[发明专利]一种多源互补城市热网的可靠性评估及优化方法

权利要求书

1.一种多热源城市热网的可靠性评估及优化方法，其特征在于：

步骤S1，根据热网的拓扑结构和各个热网元件的可靠性信息，进行可靠性建模，计算出面向热用户的可靠性指标；

步骤S2，根据相应天气变化下的供热不足统计结果，通过这些事故引发的概率，计算热用户侧的供热不足情况，基于时序蒙特卡洛计算给定时间尺度下的权重函数；

步骤S3，定义多热源城市热网的恢复弹性评价指标，在此基础上建立构建热网的弹性评估指标，从而针对热网进行恢复弹性评价；

步骤S4，根据可靠性指标和弹性指标建立热网可靠性优化框架，同时考虑修复成本，来优化热网元件的恢复策略；

步骤S5，根据步骤S4中的恢复策略，建立热网多目标可靠性优化计算，用于指导和实现多源互补背景下的热网优化调度；

其中，步骤S4中根据可靠性指标和弹性指标来优化热网元件的恢复策略，具体为：

首先建立平均故障率与弹性之间的关系：

然后根据应急状况后的热网建模：

Aq_m＝q

R_sG＝H

式中，q_m为每个节点净质量流量分布；q为热网管段中热水流量矢量；A是热网中的关系矩阵；为的转置矩阵；p是热网节点压力的总矢量；H,H_op分别为水头损失和运行水头矢量；R_s为分支水力阻力对角矩阵；G为分支流量的绝对值；

平均可靠性根据以下系统状态概率总和守恒方程在系统元件之间分配：

式中，I是热网中元件的集合，E是热网中元件可操作方案的集合；R_i是元件i的恢复速率；

其中，对于元件的可操作状态的概率可以通过求解描述事件演化的静态马尔可夫随机过程的方程组来计算：

式中，p_s,p_z分别表示工况s,z下的元件可操作概率。

2.根据权利要求1所述的一种多热源城市热网的可靠性评估及优化方法，其特征在于，所述的步骤S1具体为：

考虑一个标准的热网，包括阀门、三通和疏水器共M个元件和N个热力站；首先定义元件i的故障率λ_i、元件i的修复/更换时间r_i、元件i的故障时间的随机变量T_i、热力站j供热不足的时间Q_Tj、热力站j对应的热用户数N_j，其中i∈[1,M],j∈[1,N]，并且所有指标都是非负数，则可得到热力站j所对应的故障率λ_j、供热不足的时间Q_Tj以及热力站j的供热不足恢复时间r_j为：

λ_j表示热力站j的故障率；λ_ij为导致热力站j供热不足的元件i的故障率；r_ij为导致热力站j供热不足的元件i的修复/更换时间。