between states is marked in the figure. In addition, <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m53">
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the transfer rate and <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m54">
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the repair rate; <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the rate of transition from fault state 6 to states 0&#x2013;2; <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the rate of transition from fault state 5 to 0.1; and parameters <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> satisfy the following relationship:<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Process of equipment state transition.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g005.tif"/>
</fig>
<p>Assuming that the initial state of the device is 0, the Markov state transition rate matrix of the device based on the aforementioned analysis is as follows:<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Let <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> be the state matrix. <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the probability that the device is in state <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m67">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> at time <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m68">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>; then, the differential equation of C&#x2013;K is as follows:<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Carrying out the Laplace transform on the aforementioned formula, we obtain:<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Obtaining <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from the aforementioned equation and the initial state <italic>p</italic> (0) and then performing the inverse Laplace transform to obtain <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the equipment availability is as follows:<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>Availability Model of Nonfailure Source Equipment Considering Failure Correlation</title>
<p>When there is a failure correlation between equipment <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m74">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m75">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, the failure correlation of components <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m76">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m77">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is described by defining the failure correlation coefficient <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, that is,<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the correlation coefficient of the actual degradation of components <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m81">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m82">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m83">
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the failure-related strength used to describe the degree of influence of failure correlation on the component failure rate; its value is determined by the failure degree of the equipment in the actual photovoltaic power generation system.</p>
<p>It can be obtained that the comprehensive failure rate of components is as follows:<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the comprehensive failure rate of component <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m86">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the independent failure rate of component <italic>j</italic>, and <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the failure rate of component <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m89">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> that affects the failure of component <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m90">
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The Copula theory connects the joint and marginal distribution functions and can systematically describe the correlation characteristics between variables. Therefore, this study proposes the use of this theory and Sklar theorem to obtain the correlation coefficient of the actual degradation. Through the aforementioned analysis combined with the description of the availability model in Fig 3.1, the availability model of nonfailure source equipment that considers the failure correlation can be obtained.</p>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>System Availability Model</title>
<p>To compare the availability of photovoltaic power generation systems with and without failure correlation, this section analyzes the system availability model from the point of view of the following two aspects:</p>
<sec id="s3-3-1">
<title>Failure-Independent System Availability Model</title>
<p>It is to be noted from the structural analysis of the photovoltaic power generation system in <italic>Structural Correlation Analysis</italic> that the photovoltaic power generation system unit comprises two subsystems <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in parallel and then connected in series with equipment <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Among them, the devices in the subsystem are in a logical series relationship in structure, and the availability of subsystem <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at the start time can be expressed as follows:<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the availability of component <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m96">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> in the subsystem and <italic>n</italic> is the number of components. Assuming that <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is in the running state at the initial moment, its state transition process is shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Process of subsystem state transition.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g006.tif"/>
</fig>
<p>In <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>, 0 represents the operating status of the subsystem. <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m98">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> represents the shutdown status due to the failure of component <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m99">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. 1&#x2013;3 represent the combiner box, inverter, and photovoltaic array, respectively. <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the failure rate of the equipment.</p>
