In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  V o l.  10, N o.  3, S ep 2019,  pp.  1 5 3 8 ~1 5 4 6   ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 3.pp1538-1546          1538     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Improved reliability asses s ment  of backup battery storage  integrated with power s upply system  in a buil d ing       M u h a mma d  Mu rta dha   O thma n 1 ,   M uha ma d   Amirul  N a i m  Mo hd  J a m a l u ddin,  F a i sal Fa u z i 3 ,    Ismail   Musirin 4 ,  Mo h a mmad  L u tfi  O thm a n 5   1 , 2, 3, 4  F acul t y   of Elect rical  En g ineerin g,  U n i vers iti T e kno lo g i  M A R A ,  M alay s i a    5  Cen t re f o r   A d v anced  P ow er and  En e rgy  Research an d  D epart m e n t  o f  E lectri cal an d  E lect ron i cs Eng in eering,   F acu lty  of  En g i neerin g, U n i vers i ti  Putra  Malays i a ,   Malays i a       Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Au g   1 9 ,  2 018  Re vise d F e b 2,  201 9   Ac ce p t ed  M ar 2 4 ,  2 019      Th is   p aper  p res e n t s  th e  im pro v ed   a nal y s i s   o f   r eli a bili ty   f or  b a ttery  s torage  us ed  i n  pow er  s y s t e m.   T h e   r eli a bi lity   a ss essmen t  of   t his   p a per  i n clu d es   t h e   eval uat i on   o f reli abil it y of   t he  s ys tem   co m pon ents,   batt ery mo d ule and   po wer   elect roni c co mp on ent s . Battery  st o rage is   con s id ered as   o n e   o f   energy  s torage   and   energ y   s ource  t h at   c omm only   us ed   i n   p o we r  s y stem.  The  ev alu ation   of   t h e   r e li a b i l it y  of  p o w e r   s ys te ms   u ti l i s in g  w i th   t he   s t o r a ge   b a t te r i e s   i s  perf o r med   by  usi ng  t h e  M a rko v   c hain   p roces s.   T he  c om putatio n  o f  t h e   reli abilit y   i s  co ndu cted   b y   ref e rr i ng  t o   t he  g en er ated   r el iab i l ity   b l ock   begi ns  f r o m   p ower  s uppl y  s y stem .  E v e r y   part  o f   th e  syst em  i s   evalu a te d   r egard i ng   tw o  s p ecif i c  st a t es  t hat   are   i n   n o r m a l  o r   f ailu re  m ode.   By   u s i n g  th e  M a rkov   m e th od, th e  sy s tem   un avai labili ty  and  f ail u re f re q u ency  can  b e  co mpu t e d .   K eyw ord s :   Ba tt e r y s t ora g e     Com m e rc i a l pow er  supp l y  (CS )   En gine  ge n era t or  ( EG)  Mark ov  cha i n   R e l i a b i lit y   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Mu ham m a d  M urta dha  O t h ma n,   Fa cult y   o f   E l e c t rica l   En gine erin g,   Un iv e r sit i  Tekn o lo gi  M A R A,  4 045 0   Sh ah  Ala m,  S el a n go r,  M al a y si a .   Em ail:  ma ma t 505m y @ yah o o .c om       1.   I N TR OD U C TI O N   Mo st  o f  t h e   e l e c trica l   s ys tem   of  a   b u ild i n g   is  b ec o m i n g  more   a d vanc e  i n   its  ope ra ti o n   d ue   t o  i t s   depe n d e n c y  on   in form at io n  a nd c o m m un ica tio n tec h no l o g y   ( I C T)   t h at   h a s   i n c re a s ed   i n   co mi ng   y ea rs.  Sy s t em  fa il ure s   c a u se d   b y   a   s i n g l e  m a jor  harm   o ri gina t e d  fr om  I C T   w i l l   a ls o  i n s t i g a t e   to   a   m as sive   d isa s ter  t o   t he  soc i et y  a nd  ec onom ic   o f  a   c o u n t ry  [ 1-6].   A n   e lectr i c a l  com p o n e n t  op e r ati ng  ha v i ng   t he  c riter i a   o f   h ig h   relia bi l ity  i s   o n e   of  t he  r e a s ons  t ha t  it  ne e d s  t o   b e   pr o t e c ted   e s p ec i a l l y  un der  the   e n v i ro nm en t  of   I CT   ut iliz a t i on.  H e n ce ,  it  is   i m p orta nt   t o   m a k e   s ure  tha t   t h e   c omm u ni cat io n s   b ui l d in gs   a n d   d at a   ce nt ers  t h at  opera te  I CT e q u i p me n t  nee ds to be   s tab l e,   s u p p lie d b y  goo d   pow e r q u al i t y and w ith ou t  i n t e rr uptio ns fro m the  elec tr ical  s u p p l y  sys t em .  Mo st  o f  t h e  b u i l d i ngs  m ay  h ave   insta l led  w i t h   I CT  t ha t  ha ve  t o  be   s up p lie d  by  th e   pow er   s ourc e   w i t hou t  i n t e rru pt i on.  U s u al l y ,  t h i s   t ype   o f  b u i l di n g   i s   o p er ati ng  w i t h   b ac ku p  p o w e r   so ur ces   suc h   a s  u n in te r r upta b le   pow e r   s up p l i e s  (U P S ) .   The r efo r e,   a   bui l di n g   h a vi ng   a   b ac kup   p o w er  s up ply   sy st e m   nee d s  a   go o d   p lan n i n g   t ha t  m u st  b e  ta ke n  i n to  c on side rat i o n  [7- 12].   T h is  c a n   b e   ac hie v e d   w i t h  the  rel i a bi l i t y   assessm ent   for   eve r y   e l ectr i c a l   c omp one nt  o f  ba t t er y  st orage ,   i n v erter ,   s w i t c h,  c om m e rc i a l   pow e r   s up p l y   an d   eng i ne  g ener a t or.  H e nce ,   t he   M a r ko v  m ode l  i s   c us toma rily  u s e d  to  a na ly z e   t he  r el i ab i lit y  of  a   p ow e r   s upp ly  i nt e g r a te d   w ith  t he   b at t e ry  s t o rage .  Th is  m e t h o d  is  w ide l y  use d   i n  re liab i li ty  a nal y s i s  of  r ep air a b l e  com p o n en ts.  Re li a b i l i t y  ca n  be  d efi n ed   b y  a  c o m p le x  r e la t i ons h i p  of  d es i gn,   e n v ir onme n t ,   t es t  e q uipm ent,  a nd   ma int e na nce   ski l l s  am o n g s t  ot her   i n fl ue nt i a l  fac t or s  [13- 15].  T her e   a re   nume r o u s  r e se ar ches  c o n c e rn in g  w ith   the  u t i l i z a t i on  of  M ark ov  mo de l   for  ana l yz ing  the  r e l i a b ili ty  o f  pow er   s y s tem   a nd  i t s  com p o n e n t s   [ 16 - 18].