CN110309944A - 一种区域供能冷热负荷预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于智慧能源技术领域，提出了一种区域供能冷热负荷预测方法，包括：收集区域内各地块负荷相关参数；选定各业态冷、热负荷指标计算各地块的冷、热负荷；根据计算而得的各地块冷、热负荷，划分供能分区；根据确定的供能分区，计算各供能分区的总冷、热负荷；根据收集到的各地块负荷相关参数推算地块的开始用能时间；以计算而得的开始用能时间为起点，预测各地块负荷的逐年增长情况；统计各供能分区逐年负荷数据，获得最终的冷热负荷预测结果。该方法充分考虑了建设进度、业态类型、建成后用途等参数的影响，能更为准确的预测各地块及各供能分区未来的负荷增长情况，并且适用于尚未开发的地块和区域。该方法物理意义清晰、简单且易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种区域供能冷热负荷预测方法，属于智慧能源技术领域。
背景技术
智慧能源是一个新的技术领域，是一种以能源产业为主导，以互联网及现代通讯技术为手段，充分利用物联网、大数据、可再生能源等技术的能源形式。智慧能源既包括传统能源，也包括可再生能源；既包括供能侧，也包括用户侧。
区域供能可以归类为智慧能源的一种实现形式，其供能形式可以是“电、热、冷、水、气”中的一种或多种组合。对于区域供能，通常供能范围较大，区域内建筑的业态类型多样，各地块的建设和投产时间差异明显，冷、热负荷预测的难度较大。此类区域供能项目通常需要根据供能区域内负荷的增长情况分期建设，其依据是供能分区内各地块的逐年负荷增长情况，在总供能负荷较小、地块数量较少的前期采用临时供能或共用临近分区供能设施的方式，待分区内总供能负荷和用能地块数量达到一定数值时建设正式供能设施。如果负荷预测不准确，会造成项目过早投资建设供能设施，降低项目的经济性。
发明内容
本发明的目的是：使得在项目开发阶段能够更加准确的预测到未来供能区域内负荷的逐年增长情况，并以此合理安排供能设施的建设。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，包括以下的步骤：
S1：收集区域内各地块负荷相关参数；
S2：选定各业态冷、热负荷指标计算各地块的冷、热负荷；
S3：根据步骤S2计算而得的各地块冷、热负荷，将各地块划分为不同的供能分区，供能分区是将供能范围内若干个地块划分至不同的区块，每个区块设置一个区域能源站；
S4：计算各供能分区的总冷、热负荷；
S5：根据各地块负荷相关参数推算各地块的开始用能时间；
S6：以步骤S5得到的开始用能时间为起点，根据各地块负荷相关参数预测各地块负荷的逐年增长情况；
S7：根据步骤S6计算得到的各地块负荷的逐年增长情况统计各供能分区逐年负荷数据，获得最终的冷热负荷预测结果。
优选地，步骤S1中，所述各地块负荷相关参数包括地块编号、建筑名称、业主单位、计划开工时间、计划用能时间、地块建设进度、业态、地块面积、容积率、计算建筑面积、设计建筑面积和建成后用途。
优选地，步骤S2中，将第i个地块的冷、热负荷分别定义为Qi.l及Qi.r，则有：
Qi,l＝qi,lfi
Qi,r＝qi,rfi
式中，qi,l、qi,r分别为第i个地块的冷、热负荷指标，冷、热负荷指标是结合设计规范和同类型项目实际用能情况的一个经验取值；fi为第i个地块的建筑面积，建筑面积如果地块用户可以提供按照提供值，否则按照地块面积乘以控制容积率预估。
优选地，步骤S3中，划分所述供能分区的依据包括：主要道路、铁路、河流情况，经济供能半径，供能负荷大小。
优选地，步骤S4中，计算所述各供能分区的总冷、热负荷时考虑同时使用系数，同时使用系数是结合设计规范和同类型项目实际用能情况的一个经验取值，利用同时使用系数获得的各供能分区的总冷、热负荷用于区域能源站的设备选型及供能管网设计。
优选地，所述步骤S5包括以下步骤：
S501、根据地块建设进度确定地块现状，地块建设进度具体包括未拍地、已拍地、报建、设计、施工和投产；
S502、对于已投产地块，将实际开始用能时间作为当前地块的开始用能时间；
