一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K：計(jì)算各地塊的冷熱量、固定電力和固定燃?xì)庑枨罅?；冷熱電制取成本模塊：計(jì)算各地塊冷熱電的制取成本；冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊：根據(jù)冷熱量需求量和冷熱電制取成本獲取各地塊冷熱電制取量和各地塊的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)；電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊：根據(jù)各地塊冷熱量電制取量以及固定電力和固定燃?xì)庑枨罅坑?jì)算獲取各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量；能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模塊：根據(jù)各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量以及冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)對(duì)電力、燃?xì)狻⒛茉凑痉亢屠錈峁芫W(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃配置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能增強(qiáng)能源供需匹配度，減少設(shè)施建設(shè)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種能源規(guī)劃系統(tǒng)及方法，尤其是涉及一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃是電力、燃?xì)?、熱力等各?lèi)能源輸配設(shè)施工程建設(shè)的依據(jù)，規(guī)劃方案對(duì)建設(shè)投資的高低、能源供需的匹配度等具有重要的影響。隨著分布式能源技術(shù)的進(jìn)步，用戶(hù)由單純的能源消費(fèi)者向既是能源消費(fèi)者又是部分種類(lèi)能源提供者的雙重身份轉(zhuǎn)變，各類(lèi)能源在用戶(hù)端相互轉(zhuǎn)換、相互替代的現(xiàn)象不斷增多，使得能源基礎(chǔ)設(shè)施科學(xué)規(guī)劃的難度不斷提高。當(dāng)前各類(lèi)能源基礎(chǔ)設(shè)施分別規(guī)劃的方式難以滿(mǎn)足各類(lèi)能源供需匹配的要求，不利于城區(qū)能源利用整體效率的提升，能源供給設(shè)施容量的相對(duì)冗余也造成了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金的浪費(fèi)。
[0003]目前我國(guó)城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃由電力、燃?xì)?、熱力等公司依?jù)《城市電力規(guī)劃規(guī)范GB/T 50293-2014》、《城鎮(zhèn)燃?xì)庖?guī)劃規(guī)范GB/T51098-2015》及《城市供熱規(guī)劃規(guī)范GB/T51074-2015》等規(guī)范的規(guī)定分別對(duì)城區(qū)電力、燃?xì)饧盁崃υO(shè)施進(jìn)行規(guī)劃。城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的基本方法是:首先依據(jù)人均或者單位建筑面積的負(fù)荷指標(biāo)，結(jié)合城區(qū)規(guī)劃人口或規(guī)劃建筑面積，計(jì)算得到各個(gè)地塊的總負(fù)荷;其次根據(jù)總負(fù)荷值及其空間位置計(jì)算得到與之相匹配的管網(wǎng)半徑及附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)容量;最后根據(jù)規(guī)劃區(qū)建設(shè)進(jìn)度和資金情況，制定能源基礎(chǔ)設(shè)施的工程分期建設(shè)方案。
[0004]如圖1所示為為傳統(tǒng)城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方法框圖，首先執(zhí)行步驟al進(jìn)行城區(qū)用地規(guī)劃，然后根據(jù)用地規(guī)劃執(zhí)行步驟a2確定各個(gè)地塊建筑面積、人口數(shù)據(jù)，同時(shí)執(zhí)行步驟a3確定電力需求指標(biāo)，步驟a4確定燃?xì)庑枨笾笜?biāo)，步驟a5確定供熱指標(biāo)，根據(jù)確定的電力、燃?xì)夂凸嶂笜?biāo)并結(jié)合步驟a2確定各個(gè)地塊建筑面積、人口數(shù)據(jù)通過(guò)步驟a6、步驟a7和步驟a8分別確定各地塊位置數(shù)據(jù)及電力需求量、各個(gè)地塊的位置數(shù)據(jù)及燃?xì)庑枨罅?，各個(gè)地塊位置數(shù)據(jù)及供熱需求量，最后通過(guò)步驟a9、步驟alO和步驟all分別計(jì)算得到電力管線(xiàn)及附屬設(shè)施容量和位置、燃?xì)夤芫€(xiàn)及附屬設(shè)施容量和位置以及熱力管網(wǎng)及附屬設(shè)施容量和位置。