<p>Given that the state transition rate of the subsystem is constant, its transition can be described by a Markov process, and the transition rate matrix can be obtained as follows:<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2,1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>3,1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;0&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>From the aforementioned formula, the following C&#x2013;K equation can be obtained:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0,1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the state matrix, and <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the probability that the subsystem is in state <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m105">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> at time <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m106">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. Assuming that the subsystem is in the running state at the initial moment, that is, <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the probability distribution of the subsystem state can be obtained by <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">formula (14)</xref> as follows:<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Then, the availability of subsystem <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is as follows:<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Accordingly, the overall availability of the photovoltaic power generation unit system can be obtained as follows:<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s3-3-2">
<title>Failure-Related System Availability Model</title>
<p>Based on the description in <italic>Availability Model</italic>, applying the availability model of nonfailure source equipment to the failure-independent system availability model can obtain a system availability model considering failure correlation.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>Photovoltaic Power Generation System Maintenance Model Considering Component Relevance and Availability</title>
<sec id="s4-1">
<title>Maintenance-Model Thinking Framework</title>
<p>The operation and maintenance of photovoltaic power generation systems must keep the lowest maintenance cost under certain availability conditions. Therefore, upper and lower optimization models are proposed.</p>
<p>The upper model considers the economic structure relevance, introduces the idea of &#x200b;&#x200b;opportunistic maintenance in the modeling process, and determines the maintenance method, time, and scope with the lowest maintenance cost as the objective function. The lower model is a verification based on the upper model, with the highest system availability as the objective function. The component availability is the constraint, and the maintenance plan that does not satisfy the lower model is substituted into the upper layer and optimized again until the optimal maintenance plan is obtained. In this study, the quantum genetic optimization algorithm is proposed to optimize the upper and lower models. A block diagram is shown in <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref>.</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Framework of the maintenance model.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g007.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>Upper-Level Optimization Model</title>
<p>This study takes the lowest maintenance cost in the entire maintenance time period as the objective function and establishes the upper-level optimization model with maintenance resources and time as constraints.</p>
<p>The total maintenance cost of a photovoltaic power station comprises fixed maintenance cost <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>com</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, downtime loss <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>loss</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and maintenance personnel cost <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>peo</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, that is,<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>all</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>com</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>loss</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>peo</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m116">
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of subsystems that need to be maintained and <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m117">
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of devices that need to be maintained in the subsystem.</p>
<sec id="s4-2-1">
<title>Fixed Cost of Maintenance <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>com</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</title>
<p>The fixed cost of maintenance is determined by the maintenance method, that is, the action set &#x3d; {minor repair, incomplete maintenance, overhaul} &#x3d; {0,1,2}. The corresponding maintenance cost is <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mtext>{</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>m</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>p</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>f</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mtext>}</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>as follows:<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>p</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>c</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>v</mml:mtext>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>c</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the fixed cost of incomplete maintenance and <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>v</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the variable cost.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-2">
<title>Shutdown Loss <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>loss</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</title>
<p>The traditional photovoltaic power plant maintenance model ignores the impact of different weather conditions (irradiance, temperature, etc.) on the shutdown loss and sets the shutdown loss to a fixed value that cannot effectively reflect the actual photovoltaic power station loss. Therefore, in this study, the capacity factor <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m124">
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is introduced to calculate the downtime loss as follows:<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>w</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the downtime and <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the downtime cost per unit time of the photovoltaic equipment in the rated state.<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m129">