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Improv ed re l i a b i lity  a s se ssme n t o f  b a c k u p  b a t t ery  stor a g e  inte gra t ed  … (M uham ma d Mur t a d ha Ot hma n )  1 539 Th e  c o n t i nuo us-t i m e   M a rkov  c h a i n   i s   n o r ma l l y  u sed   i n   t h e   r e l i a b ility  assessment   of  batt e ry   s to rag e   i nteg r a ted  wi th   p o w er  s up ply   sy st e m   o f  a   b u il din g . R el i a bi lity   p ro bl ems  i n  pow er  sy s te ms ar e   u sua l ly   o c c u r r e d ba se d o n   di scr e te  i n   s y st em   a nd  c o nti n uo us  i n  ti m e .   Th is  i s  t h e   r e ason   t ha t  c o n t i n uo us- tim e  Ma r k o v   c ha i n   i s  s u i t a b l e   f o r   r e lia bi l ity   a nal y s i s  o f   b a t t e r y   s tor a ge  i nte g r a te d  w i t h   p ow e r   s up ply .   E l e c t ri c a l   pa r t s   lik e   g e n e rat o r ,   r e c t i f i e r ,   i nv erte r,   a n d   un int e rru pt ab l e   p o w er   s up ply   ( U P S )   t e n d  t o   h a v e  pr o b lem s   c o n t i n u o u sly  in  i t  s t ate s   un t il  a  tr a n sit i on  occ u r s   w h i ch  c ha n g e  th e   pr o b lem   d i s c r e t e ly  t o   anot h e r  st at e.  A   M arko v   c h ain   i s   a   m a them at ica l   s ys tem   inv o l vi ng   t he   t r a n s it i ons  f r o m  o n e   sta t e   t o   a not h e r   a c c o r di ng   t o  c e rt a i n   p r ob ab ili st i c   r u l e s.   T he   M a r ko v  cha i n  is  b a s i c al l y   c o n s t r u cte d   b ase d   on  t h e  s t a t e s   o f   t h e   M a r kov  mo d e l .   E v e r y   s t a t e   c o n s is ts  o f  fa i l u r e  r a t e   a nd r e pair   r ate  an d  it  i s   d e t er m i ne d  b y  ob ser v a t i o n   in  a   s pe c i fic  ti m e   [ 13- 1 5 ] .  The r e   a r e   tw o  ty pes  of   c on f i g u r a t i o n   o f   r e lia bi li ty  w hic h   a r e   s e r ies  a nd  p a r a l l e l   sy st em s .   F o r   s e r i e s   s y st e m s ,   i t   on ly   can  f u n c tio n  pr ope r l y  if   a ll  of   t he   c om p one n t s  i nvo lve d   f u n c t i on  pr o p erl y .   In   c o n tra s t   wit h   t he   p ara lle l  s y stem s,  ot her   c o m p o n e n t s   a r e   s ti l l   o p e r a ti ng   d ur i n g   w h i c h  the   othe r   c o m po ne nt   i s   fa il i ng  to   o pe r a te.   I n   o t h er   w or ds,   the  wh o l e   sys t e m   w il l  n o t  op e r ate  when  t he r e   i s  fa i l ur e  fo r   all   o f  t h e   c o m pone n t s.   B l o ck  d iagr am   o f  pow e r   sup p l y  sys t e m   f or   A C  fe ed in g   a s   s how n  in  F i g ur e  1.           F i gur e  1.   B l o c k   d i a gr am   o f   pow e r   s upp l y   s y s tem   for   A C   f e e di n g       An   uni nt erru pt ibl e   p o w e r   s up pl y   (UP S )   an d  sta ndb y  g e n e r a to rs  a r e   u s ua ll y  inte gr at ed  w i t h  th e   pow e r   s up p l y  ins t al le d  in   a   b ui l d in g  [ 1 9- 2 2 ] .   I n   d esi g nin g   a n d  pla n ni ng  the   bac k up   p o w e r   s up pl y   sys t em ,   i t   ha s  t o   b e  i n st a lle d  wi t h   h igh l y   cost-ef f ec t i ve   i n v es tm en t.  U P S   syst em  i s  widely  u se d  to  m ake  sure  t he   power  qua lit y  a n d  s u s t a i na ble   p o w e r   su pp l i e d   t o   th e   elec t r i c a l   s ys t e m   o f  a   bu il d i n g .   I t   i s   p o s si bl e   t o   e qui p  th e  UP S   w i t h   l on g  ba tte r y   b ac k- u p   tim e  an d  sm al l  i n   i t s   s izi n g.   U P S   s ys tem s   w it h  a  l o n g er   l a s ti n g   o f   ba t t er y  ba ck- u p  time   c a n  pr o v i de   b o t h q u a l i t y   a nd  r e li a b l e   p ow e r  back u p  to t h e  e l ectr i c a l   sys t em   o f a bu ild in g [2 3-2 5 ]. A new   me t h od  fo r  c a l c u l a t i ng  t h e  un av ail a bil i t y   U s y s   a nd   f a ilu re   f r e q u e ncy  of   p o w e r   s u ppl y  sy st e m   w i t h  ba c kup  st or age   ba t t er y  is  i n t r o d u c e d  t o   a c h i e ve   a   p r e c i se   r esu lt.   B y  u sing   t h e   s a m e   po wer  su pp ly   s y s t e m  c o n f ig u r at io n,   t he  oper a t i o n   o f  t h e  sta t e   t r ans iti on  i s   c ha n g ed   s o  t h a t   a   b et ter   c a lc ula t i on  ca n  be  m ade .   I n  c o n t r a st t o  t h e  bas i c ap pr oa c h ,   the new   a ppr oac h  ha s   t h e  t r a ns i ti on  w h e r e   the  bac k u p   b at t e r y  stor a ge h as   t o  be  r echa r ged  w h e n   e xce e d in g  th e  ba ck u p   t i m e  be f o r e   c o n ti n u e  r e pa ir in g  th e  in t e r r u p t e d   c om po ne nt s.   O n  t h e   ot her   ha n d ,   t h e   new   m e t h o d   g ive s   a n  a ccur a t e   v a l ue   f or   t he   c alc ula t io n  of   t he   u na vai l a b i lit y  U s ys  a nd  f a ilur e   f r e que n c y.       2.   RESEARCH METHOD   Th is  s e c t i o n   w il l  e x p l a i n  o n   t he  calc u l a tio n  of  c o n tin uo us-t ime   M a r ko v  chai n  t h a t   u se d   to  d eterm i n e   the   una va i l a b il ity   o f  a   p o w e r   sys t e m   a nd  a l s o   t he   r el i a bi lit y  a ss e ssmen t   of   b a t t e ry  s t o r a ge   o p e rati ng  c o n d it ion  use d   a t  a   spec ific   b ac k u p  ti m e .   The  fol l o w in g  s u bsec ti on   w i l l   d e s c r i b e  t h o r oug hl y  on   t he   cal c u la t i on   o f  Mar k ov  cha i n  r e qu ir e d   f or   r e l i a b ili t y   a sse ss m e nt  o f   ba t t er y  sto r a ge   i nt e g r a ted  w i t h   p ow e r   s upp l y   s yste m.     2 . 