[0005]這種將各類(lèi)能源分部門(mén)、按照經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)自上而下進(jìn)行的分配式規(guī)劃，忽略了能源的相互替代效用，也沒(méi)有考慮用戶(hù)側(cè)能源利用規(guī)劃，易導(dǎo)致能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)失調(diào)和供需的不匹配，不利于充分發(fā)揮用戶(hù)自主節(jié)能的能動(dòng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)及方法。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0008]—種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)，用于城區(qū)電力、燃?xì)?、能源站房和冷熱管網(wǎng)的規(guī)劃配置，該系統(tǒng)包括:
[0009]冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K:該模塊計(jì)算城區(qū)各地塊的冷熱量、固定電力和固定燃?xì)庑枨罅浚?br>[0010]冷熱電制取成本模塊:該模塊計(jì)算城區(qū)各地塊制取單位量的冷熱電的制取成本；
[0011]冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊:該模塊根據(jù)各地塊的冷熱量需求量和各地塊的冷熱電制取成本，以成本最低為優(yōu)化目標(biāo)獲取各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及各地塊的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)；
[0012]電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊:該模塊根據(jù)各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K中的固定電力和固定燃?xì)庑枨罅烤C合計(jì)算，獲取各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量；
[0013]能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模塊:該模塊根據(jù)各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量以及冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)對(duì)電力、燃?xì)?、能源站房和冷熱管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃配置。
[0014]所述的冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K包括:
[0015]固定電力、燃?xì)庑枨髥卧?該單元用于計(jì)算城區(qū)各地塊的固定電力和固定燃?xì)庑枨罅?，所述的固定電力和固定燃?xì)鉃槿コ照{(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的電力和燃?xì)猓?br>[0016]冷熱量需求單元:該單元用于計(jì)算城區(qū)各地塊的冷熱量需求量，所述的冷熱量需求量為空調(diào)、采暖和熱水所需的冷熱量。
[0017]所述的冷熱電制取成本模塊包括:
[0018]有建筑地塊冷熱電制取成本單元:該單元獲取各地塊上各類(lèi)建筑的面積占地塊總建筑面積的比例，基于當(dāng)前各類(lèi)建筑能源系統(tǒng)冷熱電生產(chǎn)設(shè)備的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取各類(lèi)建筑能源系統(tǒng)冷熱電生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)出單位冷熱電量所付出的成本，然后加權(quán)計(jì)算獲得地塊制取單位冷熱電量的平均成本；
[0019]無(wú)建筑地塊冷熱電制取成本單元:該單元基于低品味能源資源、可再生能源資源可利用評(píng)估技術(shù)確定無(wú)建筑地塊可產(chǎn)出的冷熱電量及需要消耗的成本。
[0020]所述的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊包括:
[0021]制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元:該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊獲取的各地塊冷熱量制取量，根據(jù)電力和燃?xì)廪D(zhuǎn)換成冷熱量常用技術(shù)和設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率，計(jì)算各地塊制取對(duì)應(yīng)數(shù)量的冷熱量所需的電力和燃?xì)猓?br>[0022]電力綜合計(jì)算單元:該單元根據(jù)制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元中獲取的各地塊制取冷熱量所需的電力、冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊中獲取的各地塊的電量制取量以及冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K中計(jì)算的各地塊的固定電力需求量獲取各地塊的電力需求量以及各地塊的電力交易網(wǎng)絡(luò)；
[0023]燃?xì)饩C合計(jì)算單元:該單元根據(jù)制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元中獲取的各地塊制取冷熱量所需的燃?xì)庖约袄錈?、電、燃?xì)庑枨竽K中計(jì)算的各地塊固定燃?xì)庑枨罅揩@取各地塊燃?xì)庑枨罅俊?br>[0024]所述的能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模塊包括:
[0025]電力、燃?xì)庖?guī)劃單元:該單元根據(jù)電力綜合計(jì)算單元中各地塊電力需求另以及各地塊電力交易網(wǎng)絡(luò)確定電力線(xiàn)路以及相應(yīng)的附屬設(shè)置，另外該單元還根據(jù)燃?xì)饩C合計(jì)算單元中各地塊燃?xì)庑枨罅看_定燃?xì)夤芫€(xiàn)及相應(yīng)的附屬設(shè)施；
[0026]能源站房規(guī)劃單元:該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊中獲取的各地塊冷熱量制取量和電量制取量確定能源站房規(guī)模和用地需求及位置；
[0027]冷熱管網(wǎng)規(guī)劃單元:該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊獲取的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)確定各地塊之間的冷熱官網(wǎng)及相應(yīng)的附屬設(shè)施。
[0028]—種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方法，該方法包括如下步驟:
[0029](I)根據(jù)城區(qū)用地規(guī)劃獲取城區(qū)各地塊上除去空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的電力和燃?xì)馔馄溆嗨璧墓潭娏凸潭ㄈ細(xì)庑枨罅浚?br>[0030](2)獲取各地塊空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的冷熱量需求量；
[0031 ] (3)獲取各地塊冷熱電的制取成本，根據(jù)各地塊冷熱量需求量和冷熱電制取成本，以成本最低為優(yōu)化目標(biāo)獲取各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及各地塊的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)；
[0032](4)根據(jù)各地塊的冷熱量制取量根據(jù)電力和燃?xì)廪D(zhuǎn)換成冷量熱量常用技術(shù)和設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率，以整體效率最高為優(yōu)化目標(biāo)，獲取各地塊制取冷熱量所需的電力和燃?xì)猓?br>[0033](5)根據(jù)各地塊電量制取量、各地塊制取冷熱量所需的電力和燃?xì)庖约案鞯貕K固定電力和固定燃?xì)庑枨罅看_定各地塊電力供應(yīng)量和電力交易網(wǎng)絡(luò)以及各地塊燃?xì)夤?yīng)量；
[0034](6)根據(jù)各地塊電力供應(yīng)量和電力交易網(wǎng)絡(luò)以及各地塊燃?xì)夤?yīng)量進(jìn)行電力、燃?xì)庖?guī)劃配置；
[0035](7)根據(jù)各地塊冷熱量制取量和電量制取量進(jìn)行能源站房規(guī)劃配置；
[0036](8)根據(jù)冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冷熱管網(wǎng)的規(guī)劃配置。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0038](I)本發(fā)明從將各地塊視為一個(gè)冷熱電用戶(hù)，從冷熱電需求出發(fā)，通過(guò)數(shù)學(xué)規(guī)劃方法對(duì)用戶(hù)端的能源轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，基于優(yōu)化后的用能方案確定各個(gè)地塊電力、燃?xì)獾鹊墓?yīng)量，提高供需的匹配度，更為準(zhǔn)確的確定各項(xiàng)能源需求，防止能源供給的重復(fù)和冗余，減少能源技術(shù)設(shè)施建設(shè)的投資；
[0039](2)本發(fā)明冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K設(shè)置為固定電力、燃?xì)庑枨髥卧屠錈崃啃枨髥卧?，從而將將各地塊上的固定電力、燃?xì)獾男枨罅颗c各地塊的冷熱量需求量分開(kāi)，然后根據(jù)冷熱量需求，考慮不同能源種類(lèi)間的相互替代作用，獲取最低成本下各地塊的冷熱量制取量和電量制取量，充分利用資源，提高資源利用率；
[0040](3)本發(fā)明配置的冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊，對(duì)各個(gè)地塊進(jìn)行綜合分析，發(fā)揮各地塊的優(yōu)勢(shì)，在保證成本最低的前提下實(shí)現(xiàn)各地塊之間的能源供給優(yōu)化配置，減少了能源技術(shù)設(shè)施建設(shè)的投資。
【附圖說(shuō)明】
[0041 ]圖1為傳統(tǒng)的城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方法流程框圖；