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of sub-arrays for equipment maintenance and shutdown; <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the repair time; and <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>g</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the average number of hours of sunshine per day. We assume <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x393;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1900</mml:mn>
<mml:mtext>kWh</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mtext>r</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> yuan.<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the rated power of the PV power station and <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m136">
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the actual power generation under different conditions. The downtime <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>w</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated as follows:<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">w</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>max</mml:mi>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the maintenance group in the associated concentration, <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m141">
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of maintenance groups, <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the sequential maintenance execution set, <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the common maintenance execution set, <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>s</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the fixed preparation time, and <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the specific maintenance time of equipment <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m146">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, which is related to the maintenance method and maintenance effect. The following formula is also considered:<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the average fixed maintenance time of the equipment <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m149">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> in different maintenance methods and <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m150">
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the weather access rate.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-3">
<title>Maintenance Personnel Cost <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mtext>peo</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</title>
<p>Maintenance personnel expenses include basic salary and bonus:<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the personnel required for the <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mtext>th</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> sequential maintenance set, <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the personnel required for the common maintenance set, <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mtext>h</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the bonus of maintenance personnel per unit time, and <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the basic salary.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-4">
<title>Constraints</title>
<sec id="s4-2-4-1">
<title>Constraints on Maintenance Resources</title>
<p>During the overhaul period, owing to resource constraints such as manpower and required materials, the equipment cannot be simultaneously overhauled. It needs to be performed in sequence. Therefore, there is<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the state variable of equipment <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m160">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> in time period <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m161">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. When <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the maintenance is carried out; otherwise, it is 0. <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the demand for resource <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m164">
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> when equipment <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m165">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is overhauled, and <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the available resource in time period <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m167">
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-4-2">
<title>Constraint on Maintenance Time</title>
<p>The overhaul time is limited to the time period that can be overhauled.<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the earliest and latest overhaul times, respectively, and <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the start time and duration of overhaul, respectively.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>Lower-Level Optimization Model</title>
<p>In the upper layer, the maintenance plan obtained with the lowest maintenance cost is brought to the lower layer for verification. The target is the highest availability of the photovoltaic power generation system, and the component availability is the constraint to establish the lower-layer optimization model expressed as follows:<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>max</mml:mi>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the lowest availability of component <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m175">
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> in stable operation, assumed to be 0.9 in this study. An improvement factor is proposed to indicate the degree of recovery to describe the impact of different maintenance strategies on component performance:<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mtext>f</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>where <italic>l</italic> is the maintenance cost&#x2019;s adjustment parameter, <italic>b</italic> is the maintenance frequency&#x2019;s adjustment parameter, and <italic>i</italic> is the maintenance frequency. <italic>l</italic> and <italic>b</italic> are considered to be 1 and 0.0005, respectively.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>Simulation Analysis</title>