1 .   Pow e r  s u p p ly  sy s tem w i th  ba ck up  ba t t ery   sto r a g e   I n   t h i s  sec t i on,   t he  e va l u a tio n   of  r e lia bil ity  f or   a   pow er   s u p p l y   s yste m  is  i ntr o d u c e d   b y  a p p l y i n g   t he   Mar k ov   p r o ce ss  me th od  w h i c h  i n cl u d es  t h e   r elia b i l i t y   a s s essm ent  o f   b a t t e r y  s t o r a g e .   M a r k o v   p r o c e s s   i s  a   m e tho d   t ha t  us es  t he  s tate  t r a ns i t i ons  f or   f a i l u r e s  f o r   ever y  c om p o ne n t   i n v o l ved  in  o r d e r   t o  cr e a te  a   M ar ko v  d i ag ra m  a n d  a   se t   o f   p rob a b ilit i e s  th at   c a n   b e   g e n e ra t e d  fo r  ev er y  s t a t e  tr a n sit i on  t h e  r e l i a b i lit y  e v a l ua t i on.   I t   is  i mpor ta nt  t o  co ns i d e r   t h e   b ac ku p  tim e  for   the  o p e r ati on  o f   b a t te r y   s tor a ge.   F i gur e   2  s h o w s  the  co nfi g u r a t i o n   o f   p o w e r   s up ply   sy st e m   w i t h   b ac kup   b a t t e ry  s to ra g e.  F ro m  th e  co nfi g u r a t i o n ,   f a i l u re  m od e  f o r  e v er y  c o m p o n e nt  i n  t h e   sys t e m   i s  class i f i e d   a nd  r e pr esen te d  i n t o  r e lia b i l i t y  b l o c k s   s h o w n   i n  F i gur e   3.   F or   t he  CS/EG  b l ock,  i t   re presen ts  t h e   c omm e r c ial  p o w e r  su p p l y   p ara lle l   w it h  e m e r gency  e n g i ne  g e n e r at or .   The n ,   bl oc k  A ,   B   a nd  C   r e pr e s en t  as  t he  U P S   c om pone n t s  a nd  t h e   fa i l ur e s   t ha t  affec t   eac h   b l oc k  ar e  pr ese n te d  i n   Ta b l e   1.   B y  r e fer r in g  F i g u r e   3 ,   CS /EG   an d  bl oc k  A ,   a nd  a l s o   b a t t e r y  a n d  b l o c k   B   i s   c o n n e c t e d   i n  s e r i e s .  T h e   tw o  br anc h e s   a r e   c onnec t e d   t o   a   junct i on  a n d   i s   s er ies  w i t h   b lo c k  C.  CS: C o m m e r cial  P ower  S upp ly   EG: Engine- g e n er ator se t   S W :  S w i t c hge ar   UPS: Un i nter ru pt a b le po w er su pply  BATT : Bat ter y Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 3 ,   S e p   2 019   :     1 5 3 8   –   1 546  1 540     Ta ble   1.   C omp one n t s  f o r   e ach   b loc k   o f   pow e r   s upp ly   s yst e m  w i t h   bac kup   b atter y   s t o r a g e   B l o c ks  M a i n  F a ilure  M od e   CS / E G  Outa g e , S t a r t-up f a ilure   A  Thy r is tor   (o pe n), MCCB, Filte r   B  C  T h y r i s tor  ( s hort ) ,   I nve r t e r   MC C B , Filt e r ,  Re a c to r           F i gur e  2.   P ow er   s upp ly  s yste m   conf ig ur at i o n  with  b ack u p   s tora ge  b a tter y       F i gur e   3.   Rel i a bil i t y   b lo ck  d ia gr am   o f  pow er  sup p l y  sys t e m   w it h  ba c k u p   b a tter y   s tora ge       2 . 2 .     R e l i a bi li t y  c a l c u l a ti o n   f o r   t h e  p o w er  s u p pl y   s y s t e m   w i t h  b a ck up  ba ttery  sto rag e   The   rel i ab i lit y   calc u l a tio n  fo r  the  powe r   s upp l y   s y s t e m  wit h   b a c k u p  b a t t e r y  s t o r a g e  i s   c o m p r i s e d   w i t h   t he  t r a ns i tio n  o f   f a i l u r e   f or   e ver y   b lo ck  t ha t  fa lls  u nder   t wo   c ond i tio ns   a nd   t hi s  re fe rs  t o   Fig Err or !  Referen c e   so u r ce no t   fo un d. ur e 3.  The  f ir st   c on di ti on  is  t h e  tr a ns it ion  w h er e the   fa i l ur e   o c c u rs at   bl o c k a   but  ther e  is  s t ill  p o wer   sup p l i e d   from   t h e   b ac ku p  ba tter y   s t o ra ge  v i a  b l o c k  B  s h o w n   i n   F i g Error !   R ef ere nc e  sou rce   n ot   f ou nd . ur e   3.   T h i s  f i r s t  co nd i t i on  is  r epr e sen t ed  by  sta t e   tr a n s i t i on  P2   s ho wn   i n   Fig Er ror !   Refe re nc e   s o ur ce   n o t   f o u n d . ur e   4.   T h e   s ec on d   t r ans iti o n   i s  w h er e   the   f a i l ur e  ha ppe ned  a t   b lo ck   A   a n d   ba tte r y  st o r a ge  e xcee ds  t he  ba c ku p  t i m e  sh o w n  in  F i g Erro r !  R efe r e n ce  sour c e   not   fou nd. ur e   3.  This   sta t e  of   tr a n sit i on  fa lls   u n d er   b lo c k   P 3  show n  i n   F ig Error!  R eferen ce  s o u r ce  n ot  f ound. ure   4.   F or   t hi s  type   o f   i n t e r r u p t i o n ,   t h e  f a i l u r e  r a t e   i s  d e r i v e d  f r o m   a n  e q u a t i o n  t h a t   d ep end s   o n  t h e  b a tt e r y   st orag e   b acku p   time  a s   gi ve n  i n   ( 1) .   P r i o r   t o   t he   a f o r e me ntio ne d  tw o  c ond i t i ons ,   th e   s t a t e  t r a n s i t i o n   P 1  r e p r e s e n t s   a s  t h e r e  i s   n o   in ter r up tio n  o f   p o w er   s u p p l y.   I n  F i g Erro r !  Referen ce  so u r ce  n o t   f o und. ur e  3,   t he   t r a n s iti o n   f r o m   sta t e  P 3   toP 1   h ap pe ned   w h en  b loc k   A   i s  r e pa ir ed  w i t ho u t   r ec har g i n g  the   b at t e ry   s t o rag e   t h a t   ex c e e d s  th e  b acku p   t i m e  as  s ho wn   i n   Fi g Err or!  Ref ere nc e  sourc e   n ot   f oun d . ur e  3.   I n  F i g Error !   R ef ere nc e  sourc e   n ot   f ou nd . ur e  4,   the  r e pair  r a t e  of  μ 1   i s  set  for  the  tra n si t i o n   f rom  P 3   t o  P 1 .  In  p ar tic ula r ,  t h e  tr a n s i t i on  fr om  P 2  t o   P 3  i s   s e t   t o   be   α 1   a nd  f r o m   P 2   t o  P 1   i s  se t  t o   b e   β 1 .   