对于未投产地块，根据地块建设进度按照以下公式推算当前地块的开始用能时间tyn：
tyn＝t0+tpd+tbj+tsj+tsg+tqt
式中，t0表示起始时间；tpd表示拍地时间；tbj表示报建时间；tsj表示设计时间；tsg表示施工时间；tqt表示其他时间。
优选地，所述步骤S6包括以下步骤：
S601、对于已投产并且已达到设计满负荷地块按照实际负荷记录，在计算期内各年负荷相同；
对于未投产地块，以开始用能时间为起点，根据各地块负荷参数按照以下公式计算出各年的负荷，设第j年第i个地块的负荷为Qj,i，则有：
Qj,i＝qifj,i
式中，qi表示第j年第i个地块的冷负荷或热负荷指标；fj,i表示第j年第i个地块的建筑面积，fi表示第i个地块的建筑面积，n0表示基础年数，表示业态影响因子，ξ表示建成后用途影响因子；
对于已投产但未达到设计满负荷的地块，以开始用能时间为起点，根据负荷参数按照以下公式计算出各年的负荷，设第j年第i个地块的负荷为Qj,i，则有：
Qj,i＝Ql,i+qifj,i
式中，Ql,i表示第l年第i个地块的负荷；fj,i表示第j年第i个地块的建筑面积，Qi表示第i个地块的设计负荷；
S602、当第j年第i个地块的负荷Qj,i等于第i个地块的设计负荷Qi时，从第j年开始第i个地块的各年负荷均等于Qi。
优选地，步骤S601中，所述业态影响因子中，业态包括：居住、办公、商业、工业、学校、医院、酒店、车站、航站楼和数据中心。
优选地，步骤S601中，所述建成后用途影响因子ξ中，用途包括内部自用、招租和售卖。
优选地，步骤S7中，所述统计各供能分区逐年负荷数据包括：用能分区数量、用能地块数量、用能建筑面积、用能负荷。
本发明提供了一种区域供能冷热负荷预测方法，充分考虑了建设进度、业态类型、建成后用途等参数的影响，能更为准确的预测各地块及各供能分区未来的负荷增长情况，并且适用于尚未开发的地块和区域。该方法物理意义清晰、简单且易于实现。
附图说明
图1为区域供能冷热负荷预测方法的流程图；
图2为初始供能时间计算流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
S1：收集区域内各地块负荷相关参数，具体包括地块编号、建筑名称、业主单位、计划开工时间、计划用能时间、地块建设进度、业态、地块面积、容积率、计算建筑面积、设计建筑面积和建成后用途等参数，见表1所示。
表1各地块负荷相关参数统计表
S2：选定各业态冷、热负荷指标计算各地块的冷、热负荷。
根据步骤S1收集的负荷相关数据统计表，根据各地块性质，采用如下公式计算地块的冷、热负荷：
将第i个地块的冷、热负荷分别定义为Qi.l及Qi.r，则有：
Qi,l＝qi,lfi
Qi,r＝qi,rfi
式中，qi,l、qi,r分别为第i个地块的冷、热负荷指标，冷、热负荷指标是结合设计规范和同类型项目实际用能情况的一个经验取值；fi为第i个地块的建筑面积。
上式中qi,l、qi,r是根据《供热空调设计手册》、《燃气冷热电分布式能源技术应用手册》等书籍结合同类型项目确定的针对各业态的冷、热负荷指标经验取值，单位为W/m2。对于fi的确定，如果地块处于未拍地或拍地等阶段，暂无设计数据，则fi采用地块面积乘以控制容积率所得值，即表1中的计算建筑面积；如地块已有设计数据，则fi采用表1中设计建筑面积；如地块已投产，则采用用户真实提供的实际用能量作为冷、热负荷。利用上述方法，形成了如表2所示的各地块冷、热负荷统计表。
表2各地块冷、热负荷统计表
S3：根据步骤S2计算而得的各地块冷、热负荷，考虑主要道路及经济供能半径等因素划分供能分区。
由于区域供能的供能面积较大，供能范围内道路、铁路、河流等情况复杂，需根据设计规范，充分考虑经济供能半径和负荷大小划分供能分区，以减少能源站及管网施工难度，降低供能能耗，提高项目经济性。
S4：根据步骤S3确定的供能分区，考虑同时使用系数计算各供能分区的总冷、热负荷。
在表2各地块冷、热负荷统计表的基础上乘以选定的同时使用系数获得该供能分区的总冷、热负荷，如表3所示。其中同时使用系数是根据《供热空调设计手册》、《燃气冷热电分布式能源技术应用手册》等书籍规范结合同类型项目确定的经验取值。
