[发明专利]面向用户体验的电-气-热综合用能可靠性评估方法

权利要求书

1.面向用户体验的电-气-热综合用能可靠性评估方法，其特征在于：所述评估方法包括如下步骤：

S1、构建电-气-热多能源系统模型，其中，电-气-热多能源系统由电力系统、天然气系统、热力系统及耦合环节组成：电力系统包括风电、光伏可再生能源分布式发电装置、电负荷以及储电装置；天然气系统包括气源、气负荷以及储气装置；热力系统包括热源、热负荷以及储热装置；耦合环节包括电-气系统间的压缩机、电转气单元，电-热系统间的热泵、电锅炉，气-热系统间的燃气锅炉以及电-气-热系统间的热电联产装置；且电负荷、气负荷、热负荷共同构成负荷模型，储电装置、储气装置、储热装置共同构成储能装置模型；

S2、利用马尔科夫蒙特卡洛法模拟系统故障

电-气-热多能源系统中的耦合环节和储能装置的停运模型采用传统电力系统可靠性评估中元件的马尔科夫两状态模型，假设其只有运行和停运两种状态，其运行持续时间及停运时间模型如下所示：

式中：λ_k、μ_k分别表示第k类元件的故障率、修复率；u_k表示0-1之间均匀分布的随机数；

通过蒙特卡洛模拟，确定不同元件的运行持续时间以及停运时间，从而模拟系统的故障状态；

S3、确定用户对用能故障的感知程度，公式如下：

T_k,duration＝T_k,ed-T_k,st

λ_φ,k,i＝E_t,i,mean/E_Ni

A_φ,k,i＝λ_φ,k,i/λ_φ,mean,i

式中，T_k,st为用能故障k的开始时刻，T_k,ed为用能故障k的结束时刻，T_k,duration为用能故障k的持续时间；E_t,i,mean代表用能故障持续时间内用户i的平均用能功率：E表示不同的用能功率类型，E为P时表示用电功率，E为F时表示用气功率，E为Q时表示用热功率；λ_φ,k,i为用能故障k对用户i造成的影响程度，λ_φ,mean,i为一年内任意小时内发生用能故障后对用户i造成的影响程度的平均值；E_t,i为用户一年中第t个小时内的负荷数据，E_Ni为用户i的额定功率；A_φ,k,i表示用户对用能故障的感知程度，φ表示不同类型的用能故障，i表示第i个用户，k表示第k次用能故障，φ为e时表示电，A_e,k,i表示用户i对停电故障k的感知程度；φ为g时表示天然气，A_g,k,i表示用户i对停气故障k的感知程度；φ为h时表示热，A_h,k,i表示用户i对停热故障k的感知程度；

S4、确定用户用能满意度，其中，公式如下：

λ_φ,t,i＝E_φ,t,i/E_Ni

A_φ,t,i＝λ_φ,t,i/λ_φ,mean,i

W_{φ,t,i,loss,sense}＝E_φ,t,i·1h

W_{φ,k,i,loss,sense}＝E_Ni·T_k,duration·A_φ,k,i

式中，E_φ,t,i为用户i在一年中第t个小时内的用能负荷数据，t＝1,2,3…8760；λ_φ,t,i为用户i在一年中第t个小时内的用能负荷标幺值，t＝1,2,3…8760；A_φ,t,i表示如果用户i在第t个小时内遭遇持续1小时整的用能不足事故，该用户对本次用能不足事故的严重性感知程度；W_{φ,t,i,loss,sense}为用户i在第t个小时内因用能不足造成的缺能量指标；W_{φ,k,i,loss,sense}是每次用能故障时用户感知的缺能量，N_k表示用能故障的次数；E_Ni为用户i的额定功率；ΔE_CALEE,i为用户感知年累计缺能量期望，S_φ,t,i反映用户i在一年中第t个小时内的用能满意度；S_φ,year,i表示用户年度用能满意度；

定义基于用户感知的用户对用能不足事故的敏感程度指标为：

将S_φ,t,i、S_φ,year,i分别代入上式可得到A_{sensitive,φ,t,i}、A_{sensitive,φ,year,i}，用户i对用能不足事故的敏感程度的值越大，说明用户对于可靠性的要求越高，用户满意度越低；

S5、对用户侧用能可靠性进行评估

计算用户感知年用能不足频率λ_CAIESF,i，公式如下：

式中，N_k为用户i一年内因系统元件故障所发生的总用能不足次数：具体的，N_e、N_g、N_h分别为总停电次数、总停气次数及总停热次数；

对于不可间断用热的Ⅱ类热用户，计算用户感知年累计用能不足时长U_CAIESDI,i，计算公式如下：

对于故障元件修复时间τ大于允许用热间断时间T的Ⅰ类热用户：

计算用户感知用能不足平均持续时间r_CAIESADI,i，公式如下：

r_CAIESADI,i＝U_CAIESDI,i/λ_CAIESF,i；

S6、对用户群侧用能可靠性进行评估

计算用户群感知平均年用能不足频率λ_CGAAIESF,j，计算公式如下：

式中，N_i为用户群j中存在的总活跃用户数；λ_CAIESF,i为用户i用户感知年用能不足频率；A_{sensitive,φ,year,i}为基于用户感知的用户i对用能不足事故敏感程度的年平均值；

计算用户群感知平均年用能不足持续时间U_CGAAIESDI,i，公式如下：

计算用户群感知平均用能不足平均持续时间r_CGAAIESADI,i，计算公式如下：