O n   t he   o the r   h an d,   t he   o per a tio n  o f   s ta te  t r a ns i t i o n  fr om   P 6  to   P 7   i s   re l a ti v e ly   s i m il ar  t o   th e  st at e   tra n sit i o n   fro m  P2   t o   P3   s ho wn   in   F i g E r r o r !   R ef erenc e   s our ce  not  found . ur e   4.   T he   o nl y  d i ffe r e nc e  i s   t ha t  t h e  fa il ur e  is  o cc ur r e d  at  C S / EG   b lo c k   a nd   t h e r e   i s  st ill   b a c kup   s upp l y   f ro m  ba tte r y   s t o r a ge   t ha t  f l ow s  t h r o u gh  bl oc k  B  sh ow n  i n   F ig E r r o r !   R e f eren ce   s our c e   n o t  f o und. ur e   3.   I n   Fi g Erro r !  Reference  so urce  n o t   f o und. ure   4,   t h e   t r a n s i t i o n  fr om   s tat e   P 6  t o   P 7  is   h a ppe ned   w h e n   t h e   ope r a ti o n   o f   b a tt e r y  i s   e xce e d in g  the   bac kup  t i me   d ur i ng  t h e  fa il u r e   o f   a t  C S /EG  bl o c k   th at   r e f e r s  to  Fi g Err or!  Ref ere nc e  sou r c e   n ot  f ound. u r e  3 .   T h e r e fo re,  t h e  failu r e  rate  i s  ref e r r ed   a s  α 2  f o r  t h e   s t a t e   tr a n smiss i on  f r o m  P 6   t o  P 7 ,   a nd  t h e   sta t e  tr ans i t i on  f r o m   P6  t o   P 1  pr e s en t e d  b y   β 2 .  I n   F ig Error !   R ef ere nc e  sou rce   n ot  f ound. ur e  4,   t he   t r a ns it ion   f r o m   sta t e   P 7   t o  P 1   h a ppe ne d  w h e n   C S / EG   b l o c k   i s  r e pa ir ed  w it hou t   r echa r gi ng  t h e   bat t er y  st or a g e  t h a t   e xc ee ds   t he  b a c k u p   t i m e  as  show n  in  F ig Err or !  Refe re nce   sou r ce   n ot  f o un d. ur e  3.   I n  F i g Err or !  Refe ren ce   s ource   n ot   f ound . ur e  4,   t he  r epa i r   r a te  o f   μ 4   i s  set  f o r   the  t r ans iti on  from  P7  t o  P 1 .   T h e r e f ore,   t he   f ai l u re  r ate  fo r  state  t r ans iti o n   f ro m   P 2   t o   P3 ,   an d   a l s o   f ro m   P6   t o   P7   c a n   b e  c o mpu t e d   by  u s i ng  ( 2 )   and  ( 3 ) .   F r om   ( 2)   a nd  ( 3 )   ar e   de r i ve d  fr om   ( 1) .   The   f a ilur e   r ate,   λ   f or   al l   th e   s t a t e  t r an si tio ns   i s  gi v e n   a s   f ro m  the  ma nua l  da t a .  The  re pair  r a t e  o f   μ   a nd  β  for  al l  t h e  s t at e  t r a nsi t i ons  a r e   c alcu la te d  by  usi n g  t h e  e q ua tio ns   whic h  will  b e   d i s c u sse d  in  S e c ti o n   II. C.  I n   othe r  si tua t ion   whe r e by  CS / E G   and  b l oc k  A   is  oper a t i ng,   w hil e   bl oc k  B  is  i n  fa ilur e ,  he n c e  t h e  three - p h ase  sys t e m   i s  s til l  r e c e i v in g  t h e  ele c t ri c  sup p ly   f ro m  th e  C S / E G.  T h i s  c a n  be   r e f e r r e d  t o   F i g ur e   3.   T her e f o r e ,   the  sta t e  tr a n si tio n   fr om   P 1  t o   P 4  s how s  the   fa il ur e  o f   b l o c k   B   a nd   vice - v er sa   a s  d e pi c t e d   i n  F i gu r e   4 .   I n   F igur e   3,   t he   f a ilur e   o f   b l o c k   C   m ay  c a u se   t o  a   com p le te   i n t er rup tion   o f   e l e c tr ica l   s u p p l y  to  t he  t hr e e - pha se   s ys tem .   T he   f a i l u r e   o f   blo c k   C   i s  r e pr e s en ted  by  t h e   sta t e   t r ans i t i o n   fr om  P 1   t o   P 5   s ho wn  in Figu re  4 . By   re p a irin g blo c k C, th e  CS/EG o r  ba c k up  ba tte ry  st o rage  wil l su p p ly  t h e  p owe r   to  t he  t hr ee - p h a se  s ys tem   dep i cte d   i n  F i gur e   3.   H enc e ,   by  r e pa i r i n g   t he  b l o ck  C ,  th e  sta t e  tra n sit i on  fro m   P5  to  P 1  is  i ncur r e d  and  it  c a n  be  obs er ved  i n   F igur e  4.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Improv ed re l i a b i lity  a s se ssme n t o f  b a c k u p  b a t t ery  stor a g e  inte gra t ed  … (M uham ma d Mur t a d ha Ot hma n )  1 541         F i gur e   4.   M ar kov  cha i n  di a g r a m   of   pow e r   s up p l y  s y st e m   w it h  bac k u p   b at t e ry  s t o rag e       The   M a r k o v   c h a i n   d ia gr a m   f or   t he  p ow er   s up p l y  s y s t e m   w ith  b a c k u p  ba t t e r y  st or a g e  g i ve n  in    F i g u r e   4   i s  us ed  t o  de r i ve  t h e   t r a nsi t i o n a l   p r oba bi l i t y   m atr i x  give n  i n   ( 5) .   The n ,   the   tr a n s i t i ona l   pr o b a b i l i t y   m a tr ix  i s  use d   t o  c a lcu l a t e  t h e  pr oba b ili t y   o f  eve r y  sta t e.        ∙     ∙         ( 1 )        ∙         ( 2 )        /  ∙     /     /   ( 3 )          (4 )        (5 )     Th e  f a ilu re  freq u e n c y   fo r   th e  sy stem  c an   b e   ref e r r ed   t o   the  sta te  t r a ns iti on  to  a   t o t a l   f a ilur e   t hat  is   fro m  P2   t o  P3 ,  P 1  to   P 5 ,  an d  P6  to   P7 .    2 . 3 .   Estima tio n   o f rep a i r ra te,   μ  Ta b l e   2  repr esent s   t he   f a i l u re   r ate  λ  for   every  sta t e   t r ans i t i o n  s how n  in  F igur e  4.   T h e   r epa i r   r a te   f o r   sta t e tra n si t i o n   i s es ti m a te d ba se d on t h e m ean tim e t o  re p a i r  ( M T T R )   g i v e n  i n  e qua t i on ( 6 ) .  MTT R is  d e f i n e d   a s   t he  a ve r a ge   tim e  neede d   t o  r e pa i r   a n y   c ompo ne nt s  tha t   a r e   f a i l e d   t o  ope r a te   a nd  r e tur n   b a c k   t o  n o r m al  ope r a ti n g   c on d i t i on s  [7] .        