表3供能分区总负荷统计表
| 序号 | 项目 | 单位 | 数值 | 备注 |
| 1 | 分区编号 | / | 1 | |
| 2 | 计算建筑面积合计 | m<sup>2</sup> | 204000 | |
| 3 | 设计建筑面积合计 | m<sup>3</sup> | 202000 | |
| 4 | 总冷负荷合计 | MW | 18.64 | |
| 5 | 总热负荷合计 | MW | 7.80 | |
| 6 | 同时使用系数 | / | 0.65 | |
| 7 | 设计冷负荷合计 | MW | 12.12 | |
| 8 | 设计热负荷合计 | MW | 5.07 |
S5：根据步骤S1收集到的各地块负荷相关参数推算地块的开始用能时间。
1)首先根据地块建设进度确定地块现状，该建设进度具体包括未拍地、已拍地、报建、设计、施工和投产。
2)对于已投产地块，按照实际开始用能时间计算。
对于未投产地块，根据地块建设进度按照以下公式推算开始用能时间tyn：
tyn＝t0+tpd+tbj+tsj+tsg+tqt
式中，t0表示起始时间；tpd表示拍地时间；tbj表示报建时间；tsj表示设计时间；tsg表示施工时间；tqt表示其他时间。
上述各阶段的持续时间是按照各行业常规时间预估，没有特定的标准。
S6：以步骤S5计算而得的开始用能时间为起点，根据各地块负荷相关参数预测各地块负荷的逐年增长情况。
(1)对于已投产并且已达到设计满负荷地块按照实际负荷记录，在计算期内各年负荷相同。
对于未投产地块，以开始用能时间为起点，根据各地块业态、建成后用途等负荷参数按照以下公式计算出各年的负荷：
设第j年第i个地块的负荷为Qj,i，则有：
Qj,i＝qifj,i
式中，qi表示第j年第i个地块的冷负荷或热负荷指标；fj,i表示第j年第i个地块的建筑面积，fi表示第i个地块的建筑面积，n0表示基础年数，表示业态影响因子，ξ表示建成后用途影响因子。
业态影响因子中，业态具体包括：居住、办公、商业、工业、学校、医院、酒店、车站、航站楼和数据中心。对于不同业态，其负荷增长的速度不尽相同，例如医院和学校的负荷增长通常很快，而居住、办公等业态负荷增长相对较慢，因此其应当作为一个重要的影响因子。
建成后用途影响因子ξ中，用途具体包括：内部自用、招租和售卖，通常招租和售卖的建筑其负荷增长速度要慢于内部自用的建筑。
对于已投产但未达到设计满负荷的地块，以开始用能时间为起点，根据负荷参数按照以下公式计算出各年的负荷，设第j年第i个地块的负荷为Qj,i，则有：
Qj,i＝Ql,i+qifj,i
式中，Ql,i表示第l年第i个地块的负荷；fj,i表示第j年第i个地块的建筑面积，Qi表示第i个地块的设计负荷；
(2)当第j年第i个地块的负荷Qj,i等于第i个地块的设计负荷Qi时，从第j年开始第i个地块的各年负荷均等于Qi。
S7：根据步骤S6计算的结果统计各供能分区逐年负荷数据，获得最终的冷热负荷预测结果，其中逐年负荷数据具体包括：用能分区数量、用能地块数量、用能建筑面积、用能负荷。
区域供能项目通常需要根据供能区域内负荷的增长情况分期建设，其依据是供能分区内各地块的逐年负荷增长情况，在总供能负荷较小、地块数量较少的前期采用临时供能或共用临近分区供能设施的方式，待分区内总供能负荷和用能地块数量达到一定数值时建设正式供能设施，以此提高项目的经济性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，包括以下的步骤：
S1：收集区域内各地块负荷相关参数；
S2：选定各业态冷、热负荷指标计算各地块的冷、热负荷；
S3：根据步骤S2计算而得的各地块冷、热负荷，将各地块划分为不同的供能分区，供能分区是将供能范围内若干个地块划分至不同的区块，每个区块设置一个区域能源站；
S4：计算各供能分区的总冷、热负荷；
S5：根据各地块负荷相关参数推算各地块的开始用能时间；
S6：以步骤S5得到的开始用能时间为起点，根据各地块负荷相关参数预测各地块负荷的逐年增长情况；
S7：根据步骤S6计算得到的各地块负荷的逐年增长情况统计各供能分区逐年负荷数据，获得最终的冷热负荷预测结果。