<p>In this study, using MATLAB software, taking a 10-MW photovoltaic power station as an example, the economic effectiveness of the model is verified by simulation. According to relevant data of the power station and previous studies, the device state transfer rate can be calculated as shown in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>, where the sudden failure rate is set as <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.001</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.003</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 0.003, and <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.005</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The fault repair rate is <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.0179</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.071</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the unit is times/day. The maintenance costs under the different maintenance methods are listed in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>. Combining the Copula theory and Sklar theorem, the correlation coefficient of the actual degradation among equipment can be obtained as shown in <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref>.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>State transition rate of different devices.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m182">
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>
<break/>Part</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">Transformer</td>
<td align="char" char=".">0.00118</td>
<td align="char" char=".">0.00122</td>
<td align="char" char=".">0.0028</td>
<td align="char" char=".">0.001</td>
<td align="char" char=".">0.003</td>
<td align="char" char=".">0.005</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Inverter</td>
<td align="char" char=".">0.0016</td>
<td align="char" char=".">0.00165</td>
<td align="char" char=".">0.00377</td>
<td align="char" char=".">0.001</td>
<td align="char" char=".">0.003</td>
<td align="char" char=".">0.005</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Combiner box</td>
<td align="char" char=".">0.00267</td>
<td align="char" char=".">0.00275</td>
<td align="char" char=".">0.00630</td>
<td align="char" char=".">0.001</td>
<td align="char" char=".">0.003</td>
<td align="char" char=".">0.005</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Photovoltaic array</td>
<td align="char" char=".">0.00065</td>
<td align="char" char=".">0.00067</td>
<td align="char" char=".">0.00153</td>
<td align="char" char=".">0.001</td>
<td align="char" char=".">0.003</td>
<td align="char" char=".">0.005</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>Maintenance costs of different maintenance methods.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Maintenance cost/yuan</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>m</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>c</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>v</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mtext>f</mml:mtext>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">Photovoltaic array and combiner box</td>
<td align="char" char=".">1,700</td>
<td align="char" char=".">2,000</td>
<td align="char" char=".">1,000</td>
<td align="char" char=".">10,300</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Inverter</td>
<td align="char" char=".">4,500</td>
<td align="char" char=".">5,000</td>
<td align="char" char=".">2000</td>
<td align="char" char=".">28,000</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Transformer</td>
<td align="char" char=".">5,000</td>
<td align="char" char=".">5,000</td>
<td align="char" char=".">3,000</td>
<td align="char" char=".">30,000</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<table-wrap id="T4" position="float">
<label>TABLE 4</label>
<caption>
<p>Correlation coefficient of the actual degradation.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Part</th>
<th align="center">Transformer</th>
<th align="center">Inverter</th>
<th align="center">Combiner box</th>
<th align="center">Photovoltaic array</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">Transformer</td>
<td align="char" char=".">1</td>
<td align="char" char=".">0.00413</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Inverter</td>
<td align="char" char=".">0.00413</td>
<td align="char" char=".">1</td>
<td align="char" char=".">0.01017</td>
<td align="char" char=".">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Combiner box</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">0.01017</td>
<td align="char" char=".">1</td>
<td align="char" char=".">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Photovoltaic array</td>
<td align="char" char=".">0</td>
<td align="char" char=".">0.01230</td>
<td align="char" char=".">0.01961</td>
<td align="char" char=".">1</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref> shows the monthly weather accessibility and capacity factor based on the environment where the photovoltaic power station is located and also weather station data.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Weather parameters.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g008.tif"/>
</fig>
<sec id="s5-1">
<title>Performance Comparison Analysis</title>
<p>Two options were selected for comparison analysis.</p>
<p>Option 1: performance analysis without considering the failure correlation. option 2: performance analysis including the failure correlation.</p>
<p>Through the simulation, In <xref ref-type="fig" rid="F9">Figures 9A,B</xref> are shown, respectively, the availability comparison curves of the combiner box and the system under the failure-related strength <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the failure-independent situation.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Comparison curve of system availability. <bold>(A)</bold> Comparison curve of availability about <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(B)</bold> Comparison curve of system availability.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g009.tif"/>
</fig>
<p>It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref> that when the failure correlation is considered, the degree of decline in the availability of equipment and systems increases. It is determined by the correlation coefficient and strength between its increasing speed and equipment. The larger the correlation coefficient, the faster the availability curve of option 2 declines than that of option 1. It can be seen that ignoring the failure correlation will lead to errors in subsequent maintenance strategies and time, thus affecting the revenue of the photovoltaic power generation system.</p>