ℎ  ⁄  ( 6 )     The   MTT R   f or   C S / EG   i s  ass u m e d  t o   b e   1 0   h our s  for   e v e r y  r e pa i r   c o n d it io n,   a nd   f or   b loc k   A ,   B  an d   C  ar e  as sum e d   t o   b e  5   h o u rs  f or  e very  r e p ai r  c ond it i on.  T h e   M T T R  for  b a t t er y  i s   e st im ated   t o   be   2   h o u rs  o f  r e pair   c on di ti o n .   Ther efor e,   t he  r epair   r a te   f or   e a c h  bloc k  c a n   b e  ca l c ula t e d   by  us in g  t h e   fo l l ow in g  eq ua t i o n s.      /  0 . 1   ℎ ⁄  ( 7 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 3 ,   S e p   2 019   :     1 5 3 8   –   1 546  1 542   , , 0 . 2   ℎ ⁄  ( 8 )       0 . 5   ℎ ⁄  ( 9 )       Ta ble   2.  F a i l u r e  r ate  λ   for  eve r y state  trans i ti on   Bl o c k s   F a i l u r e  r at e  λ   CS  / E G   2. 5 1 0  A  71 0  B  C  31 0    91 0      The   o b t a i ne d  r e pair   r a t es  μ   a n d   failu re  r ates  λ   w i ll  b e   u se d   in  t he   s t a te  t r a ns it ion  ma t r ix   o f  Marko v   ch a i n   in  (5 )  t o   ca l c ul at e th e   p r o b a bi l iti e s  o f ev ery   st at e .     2 . 4 .   Imp r o v e d relia bili t y  a s s ess m en t   o f   p o w er su pply   sy ste m  wi t h ba ck u p   b a ttery  s t o ra g e   Th is  s ec t i o n   i ll ustr ates  a   n ew  a pp r o ach   u se d  to   d es i gn  t h e  Mar k o v   c ha i n   d ia gr am   t ha t  r e pr e s e n t s   t h e   c h an ges  in  t he  oper a tio n  of  p ow er   s up pl y  sy stem   w ith  b ac k up  ba t ter y   s tor a ge.   The r efor e,   c han g es  o f  M a r k o v   c h ai n   d i a g ra m  from   F igur e  4   can  b e  se en   i n   F i gur e  6.   B y  re fer r i ng   t o  F i gur e   4,   t he   o n l y  c h a nges   m a d e   a r e   r e fe r r i ng  t o   t he   s ta te   t r a ns i t i o n  fr om   P 3  t o   P 1,   a n d   a l s o  fr o m   P7  t o  P1.   T h is  m ea ns  t ha t  the   sta t e  tra n si ti o n   i s   c h an ge d  fr om   P 3  to   P 2  an d  a l so  f r o m  P 7   t o  P 6   s how n  in  F i gur e  6.   I n  F i g u r e  6,   t he  s ta t e   t r a nsiti o n   f r o m   P 3   t o   P2   r es emb l an ce   d u r i n g   t h e  f a i l u r e  of   b lo ck   A   a n d   b a t t ery ,   t he  b a t ter y   i s  gi ve n  e n o u gh  t i m e   t o  r e c h ar g e   a n d   the n   i t  i s   c o n n ected  t o  t h e  sy st e m   onc e  the  com p o n e n t s   i n  bl ock  A  i s   r e p a i r e d  a n d  t h i s   r e f e r r i n g   t o  F i g u r e   3 .   The r ef or e,   t he  n ew   s ta t e   t r a ns it i o n  be tw ee n  P 2   a nd  P 3   can  b e  ob se r v ed  i n  F i gur e   5  an d  F i gu r e   6 .           F i gur e   5.   M ar k ov  cha i n  f o r   th e   new   st a t e  tr a n s i t i on  be t w e e n   P 2  a nd  P 3       B y   r ef er r i ng  t o   t he  M a r ko v  chai n  d i a g r a m  show n  i n   F igur e   5,   t he   s to c h a s ti c   t r an si t i on al   p rob a bili ty  m a tr ix  f or   t he   n ew   s tate  t r a n s i t i on  be t w e e n   P 2  a nd  P 3   i s  gi ven  i n  ( 1 0 ) .       1 0 1       0   1     ( 10)     The  new   sta t e   pr o b a b ili t y   P 1,   P 2  and  P 3   g i v e n   i n  ( 1 1 ) ,   ( 12)   a nd  ( 1 3 )  are  d eriv ed   f ro m ( 1 0 ) .        ( 11)                  ( 12)             ( 13)     F r om  ( 14) ,   ( 15)   a nd  ( 16)   a r e  de r i v e d   d ir e c t l y  fr om   t he   M ar k o v  c ha in  d i a g r am  g ive n   i n  F i gur e   5.     1 2   ( 14)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Im prove d  re li a b i l ity a ssessm e n t  of  b a cku p  b a ttery  st ora g e  i n te gr a t e d  … ( M u ham m a d Mur t a d ha O t hm a n )  1 543      2 1   3  ( 1 5 )       3  2  ( 1 6 )     S o lve  ( 10)  t o  de term i n e  t h e   bat t e r y  fa il ure   r a te,   λ Batt er y ,  w h ic h  depe n d s   on   t he   b ac ku p  t i m e   g i v e n     in (17).   F rom  (17 )  is bas i ca lly  o rigi na t e d f r om (1).           ∙      ∙               (17)          F i gure   6.  A   n e w  Ma r kov d i a g ra m  for  pow er  sup p l y  syste m  w ith  b ac kup  b at t e ry  st o ra g e       It  i s  w o rt h  to  m e n t i o n   t ha t  t h e  sta t e  t r ans i t i o n   i s  al so  c ha nge d  fr om   P 7  to  P 6  s h ow n  in  F ig ure  6.   I n  Fi g u r e  6 ,   t he  s t a t e   t ra nsiti on   f ro m  P7   t o   P 6   s ho ws  d u r in g  t h e   f a i lu r e   o f   CS /E G   a n d   b a t t e r y ,   th e   ba t t e r y   is   g i v e n   en oug h  ti me  t o   rec h arge   a nd   t h e n  it   i s   c onn e c t e d   b ack   t o  t h e  syst em  o n c e   th e   C S / E G  i s   r e p ai re d   an d  th i s   r eferrin g   t o  F i gure  6.  The  s t oc has t ic   t rans it ion a l   proba b i l i ty   m a t r i x  f o r  the   for  t h e  ne w   M a rk o v   c ha i n   o f  po w e r  supp ly   syste m   w it h  ba cku p   b a tter y  st o ra ge is g i ve n  i n  (18).     / / / / 1( ) 0 0 1( ) 0 0 0 0 01 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 00 0 0 1 ( ) 00 0 0 0 1 AB C C S E G A B C C S E G A A B a tte ry Bat t e r y B a tte ry Batt e r y B B C C CS E G C S EG Bat t e r y B att e ry B at te ry Bat t e r y P            ( 1 8 )     The  pro b ab i lit y for e v ery  st a t e   is used  t o  ca l c u la te t he  risk  o f  t h e sys t em  a nd i s  gi v e n  in  (19) u nt i l  (25).            /         /   /  ( 1 9 )                ( 2 0 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   153 8   – 1 546  1 544           (2 1 )         (2 2 )         (2 3 )      /      ⁄   ⁄        ( 2 4 )            ( 2 5 )     The   u n a v ai la bi lit y  o f   t he  t hree -phase   s yste m ,   U sy s ,   is  t he   s um   o f  t h e  p r oba b i l itie s  of  s ta te   f ac in g   com p le te  f a i lu re.  