2.根据权利要求1所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述各地块负荷相关参数包括地块编号、建筑名称、业主单位、计划开工时间、计划用能时间、地块建设进度、业态、地块面积、容积率、计算建筑面积、设计建筑面积和建成后用途。
3.根据权利要求1所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，步骤S2中，将第i个地块的冷、热负荷分别定义为Qi.l及Qi.r，则有：
Qi,l＝qi,lfi
Qi,r＝qi,rfi
式中，qi,l、qi,r分别为第i个地块的冷、热负荷指标，冷、热负荷指标是结合设计规范和同类型项目实际用能情况的一个经验取值；fi为第i个地块的建筑面积。
4.根据权利要求1所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，步骤S3中，划分所述供能分区的依据包括：主要道路、铁路、河流情况，经济供能半径，供能负荷大小。
5.根据权利要求1所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，步骤S4中，计算所述各供能分区的总冷、热负荷时考虑同时使用系数，同时使用系数是结合设计规范和同类型项目实际用能情况的一个经验取值，利用同时使用系数获得的各供能分区的总冷、热负荷用于区域能源站的设备选型及供能管网设计。
6.根据权利要求1所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：
S501、根据地块建设进度确定地块现状，地块建设进度具体包括未拍地、已拍地、报建、设计、施工和投产；
S502、对于已投产地块，将实际开始用能时间作为当前地块的开始用能时间；
对于未投产地块，根据地块建设进度按照以下公式推算当前地块的开始用能时间tyn：
tyn＝t0+tpd+tbj+tsj+tsg+tqt
式中，t0表示起始时间；tpd表示拍地时间；tbj表示报建时间；tsj表示设计时间；tsg表示施工时间；tqt表示其他时间。
7.根据权利要求6所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，所述步骤S6包括以下步骤：
S601、对于已投产并且已达到设计满负荷地块按照实际负荷记录，在计算期内各年负荷相同；
对于未投产地块，以开始用能时间为起点，根据各地块负荷参数按照以下公式计算出各年的负荷，设第j年第i个地块的负荷为Qj,i，则有：
Qj,i＝qifj,i
式中，qi表示第j年第i个地块的冷负荷或热负荷指标；fj,i表示第j年第i个地块的建筑面积，fi表示第i个地块的建筑面积，n0表示基础年数，表示业态影响因子，ξ表示建成后用途影响因子；
对于已投产但未达到设计满负荷的地块，以开始用能时间为起点，根据负荷参数按照以下公式计算出各年的负荷，设第j年第i个地块的负荷为Qj,i，则有：
Qj,i＝Ql,i+qifj,i
式中，Ql,i表示第l年第i个地块的负荷；fj,i表示第j年第i个地块的建筑面积，Qi表示第i个地块的设计负荷；
S602、当第j年第i个地块的负荷Qj,i等于第i个地块的设计负荷Qi时，从第j年开始第i个地块的各年负荷均等于Qi。
8.根据权利要求7所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，步骤S601中，所述业态影响因子中，业态包括：居住、办公、商业、工业、学校、医院、酒店、车站、航站楼和数据中心。
9.根据权利要求7所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，步骤S601中，所述建成后用途影响因子ξ中，用途包括内部自用、招租和售卖。
10.根据权利要求1所述的区域供能冷热负荷预测方法，其特征在于，步骤S7中，所述统计各供能分区逐年负荷数据包括：用能分区数量、用能地块数量、用能建筑面积、用能负荷。
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