<p>In order to compare the effects of different failure-related strengths on the availability of equipment and systems, the availability simulation curves are obtained by setting different failure-related strengths as shown in <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref>.</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>Availability curves for different failure-related strengths. <bold>(A)</bold> Availability curve of the combiner box with different failure-related strengths. <bold>(B)</bold> Availability curve of the system with different failure-related strengths.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g010.tif"/>
</fig>
<p>It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref> that the failure-independent availability curve is always above the failure-related availability curve, and when the failure-related strength is greater, the availability curve is closer to the failure-independent curve.</p>
<p>When <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with the decrease of the failure-related strength, the lowering rate of the availability curve is faster, so when the maintenance plan is formulated, the maintenance time and strategy are more obviously different than those of the failure-independent model. The photovoltaic power generation unit is a hybrid system comprising multiple devices in series and in parallel, and the structure of the parallel subsystem is symmetrical. By comparing the two figures, it can be seen that the availability curves of the system and equipment have similar changes with the failure-related strength, but the trend of the system is more evident.</p>
</sec>
<sec id="s5-2">
<title>Comparison of Maintenance Strategies</title>
<p>The following four options are used to compare and analyze: Option 1: a double-layer optimization maintenance strategy that considers component relevance and <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Option 2: a double-layer optimization maintenance strategy that considers component relevance and <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Option 3: a double-layer optimization maintenance strategy that does not consider component relevance. Option 4: a traditional condition maintenance strategy that does not consider component relevance.</p>
<p>The following results were obtained through the simulation analysis: A and B in <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref> are the comparison diagrams of the changeable curves of the availability of the combiner box <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the system after the maintenance of the four schemes, respectively.</p>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>Comparison curve of availability after maintenance. <bold>(A)</bold> Comparison curve of availability of <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> after maintenance. <bold>(B)</bold> Comparison curve of system availability after maintenance.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g011.tif"/>
</fig>
<p>It can be seen from A in <xref ref-type="fig" rid="F13">Figure 13</xref> that the availability of the combiner box <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the initial state is 0.98. If the failure is not considered, it will meet the maintenance conditions for the first time when it runs to the 149th day. If the failure is considered, it will meet the maintenance conditions for the first time when it runs to the 103rd day. Through the double-layer optimization model, it is known that it needs to be repaired slightly. After repair, the availability is increased to 0.9910, and then it continues to operate on this basis until the next repair.</p>
<p>B in <xref ref-type="fig" rid="F13">Figure 13</xref> is the curve of availability change after system maintenance. If the failure correlation is not considered, the transformer needs to be repaired when the system runs to the 206th and 34th days. If the failure correlation is considered, the transformer needs to be repaired when the system runs to the 186th and 34th days, and the system availability is significantly improved after repair.</p>
<p>It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref> that the availability of the double-layer optimization maintenance model is significantly improved compared with that of the traditional condition maintenance model. The maintenance time of the double-layer optimization maintenance model considering failure correlation is earlier than that of the double-layer optimization maintenance model with independent failure, and the smaller the value of <italic>a</italic>, the longer the maintenance time in advance.</p>
<p>
<xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> shows the common maintenance time decision set for photovoltaic power generation unit systems.</p>
<table-wrap id="T5" position="float">
<label>TABLE 5</label>
<caption>
<p>Maintenance decision set.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th colspan="3" align="left">Failure-independent</th>
<th colspan="3" align="center">Failure-related (<italic>a</italic> &#x3d; 1)</th>
<th colspan="3" align="center">Failure-related (<italic>a</italic> &#x3d; 0.1)</th>
</tr>
<tr>
<th align="left">Maintenance time/day</th>
<th align="left">Maintenance equipment</th>
<th align="left">Action set</th>
<th align="center">Maintenance time/day</th>
<th align="center">Maintenance equipment</th>
<th align="center">Action set</th>
<th align="center">Maintenance time/day</th>
<th align="center">Maintenance equipment</th>
<th align="center">Action set</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">149</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">148</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">103</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">173</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">170</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">132</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">206</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">{0,0,0}</td>
<td align="char" char=".">205</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0,0,0}</td>
<td align="char" char=".">186</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0,0,0}</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">284</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">282</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">222</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">308</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">304</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
<td align="char" char=".">250</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0.0}</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">344</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">{0,0,0}</td>
<td align="char" char=".">343</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,G</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0,0,0}</td>