The  com p l e te  f ai l u re   i s  ha ppe ne d  w h e n   t her e   i s  n o   p ow er  s up ply  b e c a use  o f   t h e   b at ter y   stor age  exce e d in g  t h e   bac k u p   t im e  d u r i ng  t h e  fai l ure  of  C S / EG,  bl oc k   A   or  b l o c k   C   t ha t  re fe rs  t o  F i g u r e  3 .   F o r   this  s it ua t i on,   t he  U sy s   c alcu la te d  b y   r eferr i n g   t o  t h e   summ ati o n   o f   P 3,  P 5  and  P7  r epr e s ent i ng  as   a   com p le te fa i l u r e   f or  t he  three - pha se  sys t e m  give n i n  ( 26).      3 5 7  ( 2 6 )     The   fa il ure   fr eque nc y  for  the   sys t em   c a n   b e   referr ed  t o  t h e  st a t e   t ra nsit i on  t o   a   t ota l   f a i l u re  t ha t   is   from  P 2 to P 3, P 1  t o   P 5,  a nd   P 6  to P 7  give n i n  ( 27 ) .            1  2    6    (2 7 )       3.   RESULT S   A N D   ANALY S IS   Th is  s ec tio n  w i l l   d i s cus s   o n  the   re lia bi li ty  a sse s sm e n t   ba se d  o n   the   una va ila b i lit y  and   fa i l ure   fre que nc y  for   bo t h   o f  t h e   bas i c   an d  i m pro v e d   M ar k o v   c ha i n   o f  po wer  su pp l y   s yst e m  wi th   t h e   b ack up   b a t t e ry   stor age.   T he   p r oba b ili ty   f or  e ac h  sta t e   of  t he   b as ic  M ark o v   c ha i n  a n d  t h e  n e w  M a r k o v   c h a i n   o f  p o w e r  s u p p l y   w ith  t he back u p   b a t tery  s t o r a ge  a n d  t he   c a l c u la te d  va l u e  i s   t ab u l at ed in  Ta ble   3.   T he   t o t a l   p roba b ili t y   o f bas i c  appr oa ch of p o w e r  supp l y  w it h the bac k up batter y  sto r a ge i s obt a i n e d i n  a large  val ue tha t is  7 . 55 1 0   and  t h i s   c on c e pt   i s  i n co rre c t   si nc e  th e   v a lu e   sh oul d  b e   l i m i t e d   to  a   u n i t y   v a l ue .  There f ore ,   a n  i m prove d  ve rs ion   o f   Mark ov  cha i n for pow e r  sup p l y w i th t he  b ac ku p  ba tter y  sto ra ge i s  i n tro d u c e d  a nd i s  sho w n  in F i gur e  6 .       Tab l e  3.  P roba bil i t y  for  e ve ry s tate  o f  ba si c   a nd impr o v e d  Mar k ov   c ha in  f or  pow er  s upp ly    with  t he backup b at ter y  st o ra ge   S t a t e  P r o b a b ilit y of the  ba s i c  met ho d  (p .u .)  Proba bili ty   o f   the   i m prove d  m e thod  ( p . u . )   P1  0.9 7 5 0 . 975 P2  7.5 4 5 10  1. 4 1 0  P3  5   8.194 1 0  P4  1.5 10  1. 5 1 0  P5  4.5 10  4. 5 1 0  P6  1 . 601 1 0 0 . 024 P7  1 0   8.194 1 0      B y  u s i n g   ( 2 6 )   t h a t  r e f e r s   t o   t h e  b a s i c  a p p r o a c h   o f   p o w e r   s u p p l y   w it h  t h e  b acku p   b a tter y   s tora ge ,  the   c a l c ul a t ed   u n a v a i l a b ilit y   fo r  t h e  o p e r at i n g   c o ndi tio n   o f   t h r ee - p h ase   sy stem  i s  15  a n d   t h i s   i s  r e f e r r i n g  t o   t h e   bat t ery   bac k up   t im e  o f   3   h our s.   B y   usi ng  (2 6)   t ha t  re fer s   t o  th e   i m pro v e d   a p p roac h  of  p ow e r   s upp l y   w ith  t h e   bac k u p  bat tery  st o r a ge,   the un avai la b i l ity for  t he  ope rat i n g  co ndi ti o n   of  t hree -p h a se  s y s t e m  i s   4.5 10   and  t h i s  i s al so   r eferri n g   t o  th e  b att e ry  b ac kup  t ime   o f   3  h ou rs.  T h e  variation of   U sy s  at e v er y t i m e  in t e r va l fo r both   bas i c  an d  im pr ove d  a ppr oac h   o f  p o w e r  su pp l y   w it h  the   bac k u p   b at t e r y  s t o r a g e  c a n  b e   o b s e r v e d  v i a  F i g u r e   7   and  F i g u re  8 .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Improv ed re l i a b i lity  a s se ssme n t o f  b a c k u p  b a t t ery  stor a g e  inte gra t ed  … (M uham ma d Mur t a d ha Ot hma n )  1 545       F i gur e   7.   V ar i a tio n  of  U sy s   a t e v ery  tim e  i n te r v al f or  the  ba si c   a p pr o a c h   o f  p o w e r   supp ly  w ith  t he   b ac k u p   bat t e r y  st or a g e       F i gur e   8.   V ar ia tio n  of  U sy s   a t  ever y   t i m e   i nt e r val  for  the  im pr ove d  appr oa ch  o f   po w e r   suppl y  w i t h   t he  ba ck u p  ba tte ry  storage       The   r e s u l t s  si gn i f y   t h a t   t he   i mpr o ve d   ap pr oac h   o f  p o w e r   supp l y   w i t h  t h e  b a c k u p  b a t t e r y   s t o r a g e   pr ovi des  a  per s ua sive l y   acc ur ate   r e su l t  o f   U sys  i n   c o n t rast  wi t h   t h e  p ecul i ari t i e s  la rg e  v a l u e  i n   t h e  res u l t   o f  U sy s   ob ta ine d   b ase d   on  the   b a si c   a ppr oac h   o f  p o w er   s upp l y   w i t h   t he   b a c k u p   b a t te r y   s t o r a ge.   The  fa i l ur e   fr eque nc y  of   2 . 43 9 10    a nd  8.77 9 10    f or   t he  b asic  a nd  impr o v ed  c o n ce p t   o f  pow er   s up pl y  w i t h   t he  b a c k up  ba tte r y   s t o r a ge   a r e   obta i ne d,   r espe ct ive l y.   T he  f a i l u r e   f r e q u en c y  v a l u e  o f   8 . 77 9 10    i s  c h o s en   b eca u s e  i t   is  o bt a i ned  bas e d  o n   t he  a c c u r a t e   e sti m a t i o n   of  t ot a l   s ta te   p r o ba bi lit y  an d  U sys   d e t er mine d  b y   r e f er r i ng  to  t h e   im pr o v ed  a p p r o a c h  o f   p ow er  sup p l y  w ith  t h e   b a c ku p  ba tte r y   s t o r a ge .       