CN112053084B - 基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果;本公开充分考虑了建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性,考虑了设计简易性和能源系统高效性,基于负荷分区的结果规划区域综合能源系统布局,得到的布局规划结果更加节能高效。
Description
技术领域
本公开涉及能源利用技术领域,特别涉及一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术,并不必然构成现有技术。
传统的能源系统规划方案是对冷、热、电、气等负荷类型分别设计系统,优点是设计较为容易,管理方便,但是缺乏各能源系统的交互,不利于能源系统的高效运行。新型的能源系统规划方案是设计多个能源枢纽,能源枢纽耦合着冷、热、电、气多种负荷类型,构成一个区域综合能源系统,有利于多种能源系统的交互,但是系统复杂,难以设计最佳方案。
现有的区域综合能源系统布局规划,其研究方向可以分为两种:一种是将区域内全部能源枢纽连通,且其能源枢纽包含多种负荷类型。虽然提高了各种负荷类型之间的联系,但是容易造成建设资源浪费、设备冗余,且设计困难、难以维护;第二种是将整个区域划分成多个小分区,分别对每个分区设计互不联系的能源枢纽,虽然降低了设计难度,但是难以寻求最佳的分区方案,从而对区域综合能源系统设计结果造成较大影响。
本公开发明人发现,现有的区域综合能源系统设计缺乏科学性的布局规划方法,已知的两种能源系统规划方案均有优劣之处,已知的两种布局规划路线也均不能有效平衡设计简易性和能源系统高效性。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本公开提供了一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,充分考虑了建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性,考虑了设计简易性和能源系统高效性,基于负荷分区的结果规划区域综合能源系统布局,得到的布局规划结果更加节能高效。
为了实现上述目的,本公开采用如下技术方案:
本公开第一方面提供了一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法。
一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,包括以下步骤:
获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;
根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;
对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;
根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果。
本公开第二方面提供了一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划系统。
一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划系统,包括:
数据获取模块,被配置为:获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;
分区模块,被配置为:根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;
分区叠加模块,被配置为:对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;
能源系统规划模块,被配置为:根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果。
本公开第三方面提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法中的步骤。
本公开第四方面提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法中的步骤。
与现有技术相比,本公开的有益效果是:
1、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备,充分考虑了建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性,基于负荷分区的结果规划区域综合能源系统布局,得到的布局规划结果更加节能高效。
2、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备,充分结合了传统能源系统布局规划和新型能源系统布局规划的优点,提出了基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法。该混合布局规划方法可以对特定区域实现个性化、定制化设计,设计结果包含独立的单能源系统和耦合的多能源系统,在保留系统高效性的前提下大大降低了设备设计和维护成本。
3、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备,实现了同时考虑设计简易性和能源系统高效性的区域综合能源系统布局规划,得到了整个区域全部建筑的分区结果,分区过程中充分考虑了建筑地理位置,负荷密集程度和负荷互补性;传统的单纯根据地理位置划分分区的方法,难以确定何种建筑适宜划分在同一分区,而负荷分区极大提高了分区的合理性,有利于降低后期区域综合能源系统设计的整体成本。
4、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备,有单负荷类型独立分区,也有多负荷类型耦合分区;其中单负荷类型独立分区具有传统能源系统设计特点,设计较为简单且维护方便;多负荷类型耦合分区具有新型能源系统设计特点,考虑了多能流交互使系统更为高效,又优于新型的能源系统,因为其多负荷类型耦合分区各具特色,有冷热耦合分区、冷热电气耦合分区等,较新型能源系统设计中单一的冷热电气耦合分区,更加个性化、定制化,有利于节约成本和提高系统效率。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1提供的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1:
如图1所示,本公开实施例1提供了一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,包括以下步骤:
S1:对整个区域的冷、热、电、气负荷,分别做分区处理。
分区采用一种面向能源系统规划设计的复杂负荷分区方法,具体步骤如下:
S1.1:绘制全区域地图,包括建筑轮廓及年平均负荷值,并收集各建筑年负荷曲线信息。
S1.2:采用密度聚类方法对负荷点进行聚类得到簇和异常点,并始终保证同一建筑的负荷点属于同一个簇。
S1.3:将异常点加入邻近的簇并同时计算负荷互补性,使得全部异常点都加入簇中且总区域内负荷互补性最强,并始终保证同一建筑的负荷点属于同一个簇。
最终得到同时考虑地理位置,负荷密集程度和负荷互补性的冷、热、电、气分区结果,分别用Cc,Ch,Ce,Cg表示。每个分区结果包含以该种负荷类型作为分区依据的分区(簇)数目,以及各分区中包含的建筑。
S2:将整个区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理。
S2.1:区域中全部有负荷的建筑标记为b1,b2,b3,……bn,其中n为区域中有负荷建筑的总数目。
S2.2:冷热叠加;若一栋建筑被划分在一个热区中,同时又被划分在一个冷区中,则该建筑属于冷热区。
即若建筑b1∈Cc∩b1∈Ch,则建筑b1∈Cc,h。
冷、热、电、气四分区结果叠加同理。
S2.3:将叠加得到的同种联合建筑负荷分区结果相互联结,原则是一栋建筑只能选择与其邻接的建筑相联结。
即存在建筑b1,与建筑b1直接相邻(没有其它建筑阻隔)的建筑有b2,b3,b4,b5,b6。则建筑b1只有可能与建筑b2,b3,b4,b5,b6相联结。若建筑b1最终被划分为冷热电区,即b1∈Cc,h,e。若有b2∈Cc,h,b3∈Cc,e,b4∈Cc,h,e,b5∈Cc,h,e,g,b6∈Cc,h,e,则应使建筑b1与建筑b4,b6相联结。
以此类推,最终得到整个区域全部建筑的分区结果。