<td align="char" char=".">318</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{1.1}</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">389</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">{1.1}</td>
<td align="char" char=".">387</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>,I</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{1.1}</td>
<td align="char" char=".">349</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>G</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{0,0,0}</td>
</tr>
<tr>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="left"/>
<td align="char" char=".">367</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mtext>H</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mtext>I</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">{1.1}</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>It can be seen from the table that the maintenance strategy of failure-independent system and the maintenance strategy of failure correlation are different. When the failure-related strength <italic>a</italic> is smaller, the maintenance time is earlier; the maintenance times are greater in number in the whole maintenance cycle, and the maintenance cost is higher. This is because when the failure correlation is considered, the probability of failure of the affected component will increase, so the number of repairs will increase, the maintenance cost will increase, and the maintenance strategy will also change. When the failure-related strength <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the availability of equipment and systems is close to the failure-independent situation, so the maintenance time is not significantly different, and the maintenance strategy is basically the same.</p>
<p>The total maintenance cost of each equipment is calculated by formulas (<xref ref-type="disp-formula" rid="e19">19</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e26">26</xref>), resulting in 66,800 yuan, whereas the maintenance cost is 59,200 yuan after adopting the double-layer optimization model. The saving rate reaches 12.8%, and the downtime of each equipment is 72&#xa0;h for individual maintenance. The double-layer optimization maintenance model that considers opportunistic maintenance takes into account multiple maintenance equipment. The longest maintenance equipment downtime is taken as the common downtime, which is 40&#xa0;h. As a result, the downtime saving rate can reach 44.4%, so the double-layer optimization model proposed in this study can effectively reduce both downtime and maintenance costs.</p>
</sec>
<sec id="s5-3">
<title>Sensitivity Analysis</title>
<p>The double-layer optimization maintenance strategy proposed in this study is affected by weather accessibility. The maintenance-cost change rate and system availability are different under different values.</p>
<sec id="s5-3-1">
<title>Impact of Weather Accessibility on the Change Rate of Maintenance Costs</title>
<p>The following two options are used to compare and analyze the influence of weather accessibility on the change rate of maintenance costs:</p>
<p>Option 1: a double-layer optimization maintenance model considering component relevance;</p>
<p>Option 2: traditional condition maintenance model</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref> shows that as the weather accessibility increases, the maintenance shutdown loss decreases, and the reduction rate of the maintenance-cost change-rate decreases. The maintenance-cost saving rate of option 1 is lower than that of option 2. The reason is that the larger the weather accessibility, the smaller the shutdown loss, and the smaller the maintenance-cost saving rate. When <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the reduction of maintenance cost is higher. When <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.85</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the reduction of maintenance cost ranks the second. When <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.85</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the reduction of maintenance cost is smaller. If there is more equipment to be repaired, the number of repairs in option 1 will be smaller than that in option 2. In addition, the greater the cost of downtime saved, the greater the saving rate. When the weather accessibility is lower, option 1 will have a greater reduction in maintenance costs than option 2, and the advantages become more evident. When the weather accessibility is high, the downtime loss accounts for a small proportion of the maintenance cost, the saving rate of maintenance costs in option 1 is smaller than that in option 2, and the advantage of the first option is weakened.</p>
<fig id="F12" position="float">
<label>FIGURE 12</label>
<caption>
<p>Change rate curve of maintenance cost.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g012.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5-3-2">
<title>Impact of Weather Accessibility on System Availability</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F13">Figure 13</xref> shows the impact of the double-layer optimization maintenance model on the availability of photovoltaic power generation systems under different weather accessibility. As shown in the figure, the lower the weather accessibility, the greater the reduction ratio of the system availability. The system reduction ratio presents a normal fluctuation state within 400 days and peaks in the third and sixth maintenance occurrences. This is related to the time required for maintenance of the transformer. It can be seen that under the condition of low access rate, ignoring the weather factor has a greater impact on the maintenance strategy.</p>
<fig id="F13" position="float">
<label>FIGURE 13</label>
<caption>
<p>Impact of different weather accessibility on system availability.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fenrg-10-850954-g013.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s6">
<title>Conclusion</title>
<p>This study considered the influence of component correlation on maintenance time and strategy and proposed a double-layer optimization maintenance strategy for photovoltaic power generation systems based on component correlation. The following conclusions were obtained through simulation:</p>
<p>By analyzing the failure correlation between components, a multilevel hierarchical structure model of the photovoltaic power generation system was obtained, which interpreted the failure transmission process of the system.</p>
<p>Through the establishment of upper and lower optimization models, the best maintenance time and strategy were obtained by comprehensively considering maintenance costs and optimal availability, thereby effectively reducing maintenance costs, reducing downtime, and improving system availability.</p>