4.   CONCLUSION  Th is  p ape r  ha s  pr e sen t ed   a n   i m pr ove d me th od  o f  M a r k ov c h ai n i n   e v al ua ti n g  the  relia b i l i t y  of  p o we r  sup p l y  sys t em   w ith  b ac ku p  b a t t e r y  st or a g e.   T he   u na vai l a b i l i t y   a nd   t h e   f a i l u re   f re qu en cy   h av e   b e en   e v a lu a t ed  by  im pl e m e n ti ng  the  c o n t i n u ous- time   M a r k ov  c h a i n  f o r   b o t h   b a s ic   a n d   i m p r ove d  a p pr oac h   o f  pow er   s upp l y   w i t h   t he   b a c k u p   b at t e r y   s tor a ge.   The   ca lc u l ate d   u na va ila b i l i t y  f o r   t h e  ne w   Mar k ov  c h a i n   o f   pow e r   s upp l y   sys t em   w ith  b a c ku p  bat t er y  s t or age   i s   4.5 1 0  .   U n like   the   ba sic  m e th o d ,   the  ne w   me thod  pr ese n t s   t hat   it   is  i mpr ove d  to   g e t   a n  acc ur at e   r e sul t   f or   t he   una va ila b i l i t y  of   t he   s ys tem .   T he   i m p r ove d  m e tho d   a lso  g i v e s  a   be tte r   r e sul t   o f  f a i l ur e  fr e q u e ncy  w i th  c o m pute d   v a l ue   o f   8 . 77 9 10  .  T h e  c h a n g e s  o f   t h e   o p e r a t i n g   t r an si tio n  wh e r e   th e   b a t t e r y   has  to  b e  c h arg e d   aft e r  ex ce edin g  t h e   bac k up   t i m e  r e s u lt in g   to  a   b e tte r  rel i a b i l i t y   a s se ssm e nt  o f   t h e   pow er   s u ppl y  s y stem   w ith  b ac ku p  ba tte r y   s t o r a ge.   C o gn iza n ce   t ow a r ds  t he  i m por t a nce   o f   una va il a b ili t y   a nd   f a ilur e   f r e que nc y  f o r   t h e  pow er   s up p l y  s y s t e m   w i t h   b ac ku p  ba tter y   s to r a ge   w il l  r e nde r   to  a   hi g h  r elia bi lit y   thre e-phase  sy s tem .       ACKNOWLEDGE ME N T S   Th is  r ese a r c h  w a s  su pp or te d   by  t h e   L o n g - T er m  R e se ar ch  G r a n t   ( L R GS),  M in is t r y  of   E d u c a t ion  Ma la ysia   f or  t he   p ro gr am   tit led  "Dec arb o n i sa t i o n   o f  Gr i d   w ith  a n   Optim al  C o n tr ol ler   and  Energ y   Ma na gem e n t   f or   E ne r gy  S t or a g e  S y ste m   i n  M i cr ogr id  A p p lica t i ons"   w it h   pr oje c t   c o d e  6 00- I R MI /L RG S   5/3  ( 001/ 2 0 1 9 ) .   T he  a u t h o r s   w ou ld  a l s o  l i ke   t o  a c k n o w l e dge   T he   I nst i t u t e  o f   Resea rch  Mana g e m e nt   &   I nnova tio n  ( I R M I ) ,   U niver s i t i   T e k n o l o g i   M A R A   ( U iTM) ,   S h a h   A lam ,   S e l an g o r,   M ala y s i a  for  the   fa cil i t i es   pr ovi de d  to  s u p p o r t   o n  t h is  r e s ear ch.       REFERE NC E S     [1]   T .   T s u m u ra,   K.   H i r os e,  a nd   M .  M i no,   “ Ap plicatio n  o f   a   M arko v   P r ocess  t o   E va l u ate  t h e  Rel i abilit y   of   t he  P ower  S u pp ly   S ystems  U ti li zin g   S t o rage  B atteri es, ”   35th  Int.  Tel ecom m u n .  E n erg y  Co n f . ’S m art Po wer E f fic, 2 01 3.   [2]   I.   A .   Tø nd el,  J.  F oro s ,   S.   S .   Ki ls kar,   P .   H o k s tad,   a n d   M .  G .   J a at un ,  " I n t erd e pend enci es  a nd   r eli a bilit y   i n  t h e  c o m b i n e d  I C T  a n d  p o w e r  s y s t e m :  A n   o v e r v i e w   o f  c u r r e n t  r e s e a r c h , "   Ap pl ied   co m p u t in g  an d  informatics,   v ol.  1 4 ,   n o .   1,  p p.   1 7 - 27 ,  20 18 .  [3]   S.  C .  Mü l l er,  H.  G eo rg,  J.  J .  N u taro ,   E.  W idl ,   Y .  Deng ,  P .   P ale n s k y ,  M.  U .  A w ais,  M .  Ch eni n e,  M .  Küch ,  M .   Sti f t e r,   a nd  H .  Li n ,   " Interf aci ng  power  s y s t em  a nd  i ct  s imula t o rs :  Ch all e ng es,  stat e-o f -t he-art,   and   cas e  stu d i e s,"   IE EE  T rans acti o n s   o n S m art   Grid,   vo l .   9 ,  n o .  1,  pp.   1 4 - 24 ,  20 18 .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   153 8   – 1 546  1 546 [4]   D.  S ch acht,   S .   P a t zack,  H .   V en n e geert s ,  S .   K ra h l ,   an d  A .   M oser,   " S e lect io n  of   r elevant   f a ilu re  m o d e s   a nd   s ys tem   st ates  f or  t he  e valu ati on  o f   r e l ia b ility   i n  d i s t ri butio n   grids  depen d i n g   on   I CT, "   C IRE D   W orks hop  201 6,   p p .   9 -4,   20 16 .   [5]   D.  S ch a c h t ,   D.  L eh man n ,  H.  V en nege ert s ,  S.  K rah l ,  an d  A.  M o s er,   " Mo del l ing   o f   i n t eractions   b etw een  p o w er   sy st e m   a n d   c o m m u n i catio n  syst ems  f o r  t h e  eval uati on   o f   reli abil it y, "   In  2 01 6  Po wer Sys t em s Com put a tion   Con f eren ce ( P SCC) , p p . 1-7 ,   2 0 16 .   [6]   H.  L ei,   and  C.  S ing h ,   " D evelo p i n g   a  bench m ark  t e st  s y s te m   fo r  e lectri c  pow e r  gri d   c yber-physical  r eliabi lity   st udies, "   I n  IEEE  2 0 1 6   I n ternat ional conference  on  probabilist i c methods  appl i ed to power  syst ems  ( P MA P S ) ,  pp .   1-5 ,   2 016 .  [7]   T.  T su m u ra,  T .   T ak eda,  a n d   K .  Hiro se,  “A   T o o l  f o r  Calcu l ating   R eli a bilit y  of   P o w e r   S u p p l y   fo r  Inf o rm a t io n  an d   Com m unicatio n T echno lo gy   S y s tem s , ”   I NTELE C ’08 ,   p p .   1 –6 ,  2 0 08 .   [8]   P .   P al ens ky,  a n d   D .  D i etri ch,  " D em and   s i de  m an ag em ent:   D em and  r e s po nse ,   i n t e l l i g e n t   e ne rg y  sy ste m s,  a n d   s ma rt  loads,"   I EEE  Tran s act ion s   on  Indust r ial   In f o rm atics ,   v o l .  7,   n o .   