[0042]圖2為本發(fā)明城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0043]圖3為本發(fā)明城區(qū)各個(gè)地塊冷熱電制取及交易結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖中I為冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K，11為固定燃?xì)庑枨笥?jì)算單元，12為固定電力需求計(jì)算單元，13為空調(diào)冷熱量需求計(jì)算單元，14為采暖和熱水供應(yīng)熱量需求計(jì)算單元，2為冷熱電制取成本模塊，3為冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊，31為各地塊冷熱量制取量和電量制取量輸出單元，32為各地塊冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)輸出單元，4為電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊，41為制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元，42為電力、燃?xì)饩C合計(jì)算單元，5為能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模塊，51為電力、燃?xì)庖?guī)劃單元，52為能源站房規(guī)劃單元，53為冷熱管網(wǎng)規(guī)劃單元，6為城區(qū)用地規(guī)劃輸入模塊，7為當(dāng)?shù)赜媚軘?shù)據(jù)調(diào)研輸入模塊，81為地塊I冷熱電制取成本計(jì)算單元，82為地塊I冷熱電需求單元，83為地塊2冷熱電制取成本計(jì)算單元，84為地塊2冷熱電需求單元，85為地塊I冷熱電制取成本計(jì)算單元，86為地塊I冷熱電需求單元。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0046]實(shí)施例
[0047]如圖2所示，一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)，用于城區(qū)電力、燃?xì)?、能源站房和冷熱管網(wǎng)的規(guī)劃配置，該系統(tǒng)包括:
[0048]冷熱、電、燃?xì)庑枨竽KI:該模塊根據(jù)城區(qū)用地規(guī)劃輸入模塊7輸入的用地規(guī)劃得到各類(lèi)建筑的建筑面積、人口數(shù)量、充電粧、加氣站數(shù)量及工業(yè)類(lèi)型，結(jié)合當(dāng)?shù)乜照{(diào)采暖冷熱量需求指標(biāo)、工業(yè)項(xiàng)目燃?xì)怆娏π枨笾笜?biāo)，進(jìn)而計(jì)算城區(qū)各地塊的冷熱量、固定電力和固定燃?xì)庑枨罅?。具體的該冷熱、電、燃?xì)庑枨竽KI包括:固定電力、燃?xì)庑枨髥卧?該單元用于計(jì)算城區(qū)各地塊的固定電力和固定燃?xì)庑枨罅?，固定電力和固定燃?xì)鉃槿コ照{(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的電力和燃?xì)?冷熱量需求單元:該單元用于計(jì)算城區(qū)各地塊的冷熱量需求量，冷熱量需求量為空調(diào)、采暖和熱水所需的冷熱量。圖中具體分為采用固定燃?xì)庑枨笥?jì)算單元11計(jì)算加氣站、炊事、工業(yè)化工等燃?xì)庑枨髲亩玫焦潭ㄈ細(xì)庑枨?，固定電力需求?jì)算單元12計(jì)算照明、通信、電器及辦公設(shè)備所需電力從而得到固定電力需求，空調(diào)冷熱量需求計(jì)算單元13計(jì)算得到空調(diào)所需的冷熱量，采暖和熱水供應(yīng)熱量需求計(jì)算單元14計(jì)算出采暖和熱水供應(yīng)所需的熱量，將空調(diào)冷熱量需求計(jì)算單元13和采暖和熱水供應(yīng)熱量需求計(jì)算單元14計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合得到冷熱量需求。本發(fā)明中將一個(gè)地塊視為一個(gè)冷熱電燃?xì)庥脩?hù)，且地塊是指城區(qū)內(nèi)部的所有認(rèn)為劃分的地塊以及河湖、道路等所有空間對(duì)象;冷熱電燃?xì)庑枨蟾鶕?jù)最終用途進(jìn)行分類(lèi)計(jì)算。
[0049]冷熱電制取成本模塊2:該模塊根據(jù)用地規(guī)劃輸入模塊輸入的用地規(guī)劃以及當(dāng)?shù)赜媚軘?shù)據(jù)調(diào)研輸入模塊7輸入的調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌分析計(jì)算，從而計(jì)算城區(qū)各地塊制取單位量的冷熱電的制取成本。具體地，冷熱電制取成本模塊2包括:有建筑地塊冷熱電制取成本單元:根據(jù)各個(gè)地塊的用地規(guī)劃和同類(lèi)地區(qū)各類(lèi)建筑能源系統(tǒng)常用的技術(shù)方案有建筑物地塊冷熱電制取成本模塊2，基于當(dāng)前各類(lèi)建筑能源系統(tǒng)冷熱電制取(包括冷熱電三聯(lián)供、太陽(yáng)能熱水及建筑用光伏發(fā)電等)技術(shù)方案的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定各類(lèi)建筑能源系統(tǒng)冷熱電生產(chǎn)(包括冷熱電三聯(lián)供、太陽(yáng)能熱水及建筑用光伏發(fā)電等)設(shè)備產(chǎn)出單位冷熱電量所付出的成本，通過(guò)加權(quán)計(jì)算獲得地塊制取單位冷熱電量的平均成本;無(wú)建筑地塊冷熱電制取成本單元:該單元基于低品味能源資源、可再生能源資源可利用評(píng)估技術(shù)確定該類(lèi)地塊可產(chǎn)出的冷熱電量及需要消耗的成本，其中無(wú)建筑地塊包括河流、湖泊及公園等。
