申请/专利权人：华北电力大学

申请日：2024-01-08

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117521427B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F119/02;G06F119/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明公开一种压缩空气储能系统可靠性评估方法、系统、设备及介质，涉及压缩空气储能领域，方法包括利用马尔科夫方法对两状态元件进行建模，得到两状态模型和两状态稳态概率；基于多状态元件的寿命对多状态元件进行建模，得到多状态元件的状态函数；根据压缩空气储能系统中元件的串并联关系、两状态模型、两状态稳态概率和多状态元件的状态函数确定各模块的状态集合和各模块的概率；根据各模块的状态集合和各模块的概率进行UGF函数组合运算，得到压缩空气储能系统的UGF函数；对压缩空气储能系统的UGF函数的各项系数进行条件求和，得到系统可靠度。本发明能更加贴近实际情况对压缩空气储能系统可靠性进行准确评估。

主权项：1.一种压缩空气储能系统可靠性评估方法，其特征在于，包括：获取压缩空气储能系统中的元件并对所述元件按照状态进行划分得到两状态元件和多状态元件；储气罐、阀门、换热器、电动机、发电机、热罐和冷罐为两状态元件；压缩机和膨胀机为多状态元件；利用马尔科夫方法对所述两状态元件进行建模，得到两状态模型和两状态稳态概率，具体包括：基于元件的状态转移，建立两状态模型；根据所述两状态模型利用全概率条件确定两状态稳态概率；对于两状态元件，通过元件的状态转移，写出状态转移矩阵；利用全概率条件和第一公式联立求解得到两个状态的稳态概率；所述状态转移矩阵为：；A为状态转移矩阵，λ为元件的故障率，μ为元件的修复率；所述全概率条件为：；为处在第i个状态的概率；所述第一公式为：；为元件状态稳态概率向量，为元件正常工作状态稳态概率，为元件故障状态稳态概率；基于所述多状态元件的寿命对所述多状态元件进行建模，得到多状态元件的状态函数，具体包括：根据miner疲劳累积损伤理论和威布尔分布对多状态元件的寿命进行描述，得到寿命分布的累积概率密度函数；根据所述寿命分布的累积概率密度函数利用UGF函数确定多状态元件的状态函数；其中，压缩模块的状态函数为：；为压缩模块处在第i个状态下的概率值，为压缩模块的第i个状态UGF函数表示，为压缩模块所包含的状态数；膨胀模块的状态函数为：；为膨胀模块各状态的概率值，为膨胀模块的各状态值，为膨胀模块所包含的状态数，为膨胀模块的第i个状态UGF函数表示；根据压缩空气储能系统中元件的串并联关系、所述两状态模型、所述两状态稳态概率和所述多状态元件的状态函数确定各模块的状态集合和各模块的概率；根据各模块的状态集合和各模块的概率进行UGF函数组合运算，得到压缩空气储能系统的UGF函数；所述压缩空气储能系统的UGF函数的表达式为： 其中，为压缩空气储能系统的UGF函数，表示对，，，的一种函数运算，为换热储热模块的UGF函数，为储气模块UGF函数，为压缩模块在一级压缩机的基础上的多级压缩机的UGF函数，为多级膨胀模块UGF函数，、、、分别代表储热换热模块、储气模块、压缩模块、膨胀模块的状态记数单位，、、、依次分别表示为储热换热模块、储气模块、压缩模块、膨胀模块处在第i个状态下的概率，z为UGF函数的自变量，为结构函数，、、、依次分别为储热换热模块、储气模块、压缩模块、膨胀模块的第i个状态表示，、依次分别为压缩模块、膨胀模块所包含的状态数，为压缩空气系统所包含的状态数，表示为压缩空气系统处在第i个状态下的概率，为压缩空气系统的第i个状态表示，i代表压缩空气系统的状态记数单位，为压缩空气系统的第i个状态的UGF函数表示；对所述压缩空气储能系统的UGF函数的各项系数进行条件求和，得到系统可靠度；所述系统可靠度的表达式为： 其中，为系统可靠度，为判据公式，为压缩空气系统的第i个状态表示，为划分系统安全、失效二状态的性能临界值，为条件求和算子符，为压缩空气储能系统的UGF函数，为压缩空气系统所包含的状态数，为压缩空气系统t时刻处在第i个状态下的概率，为示性函数。

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权利要求：

百度查询： 华北电力大学 压缩空气储能系统可靠性评估方法、系统、设备及介质

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