<p>When the failure correlation is considered, the more the maintenance times of the affected components, the higher the maintenance cost, and the maintenance strategy is different from the maintenance model that does not consider failure correlation.</p>
<p>The effect of failure correlation on the availability of equipment and systems was verified by setting different failure-related strengths. The results showed that the smaller the failure-related strength, the greater the impact on the availability of system, which in turn affects the maintenance time and the formulation of maintenance strategies.</p>
<p>The influence of weather accessibility on maintenance costs and system availability was analyzed. The results showed that the lower the weather accessibility, the greater the maintenance cost saving rate and the reduction ratio of the system availability of the double-layer optimization maintenance model, which verified the universal applicability of the strategy in complex environments.</p>
<p>This study failed to consider the competitive failure problem of degradation and shock between devices in the research process. Factors such as risk were not taken into account in maintenance modeling, which will be the next step to be carried out in the future.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s7">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/Supplementary Material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Author Contributions</title>
<p>WC: direct participation, including obtaining research funding, guiding the content of articles, and reviewing. XL: direct participation, simulation analysis, data collection, manuscript writing, and revision. Others: supporting contribution and material support.</p>
</sec>
<sec id="s9">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (grant number 51767017) and the Basic Research Innovation Group Project of Gansu Province (grant number 18JR3RA133).</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s10">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ack>
<p>The authors are very grateful for the helpful comments from the reviewers.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Catelani</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ciani</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Galar</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Optimizing Maintenance Policies for a Yaw System Using Reliability Centered Maintenance and Data-Driven Condition Monitoring[J]</article-title>. <source>IEEE Trans. Instrumentation Meas.</source> <volume>69</volume> (<issue>9</issue>), <fpage>6241</fpage>&#x2013;<lpage>6249</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tim.2020.2968160</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Colombi Gomes</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rodrigues Muniz</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Economic Optimization of Maintenance against Soiling in Photovoltaic Plants</article-title>. <source>IEEE Latin Am. Trans.</source> <volume>18</volume> (<issue>11</issue>), <fpage>1884</fpage>&#x2013;<lpage>1891</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TLA.2020.9398629</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fan</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Preventive Maintenance Strategy for Offshore Wind Turbines Considering Component Correlation[J]</article-title>. <source>PowerSystem Tech.</source> <volume>43</volume> (<issue>11</issue>), <fpage>4057</fpage>&#x2013;<lpage>4063</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gunda</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hackett</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kraus</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Downs</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jones</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McNalley</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A Machine Learning Evaluation of Maintenance Records for Common Failure Modes in PV Inverters</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>8</volume>, <fpage>211610</fpage>&#x2013;<lpage>211620</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2020.3039182</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<collab>IEEE B. E.</collab> (<year>2009</year>). <article-title>IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers</article-title> <source>IEEE</source>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/IEEESTD.2009.4776518</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ren</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Incomplete Preventive Replacement and Maintenance Model under Reliability Constraints [J/OL]</article-title>. <source>Acta Solar Energy</source> <volume>1-7</volume>, <fpage>05</fpage>&#x2013;<lpage>27</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.19912/j.0254-0096.tynxb.2020-1372</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Maintenance Strategy for Offshore Wind Turbines Based on Monitoring and Prediction of Operating Conditions [J]</article-title>. <source>Power Syst. Tech.</source> <volume>39</volume> (<issue>11</issue>), <fpage>3292</fpage>&#x2013;<lpage>3297</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mahani</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Parlikad</surname>
<given-names>A. K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Joint Optimization of Operation and Maintenance Policies for Solar-Powered Microgrids[J]</article-title>. <source>IEEE Trans. Sust. Energ.</source> <volume>10</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>833</fpage>&#x2013;<lpage>842</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSTE.2018.2849318</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mengying</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jianhua</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Joint Optimization of Inspection, Maintenance, and Spare Ordering Policy Considering Defective Products Loss</article-title>. <source>J. Syst. Eng. Electron.</source> <volume>32</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>1167</fpage>&#x2013;<lpage>1179</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.23919/JSEE.2021.000100</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nguyen</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Almasabi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mitra</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Impact of Correlation between Wind Speed and Turbine Availability on Wind Farm Reliability</article-title>. <source>IEEE Trans. Ind. Applicat.</source> <volume>55</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>2392</fpage>&#x2013;<lpage>2400</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIA.2019.2896152</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Oprea</surname>