[0050]冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊3:該模塊根據(jù)各地塊的冷熱量需求量和各地塊的冷熱電制取成本，以成本最低為優(yōu)化目標(biāo)獲取各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及各地塊的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)，并分別通過(guò)各地塊冷熱量制取量和電量制取量輸出單元31以及各地塊冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)輸出單元32將結(jié)果輸出，這里各地塊冷熱量制取量包括通過(guò)電力制取的冷熱量大小和通過(guò)燃?xì)庵迫〉睦錈崃看笮?，均是通過(guò)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊3計(jì)算得到的。
[0051]電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊4:該模塊根據(jù)各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及冷熱、電、燃?xì)庑枨竽KI中的固定電力和固定燃?xì)庑枨罅烤C合計(jì)算，獲取各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量。具體的，電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊4包括:制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元41和電力、燃?xì)饩C合計(jì)算單元42，其中電力、燃?xì)饩C合計(jì)算單元42又包括電力綜合計(jì)算單元和燃?xì)饩C合計(jì)算單元。
[0052]具體地。制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元41:該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊3獲取的各地塊冷熱量制取量，根據(jù)電力和燃?xì)廪D(zhuǎn)換成冷熱量常用技術(shù)和設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率，計(jì)算各地塊制取對(duì)應(yīng)數(shù)量的冷熱量所需的電力和燃?xì)狻?br>[0053]電力綜合計(jì)算單元:該單元根據(jù)制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元41中獲取的各地塊制取冷熱量所需的電力、冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊3中獲取的各地塊的電量制取量以及冷熱、電、燃?xì)庑枨竽KI中計(jì)算的各地塊的固定電力需求量獲取各地塊的電力需求量以及各地塊的電力交易網(wǎng)絡(luò)。
[0054]燃?xì)饩C合計(jì)算單元:該單元根據(jù)制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元41中獲取的各地塊制取冷熱量所需的燃?xì)庖约袄錈?、電、燃?xì)庑枨竽KI中計(jì)算的各地塊固定燃?xì)庑枨罅揩@取各地塊燃?xì)庑枨罅俊?br>[0055]能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模塊5:該模塊根據(jù)各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量以及冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)對(duì)電力、燃?xì)?、能源站房和冷熱管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃配置。具體的能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃豐吳塊5包括:
[0056]電力、燃?xì)庖?guī)劃單元51:該單元根據(jù)電力綜合計(jì)算單元中各地塊電力需求另以及各地塊電力交易網(wǎng)絡(luò)確定電力線(xiàn)路以及相應(yīng)的附屬設(shè)置，另外該單元還根據(jù)燃?xì)饩C合計(jì)算單元中各地塊燃?xì)庑枨罅看_定燃?xì)夤芫€(xiàn)及相應(yīng)的附屬設(shè)施；
[0057]能源站房規(guī)劃單元52:該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊3中獲取的各地塊冷熱量制取量和電量制取量確定能源站房規(guī)模和用地需求及位置。
[0058]冷熱管網(wǎng)規(guī)劃單元53:該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊3獲取的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)確定各地塊之間的冷熱官網(wǎng)及相應(yīng)的附屬設(shè)施。
[0059]如圖3所示為城區(qū)各個(gè)地塊冷熱電制取及交易結(jié)構(gòu)示意圖。由于城區(qū)各個(gè)地塊由于用地規(guī)劃和資源稟賦的差異，其冷熱電制取成本各不相同。圖中81、83和85分別為三個(gè)地塊的冷熱電制取成本單元，82、84和86分別為三個(gè)地塊的冷熱電需求量，圖中箭頭表示各地塊之間的冷熱量交易，將城區(qū)內(nèi)所有地塊綜合考慮，根據(jù)冷熱電供需平衡和各個(gè)地塊冷熱電最大制取量約束，構(gòu)建數(shù)學(xué)規(guī)劃模型對(duì)各個(gè)地塊冷熱電的制取量進(jìn)行優(yōu)化，以熱量為例，制取熱量成本低的地塊制取超出自身需求的熱量輸送給制取成本高的地塊，有助于減少總的成本。以規(guī)劃區(qū)冷熱電制取及交易總成本最低為目標(biāo)，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算可得到各個(gè)地塊最優(yōu)的冷熱電制取量，以及地塊之間冷熱電交易量。根據(jù)各個(gè)地塊冷熱電制取采用的技術(shù)方案和制取量，可計(jì)算出各個(gè)地塊制取冷熱電所需要輸入的燃?xì)夂碗娏俊?br>[0060]一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方法，該方法包括如下步驟:
[0061](I)根據(jù)城區(qū)用地規(guī)劃獲取城區(qū)各地塊上除去空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的電力和燃?xì)馔馄溆嗨璧墓潭娏凸潭ㄈ細(xì)庑枨罅浚?br>[0062](2)獲取各地塊空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的冷熱量需求量；
[0063](3)獲取各地塊冷熱電的制取成本，根據(jù)各地塊冷熱量需求量和冷熱電制取成本，以成本最低為優(yōu)化目標(biāo)獲取各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及各地塊的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)；
[0064](4)根據(jù)各地塊的冷熱量制取量根據(jù)電力和燃?xì)廪D(zhuǎn)換成冷量熱量常用技術(shù)和設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率，以整體效率最高為優(yōu)化目標(biāo)，獲取各地塊制取冷熱量所需的電力和燃?xì)猓?br>[0065](5)根據(jù)各地塊電量制取量、各地塊制取冷熱量所需的電力和燃?xì)庖约案鞯貕K固定電力和固定燃?xì)庑枨罅看_定各地塊電力供應(yīng)量和電力交易網(wǎng)絡(luò)以及各地塊燃?xì)夤?yīng)量；
[0066](6)根據(jù)各地塊電力供應(yīng)量和電力交易網(wǎng)絡(luò)以及各地塊燃?xì)夤?yīng)量進(jìn)行電力、燃?xì)庖?guī)劃配置；
[0067](7)根據(jù)各地塊冷熱量制取量和電量制取量進(jìn)行能源站房規(guī)劃配置；
[0068](8)根據(jù)冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冷熱管網(wǎng)的規(guī)劃配置。
[0069]由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明中用于計(jì)算各個(gè)地塊冷熱量、固定電力及固定燃?xì)庑枨蟮姆椒ê芏?，冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊3中根據(jù)需求、供給及成本數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化的模型和優(yōu)化計(jì)算的方法也有很多，這些具體計(jì)算方法的改變均不影響本發(fā)明的實(shí)施。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)，用于城區(qū)電力、燃?xì)?、能源站房和冷熱管網(wǎng)的規(guī)劃配置，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K(I):該模塊計(jì)算城區(qū)各地塊的冷熱量、固定電力和固定燃?xì)庑枨罅浚?冷熱電制取成本模塊(2):該模塊計(jì)算城區(qū)各地塊制取單位量的冷熱電的制取成本；冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊(3):該模塊根據(jù)各地塊的冷熱量需求量和各地塊的冷熱電制取成本，以成本最低為優(yōu)化目標(biāo)獲取各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及各地塊的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)； 電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊(4):該模塊根據(jù)各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K(I)中的固定電力和固定燃?xì)庑枨罅烤C合計(jì)算，獲取各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量； 能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模塊(5):該模塊根據(jù)各地塊的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)量以及冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)對(duì)電力、燃?xì)?、能源站房和冷熱管網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃配置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K(I)包括: 固定電力、燃?xì)庑枨髥卧?該單元用于計(jì)算城區(qū)各地塊的固定電力和固定燃?xì)庑枨罅浚龅墓潭娏凸潭ㄈ細(xì)鉃槿コ照{(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的電力和燃?xì)猓?