上述分区结果的第一大特点是:分区过程中充分考虑了建筑地理位置,负荷密集程度和负荷互补性。传统的单纯根据地理位置划分分区的方法,难以确定何种建筑适宜划分在同一分区,而负荷分区极大提高了分区的合理性,有利于降低后期区域综合能源系统设计的整体成本。
上述分区结果的第二大特点是:有单负荷类型独立分区,也有多负荷类型耦合分区。其中单负荷类型独立分区具有传统能源系统设计特点,设计较为简单且维护方便;多负荷类型耦合分区具有新型能源系统设计特点,考虑了多能流交互使系统更为高效,又优于新型的能源系统,因为其多负荷类型耦合分区各具特色,有冷热耦合分区、冷热电气耦合分区等,较新型能源系统设计中单一的冷热电气耦合分区,更加个性化、定制化,有利于节约成本和提高系统效率。
S3:对各新分区分别设计能源系统。
S3.1:单负荷类型独立分区:对单负荷类型独立分区设计能源系统时,采用传统的单能源系统规划方法。
如电分区即根据电网设计方法,针对该分区设计输配电装置的类型及容量。
S3.2:多负荷类型耦合分区:对多负荷类型耦合分区设计能源系统时,采用基于图论的混合整数线性规划方法。
最终完成对各负荷分区的能源系统结构设计。
实施例2:
本公开实施例2提供了一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划系统,包括:
数据获取模块,被配置为:获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;
分区模块,被配置为:根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;
分区叠加模块,被配置为:对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;
能源系统规划模块,被配置为:根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果。
所述系统的工作方法与实施例1提供的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法相同,这里不再赘述。
实施例3:
本公开实施例3提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法中的步骤,所述步骤为:
获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;
根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;
对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;
根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果。
详细步骤与实施例1提供的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法相同,这里不再赘述。
实施例4:
本公开实施例4提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法中的步骤,所述步骤为:
获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;
根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;
对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;
根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果。
详细步骤与实施例1提供的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法相同,这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白,本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已,并不用于限制本公开,对于本领域的技术人员来说,本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;
根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;
对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;
根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果;
对整个区域的冷、热、电、气负荷,分别做分区处理,具体为:
绘制待规划区域地图;
采用密度聚类方法对负荷点进行聚类得到簇和异常点,并始终保证同一建筑的负荷点属于同一个簇;
将异常点加入邻近的簇并同时计算负荷互补性,使得全部异常点都加入簇中且总区域内负荷互补性最强,并始终保证同一建筑的负荷点属于同一个簇;
最终得到同时考虑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的冷、热、电、气分区结果;
待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,具体为:
对区域中全部有负荷的建筑进行标记;
冷热叠加,若一栋建筑被划分在一个热区中,同时又被划分在一个冷区中,则该建筑属于冷热区;
将叠加得到的同种联合建筑负荷分区结果相互联结,且一栋建筑只能选择与其邻接的建筑相联结;
以此类推,最终得到整个区域全部建筑的分区结果。
2.如权利要求1所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,其特征在于,所述待规划区域地图包括建筑轮廓、年平均负荷值以及各建筑年负荷曲线信息。
3.如权利要求2所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,其特征在于,每个分区结果包含以负荷类型作为分区依据的分区或簇数目,以及各分区中包含的建筑。
4.如权利要求1所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,其特征在于,对单负荷类型独立分区设计能源系统时,采用单能源系统规划方法。
5.如权利要求1所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法,其特征在于,对多负荷类型耦合分区设计能源系统时,采用基于图论的混合整数线性规划方法。
6.一种基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划系统,其特征在于,包括:
数据获取模块,被配置为:获取待规划区域的地理数据以及冷、热、电、气负荷数据;
分区模块,被配置为:根据获取的数据,对待规划区域的冷、热、电、气负荷分别做分区处理,得到分区结果图;
分区叠加模块,被配置为:对待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,得到待规划区域全部建筑的分区结果;
能源系统规划模块,被配置为:根据得到的分区结果,对各个分区分别配置能源系统,得到待规划区域的能源系统的布局结果;
对整个区域的冷、热、电、气负荷,分别做分区处理,具体为:
绘制待规划区域地图;
采用密度聚类方法对负荷点进行聚类得到簇和异常点,并始终保证同一建筑的负荷点属于同一个簇;
将异常点加入邻近的簇并同时计算负荷互补性,使得全部异常点都加入簇中且总区域内负荷互补性最强,并始终保证同一建筑的负荷点属于同一个簇;
最终得到同时考虑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的冷、热、电、气分区结果;
待规划区域的全部负荷类型的分区结果图作叠加处理,具体为:
对区域中全部有负荷的建筑进行标记;
冷热叠加,若一栋建筑被划分在一个热区中,同时又被划分在一个冷区中,则该建筑属于冷热区;
将叠加得到的同种联合建筑负荷分区结果相互联结,且一栋建筑只能选择与其邻接的建筑相联结;
以此类推,最终得到整个区域全部建筑的分区结果。
7.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法中的步骤。
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5任一项所述的基于负荷分区的区域综合能源系统混合布局规划方法中的步骤。
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