3 , p p.   3 81 -3 88 ,   20 11 .  [9]   H.  C .  Gil s ,  Y .   S ch ol z,  T .  P r eg g e r,  D .  L.  d e  Ten a ,  and  D .   H eid e ,   " Integ r ated   m o d ell i n g   o f  v a riabl e   r enewab le   e n e r gy -b a s e d  powe r  sup ply   in  E u r o p e , "   En e r gy ,  v o l.  12 3 ,   pp .   17 3 -18 8 ,   2 01 7.  [10]   X.  L u o ,  J .   W an g ,   M .  Doo n er,  and   J.  C larke,   " Overv i ew   o f   c u rrent   d ev elo p ment   i n  el ec t r ical   e nerg y  s t o r age   tech no log i es  a nd   t h e   a pp li cati on  po tential   in  p o w er  s ys te m   o p er at i o n," App lied   en erg y , vo l . 1 37 ,   p p . 5 11 -53 6 ,   20 1 5 .  [11]   M .  M oh am m a di , R .   G h as emp o u r , F .   R .   Ast ar aei ,   E .  Ahm adi ,  A.   Al i g holi a n ,  an d  A . T oo psh e kan ,  "Op t i m al  pl a nn i n g   o f  r e n e w a b l e  e n e r g y   r e s o u r c e   f o r  a  r e s i d e n t i a l  h o u s e  c o n s i d e r i n g   econ o m i c  a n d   rel i ab ility   c rit e ria,"  International   Jou r n a l  o f  El ectri cal  Po wer   &  Ener gy  S y st ems ,   v o l .  96 ,  pp .  2 6 1 - 2 7 3 ,   2 01 8.  [12]   S .   W e item e yer,   D .   Klei nhan s ,   L.  S i e mer,   a nd  C.   A gert ,   "Optim al  com b i n atio n  of  e nergy   st orages   f or  p ro sp ecti v e  po wer  su ppl y  sy st ems  based   o n   R enew able  E n e rgy   S o urces, "   J o u rna l   of   E ne rg y  S t orag e,   vol.   20 ,   p p .   5 8 1 - 58 9 ,   20 18 .   [13]   F .  W ayne,   “ P h i los o p h y   o f  E ngineering   Reli abili t y , ”  pp .  5 7 9 –58 3,   1 8 32.   [14]   S .   R ao   M ,   V . N.A   N a ik an,  "Avai l ab ility   m odel i n g   o f   re p a irab le  s y ste m s  usin g  Ma rk ov   s yste m  dy n a mic s   simulation , " Inte rna tional Journal   of Qua lity  &  Reli a b ili t y  Man ag emen t ,  vo l .   3 2 ,   no .  5 ,   p p . 5 17 -53 1 , 2 01 5.   [15]   W.   B a m run g setth a po ng ,   an d  A.   P on gpu ll po ns ak,  “ P aram et er  i n t erva l  esti mat i on  of   s ystem  re liabi li t y   f or  r e p airable   mu l t is t a te   s e r ie s - pa r a l l e l  sy s t e m  with  f uzzy  dat a,” Th e S c ienti fic W o rld  J ourn a l,   v o l .  2 0 1 4 ,  20 14.   [16]   R .  H .   Z a i n i ,   M .   M .  O t h m a n ,  I .   M u s i r i n ,  A .   M o h a m e d ,   a n d  A .   H u s s a in .   " D etermina ti on  of   t ransmiss i o n  re liabi lit y   m a rgin   c on si de ri ng  uncert a in tie s   o f   s y stem   o perati ng   c on dit i o n   an d  t r ansmissio n   lin e  out age."  E u rop e an   Tran sacti o n s  o n E l ect rical  P o w er,   vol.  21, no .  1 , pp. 3 80 -39 7 ,  2 011.   [17]   N.   A .   S a lim,   M.  M .  Othm an,  M .   S .  S e rwan,   M .   F ot uhi-Fi r uzaba d ,   A .   S a f d arian ,   a nd   I .   M u siri n,   " Det e rm i n a t ion  o f   avai labl e  trans f er  capabi lity  w it h   i m p l i cat i o n  o f   cascading  col laps e  un cert a in ty, "   I E T   G en eration ,   T ransmis s ion  &   Di st ribu ti on ,  v o l.   8 ,   n o .   4 ,  pp .  7 0 5 - 71 5,   2 01 4.  [18]   M .   M .  Ot h m an,   N.   A b d   R ahm a n,  I .  M u si rin,  M .  Fotu hi -F iruzab ad,  a nd   A .   Rajabi-G hahn avi e h,   " A   h e u r is ti c  rank in g   app r oach  o n  cap acit y   b en ef it   m a r g i n  d e termin ation  u s i ng  P a reto - bas e d  evo l u tio na ry   p rog r amm i ng  t echn i qu e, "  T h e   Sc ie nt ific   W orld  Jou rna l , vo l .   20 15 , 20 1 5 .   [19]   T.   T su mu ra,   H.   M urai ,   K.   H irose,   a nd   M .   Y a ma s a ki ,   “Devel op ment  of  a   C a l c u l a ti n g   S y s te m  U s in g  P o w e r   S u pp ly   Reli abilit y   Fi eld Dat a   i n  Jap a n, ”  10 th  I n t .  Conf .  Electr.  P ower  Qu a l .  Util ., 2 00 9.   [20]   A.  K.   S huk la,   K. S ud hakar,   a nd   P .   Bared a r,   " A co m p rehen s i v e  rev iew on   d es ig n  of  b uil d i n g   integ r ated ph o t ovo lt aic   sy st e m , "   E nerg y  an d  Bu il d i ngs , v ol .  1 28,   p p .   9 9-1 10,   2 0 1 6 .   [21]   N .   A r s h a d ,  a n d  U .   A l i ,  " A n  a n a l y s i s   o f  t h e   e f f e c t s   o f  r e s i d e n t i al  u n i nt erpret able  p o w er  s up pl y  s y s t e m s  on   P aki s t a n' s  po wer  s ector, "   E nerg y  f o r S u stainabl e  Dev e lo pment ,   v o l .  36 ,  p p .  1 6-2 1 ,  2 01 7.   [22]   M .   A ami r ,  K .   A .  Kalw ar,  and  S .   M ek hil e f,  " Un in terrup t i b le   p o w er   s up ply  (u ps)  sy ste m ,"   R e n e w a b le   a n d   S u s t a i n a bl e En ergy   R evi e w s ,   vol.  58,   pp.   1 395 -1410 ,   2 0 1 6 .   [23]   Q.  H an,  “Dat a-teleco m   P o wer  S y s t e m   S o l u t i on  Bas e d  on   R el iab i lit y   Anal ysis, ”   2 9t h  Int .   T el e c o m m un.   E nerg y   Con f .  (INT E LEC  ’0 7),   p p .   9 1 7 – 9 22 ,   2 007 .  [24]   M .   A ami r ,  K .   A .  Kalw ar,  and  S .   M ek hil e f.  " Un in terrup t i b le   p o w er   s up ply  (u ps)  sy ste m ."   R e n e w a b le   a n d   S u s t a i n a bl e En ergy   R evi e w s ,   vol.  58,   pp.   1 395 -1410 ,   2 0 1 6 .   [25]   X.  L u o ,  J .   W an g ,   M .  Doo n er,  and   J.  C larke,   " Overv i ew   o f   c u rrent   d ev elo p ment   i n  el ec t r ical   e nerg y  s t o r age   tech no log i es  a nd   t h e   a pp li cati on  po tential   in  p o w er  s ys te m   o p er at i o n," App lied   en erg y , vo l . 1 37 ,   p p . 5 11 -53 6 ,   20 1 5 .      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.