冷熱量需求單元:該單元用于計(jì)算城區(qū)各地塊的冷熱量需求量，所述的冷熱量需求量為空調(diào)、米暖和熱水所需的冷熱量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷熱電制取成本模塊(2)包括: 有建筑地塊冷熱電制取成本單元:該單元獲取各地塊上各類(lèi)建筑的面積占地塊總建筑面積的比例，基于當(dāng)前各類(lèi)建筑能源系統(tǒng)冷熱電生產(chǎn)設(shè)備的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取各類(lèi)建筑能源系統(tǒng)冷熱電生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)出單位冷熱電量所付出的成本，然后加權(quán)計(jì)算獲得地塊制取單位冷熱電量的平均成本； 無(wú)建筑地塊冷熱電制取成本單元:該單元基于低品味能源資源、可再生能源資源可利用評(píng)估技術(shù)確定無(wú)建筑地塊可產(chǎn)出的冷熱電量及需要消耗的成本。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，所述的電力、燃?xì)夂屠錈崃抗?yīng)計(jì)算模塊(4)包括: 制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元(41):該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊(3)獲取的各地塊冷熱量制取量，根據(jù)電力和燃?xì)廪D(zhuǎn)換成冷熱量常用技術(shù)和設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率，計(jì)算各地塊制取對(duì)應(yīng)數(shù)量的冷熱量所需的電力和燃?xì)猓?電力綜合計(jì)算單元:該單元根據(jù)制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元(41)中獲取的各地塊制取冷熱量所需的電力、冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊(3)中獲取的各地塊的電量制取量以及冷熱、電、燃?xì)庑枨竽K(I)中計(jì)算的各地塊的固定電力需求量獲取各地塊的電力需求量以及各地塊的電力交易網(wǎng)絡(luò)； 燃?xì)饩C合計(jì)算單元:該單元根據(jù)制取冷熱量所需電力和燃?xì)庥?jì)算單元(41)中獲取的各地塊制取冷熱量所需的燃?xì)庖约袄錈?、電、燃?xì)庑枨竽K(I)中計(jì)算的各地塊固定燃?xì)庑枨罅揩@取各地塊燃?xì)庑枨罅俊?.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，所述的能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃模塊(5)包括: 電力、燃?xì)庖?guī)劃單元(51):該單元根據(jù)電力綜合計(jì)算單元中各地塊電力需求另以及各地塊電力交易網(wǎng)絡(luò)確定電力線(xiàn)路以及相應(yīng)的附屬設(shè)置，另外該單元還根據(jù)燃?xì)饩C合計(jì)算單元中各地塊燃?xì)庑枨罅看_定燃?xì)夤芫€(xiàn)及相應(yīng)的附屬設(shè)施； 能源站房規(guī)劃單元(52):該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊(3)中獲取的各地塊冷熱量制取量和電量制取量確定能源站房規(guī)模和用地需求及位置； 冷熱管網(wǎng)規(guī)劃單元(53):該單元根據(jù)冷熱電制取及交易綜合優(yōu)化模塊(3)獲取的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)確定各地塊之間的冷熱官網(wǎng)及相應(yīng)的附屬設(shè)施。6.一種城區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)根據(jù)城區(qū)用地規(guī)劃獲取城區(qū)各地塊上除去空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的電力和燃?xì)馔馄溆嗨璧墓潭娏凸潭ㄈ細(xì)庑枨罅浚? (2)獲取各地塊空調(diào)、采暖和熱水供應(yīng)所需的冷熱量需求量； (3)獲取各地塊冷熱電的制取成本，根據(jù)各地塊冷熱量需求量和冷熱電制取成本，以成本最低為優(yōu)化目標(biāo)獲取各地塊冷熱量制取量和電量制取量以及各地塊的冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)； (4)根據(jù)各地塊的冷熱量制取量根據(jù)電力和燃?xì)廪D(zhuǎn)換成冷量熱量常用技術(shù)和設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率，以整體效率最高為優(yōu)化目標(biāo)，獲取各地塊制取冷熱量所需的電力和燃?xì)猓?(5)根據(jù)各地塊電量制取量、各地塊制取冷熱量所需的電力和燃?xì)庖约案鞯貕K固定電力和固定燃?xì)庑枨罅看_定各地塊電力供應(yīng)量和電力交易網(wǎng)絡(luò)以及各地塊燃?xì)夤?yīng)量； (6)根據(jù)各地塊電力供應(yīng)量和電力交易網(wǎng)絡(luò)以及各地塊燃?xì)夤?yīng)量進(jìn)行電力、燃?xì)庖?guī)劃配置； (7)根據(jù)各地塊冷熱量制取量和電量制取量進(jìn)行能源站房規(guī)劃配置； (8)根據(jù)冷熱量交易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行冷熱管網(wǎng)的規(guī)劃配置。
【文檔編號(hào)】G06Q10/06GK105930939SQ201610317273
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】黃子碩, 于航, 彭震偉
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)