(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210850181.1 (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 河北农业大 学 地址 071000 河北省保定市灵雨寺街289号 (72)发明人 高立艾　周永杰　贾宇琛　温鹏　 黄丽华　霍利民　岳宗阳　李爱峰　 (74)专利代理 机构 北京圣州专利代理事务所 (普通合伙) 11818 专利代理师 何世常 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 7/00(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/08(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于贝叶斯网络的热力系统可靠性评 估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于贝叶斯网络的热力 系统可靠性评估方法， 包括以下步骤： S1、 建立热 力系统贝叶斯网络逻辑关系模型； S2、 计及热惯 性延迟的热力系统贝叶斯网络时序模拟过程； 进 行时序模拟时， 假设热源供应充足并且处于正常 状态， 并且各元件设备均处于正常状态， 则在任 意时刻均能满足热负荷需求； 当元件故障时， 需 要计及热网传输延时及其终端热惰性， 以此反映 热负荷点的状态； S3、 对基于贝叶斯网络时序模 拟的热力系统进行可靠性评估。 本发 明采用上述 基于贝叶斯网络的热力系统可靠性评估方法， 在 考虑热惯 性延迟的前提下采用分时段的方法， 提 出的推理算法不但能进行正向推理计算系统可 靠性指标， 且能反向推理能识别系统可靠性的薄 弱环节。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 115081247 A 2022.09.20 CN 115081247 A 1.一种基于贝叶斯网络的热力系统可靠性评估方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1、 建立热力系统贝叶斯网络 逻辑关系模型； S10、 确定热力系统贝叶斯网络结点的类型， 对应热力系统与贝叶斯网络结点的关系； S11、 建立热力系统的贝叶斯网络动态 ‑延迟逻辑关系模型； S2、 计及热惯性延迟的热力系统贝叶斯网络时序模拟过程； 进行时序模拟时， 假设热源供应充足并且处于正常状态， 并且各元件设备均处于正常 状态， 则在任意时刻均能满足热负荷需求； 当元件故障时， 需要计及热网传输延时及其 终端 热惰性， 以此反映热负荷点的状态； 且在每个模拟时间段内， 根据元件状态分析热负荷点的 状态并考虑热惯性延迟， 依次分析划定的时间段内计算 正常时长和故障时长； S3、 对基于贝叶斯网络时序模拟的热力系统进行 可靠性评估。 2.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯网络的热力系统可靠性评估方法， 其特征在 于： 步骤S10具体包括以下步骤： 热力系统 的元件对应贝叶斯网络的元件节点， 热力系统的热负荷点对应贝叶斯网络的 负荷结点， 热力系统对应贝叶斯网络的系统节点。 3.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯网络的热力系统可靠性评估方法， 其特征在 于： 步骤S1 1具体包括以下步骤： 从热力系统的热负荷点出发， 按照前向遍历原则， 将与热负荷点有关系的元件均表示 成元件结点变量， 结点变量均设定为正常和故障两种状态， 其中， 0表示故障状态， 1表示正 常状态； 当与热负荷点串联的热力系统元件存在故障时， 计及热网传输延时及其终端热惰性， 以热力终端温度变化来反映热负荷点的用能状态， 如果在修复时间内， 热负荷点温度未低 于最低标准温度， 则认为该 热负荷点处于正常状态； 否则处于故障状态。 4.根据权利要求1所述的一种基于贝叶斯网络的热力系统可靠性评估方法， 其特征在 于： 步骤S2具体包括以下步骤： S20、 设定热力系统内各元件均为两状态模型， 在n个模拟时间段内进行着正常和 故障 两种状态的交替过程， 假设每一元件的状态持续时间均服从指数分布， 计算热力系统中各 元件在模拟时间段内正常状态持续时间tn和修复状态持续时间tr： 式中， f0(t)和f1(t)为(0， 1)区间均匀分布的随机数， MTTF为元件的平均正常状态时间， MTTR为元件的平均修复时间， λR指元件的故障率， μR指元件的修复率； S21、 进入第1个最小持续时间段T1min， 在第1个最小持续时间段T1min， 即0‑t1时间段内， 根据元件之间的关系， 分析 热负荷点的状态及持续时间； 假定各元件均处于正 常状态， 则热负荷点的状态为正 常状态， 正 常状态持续时间为T1min 并累积正常状态次数加1， 且由于受外界环境对传热过程的影响， 负荷点的温度由初始温度 Tin开始增加， 直到达到最大值Tmax；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115081247 A 2S22、 进入第2个最小持续 时间段T2min， 分析第2个最小持续 时间段T2min， 即t1‑t2时段内， 根据元件之间的关系， 分析 热负荷点的状态及持续时间； 假定某热负荷点关联的一元件出现故障， 热能中断， 因此该时间段T2min即为元件故障恢 复时间； 由于管道仍有热 水流过， 计算热 水流经管道的时间： tc＝Li/v                 (3) 式中， Li为故障管道i的长度， v为热 水流速； 由于管道仍有热水流过， Tmax温度在t1时刻保持不变， 且热负荷点与外界环境不断交换 热量， 故温度逐步降低， 计算计算出室内温度Tmax变化至最低标准温度Ts所需时间tp： 式中， Ten为室外环境温度， χ为热储备系数； 比较该时段内， 故障恢复时间T2min和允许温变时间tp+tc， 确定该时间段内负荷点的状 态： 若T2min≤tp+tc， 则恢复供能时刻热负荷点处室温未偏离标准温度范围， 认为该热负荷 点处于正常状态； 若T2min＞tp+tc， 表示在修复时间内， 室内温度逐渐下降到最低 标准温度Ts以下， 该温度 用Ta表示， 参照公式4， 可 得公式5： 求得此时Ta的表达式为： 可知， 在t1‑t2时段内， 热负荷点的状态分为两部分： 在t1‑t″1时间段内热负荷点为正常 状态且正常状态持续时间为tp+tc， 在该时间段累计正常次数1次； 在t ″1‑t2时间段， 即T2min‑ tp‑tc为故障时间段， 在该时间段累计故障次数1次； S23、 进入第3个最小持续 时间段T3min， 分析第2个最小持续 时间段T3min， 即t2‑t3时段内， 根据元件之间的关系， 分析 热负荷点的状态及持续时间； 设定在t2时刻， 步骤S23中的故障元件修复， 处于正常状态， 此时热力系统供能恢复； 在t2时刻， 热水流经管道， 计算 流经时间为tc＝Li/v； 则在t2‑t'2段时间内， 热水从管道首端开始流过， 由于管道刚修复， 在热惯性影响下热 负荷点温度不会立即恢复到室温范围， 故用户端温度Ta保持不变； 直至在t'2时刻， 热水到达该管道末端， 此时温度从Ta逐渐上升到最低标准温度Tmin， 设 经历的时间用tu表示， 利用热力学能量守恒定律建立温度恢复时间的求 解模型： 而后， 在t ″2‑t3时间段， 温度由Ts上升， 直到t3时刻； 因此， 在第3个最小 时间段T3min内， 用户故 障持续时间为tc+tu， 即t2‑t″2时间段， 此时用权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115081247 A 3