<given-names>S. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bara</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Preotescu</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Potovoltaic Power Plants (PV-PP) Reliability Indicators for Improving Operation and Maintenance Activities. A Case Study of PV-PP Agigea Located in Romania[J]</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>7</volume>, <fpage>39142</fpage>&#x2013;<lpage>39157</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/access.2019.2907098</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Peng</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Su</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zeng</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Efficient Statistical Analysis for Correlated Rare Failure Events via Asymptotic Probability Approximation</article-title>. <source>IEEE Trans. Comput.-Aided Des. Integr. Circuits Syst.</source> <volume>39</volume> (<issue>12</issue>), <fpage>4971</fpage>&#x2013;<lpage>4984</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCAD.2020.2979804</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Perdue</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gottschalg</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Energy Yields of Small Grid Connected Photovoltaic System: Effects of Component Reliability and Maintenance</article-title>. <source>IET Renew. Power Generation</source> <volume>9</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>432</fpage>&#x2013;<lpage>437</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/iet-rpg.2014.0389</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Coit</surname>
<given-names>D. W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Feng</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peng</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Reliability Analysis for Multi-Component Systems Subject to Multiple Dependent Competing Failure Processes</article-title>. <source>IEEE Trans. Rel.</source> <volume>63</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>331</fpage>&#x2013;<lpage>345</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TR.2014.2299693</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Spertino</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chiodo</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ciocia</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Maintenance Activity, Reliability, Availability and Related Energy Losses in Ten Operating Photovoltaic Systems up to 1.8 MW[J]</article-title>. <source>IEEE Trans. Industry Appl.</source> <volume>57</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>83</fpage>&#x2013;<lpage>93</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tia.2020.3031547</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Selective Maintenance on a Multi-State Transportation System Considering Maintenance Sequence Arrangement[J]</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>9</volume>, <fpage>70048</fpage>-<lpage>70060</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/access.2021.3078140</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Verbert</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>De Schutter</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Babu&#x161;ka</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Timely Condition-Based Maintenance Planning for Multi-Component Systems</article-title>. <source>Reliability Eng. Syst. Saf.</source> <volume>159</volume>, <fpage>310</fpage>&#x2013;<lpage>321</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ress.2016.10.032</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Availability and Maintenance Modeling for GIS Equipment Served in High-Speed Railway under Incomplete Maintenance</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Deliv.</source> <volume>33</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>2143</fpage>&#x2013;<lpage>2151</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRD.2017.2762367</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>A. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gebraeel</surname>
<given-names>N. Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yildirim</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Integrated Predictive Analytics and Optimization for Wind Farm Maintenance and Operations[J]</article-title>. <source>IEEE Trans. Power Syst.</source> <volume>138</volume>:<fpage>110639</fpage> <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rser.2020.110639</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Decision-making Modelfor System State Maintenance Based on Correlation Set Decomposition[J]</article-title>. <source>Automation of Electric PowerSystems</source> <volume>39</volume> (<issue>02</issue>), <fpage>46</fpage>&#x2013;<lpage>52</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.7500/AEPS20130906018</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>C-vine Pair Copula Based Wind Power Correlation Modelling in Probabilistic Small Signal Stability Analysis</article-title>. <source>Ieee/caa J. Autom. Sinica</source> <volume>7</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>1154</fpage>&#x2013;<lpage>1160</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JAS.2020.1003267</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cheng</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>State of Wind Turbines Considering Incomplete Maintenance-Opportunistic Maintenance Strategy[J]</article-title>. <source>Proc. Chin. Soc. Electr. Eng.</source> <volume>36</volume> (<issue>03</issue>), <fpage>701</fpage>&#x2013;<lpage>708</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Maintenance Strategy of Photovoltaic Power Plant Based on Component-System Hierarchical Optimization[J]</article-title>. <source>Automation Electric Power Syst.</source> <volume>44</volume> (<issue>08</issue>), <fpage>92</fpage>&#x2013;<lpage>99</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.7500/AEPS20190626009</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jin</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Power-dependent Structure Modeling of Photovoltaic Power Plants Based on the Combination of Gaussian Mixturemodel and Copula Function[J]</article-title>. <source>Acta Solar Energy</source> <volume>40</volume> (<issue>07</issue>), <fpage>1912</fpage>&#x2013;<lpage>1919</lpage>. </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>