一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，該方法包括如下步驟：(1)根據(jù)待評價城區(qū)的土地利用規(guī)劃，建立最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)；(2)確定最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案；(3)求取待評價城區(qū)各空間對象的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值；(4)獲取待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值；(5)求取對應(yīng)能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值與能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值的比值得到待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值；(6)判定待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值是否在相應(yīng)的設(shè)定范圍內(nèi)，若是，則相應(yīng)的指標(biāo)項合格，否則不合格。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明評價方法客觀可靠、可行性高、操作性和靈活性高。
【專利說明】
一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種能源規(guī)劃指標(biāo)體系構(gòu)建方法，尤其是涉及一種城區(qū)能源綜合利用 規(guī)劃指標(biāo)評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在低碳生態(tài)城市的詳細規(guī)劃中，需要對城區(qū)能源利用設(shè)定規(guī)劃目標(biāo)，并將該目標(biāo) 分解落實到具體的空間對象，以控制和引導(dǎo)城市能源利用，促進能源節(jié)約，減少城區(qū)能源利 用所導(dǎo)致的環(huán)境污染。
[0003] 國內(nèi)外學(xué)者結(jié)合低碳生態(tài)社區(qū)的開發(fā)實踐，提出不少結(jié)合具體項目而制定的社區(qū) 能源利用指標(biāo)。中國城市科學(xué)研究會在2009年編著的《中國低碳生態(tài)城市發(fā)展戰(zhàn)略》(京：中 國城市出版社)針對城區(qū)能源利用，給出了單位GDP能耗指標(biāo)、清潔能源占比以及人均C0 2排 放量指標(biāo)。這些指標(biāo)對實現(xiàn)低碳生態(tài)具有重要意義，但是由于各地區(qū)基礎(chǔ)條件不同，不同城 區(qū)中實現(xiàn)指標(biāo)給定值的難度差異很大，特別是不同城區(qū)之間缺乏同構(gòu)性時無法借鑒這些指 標(biāo)，難以構(gòu)建適合某一城區(qū)自身的指標(biāo)體系。
[0004] 美國的LEED-NDLEED 2009for Neighborhood Development Rating System (LEED-ND)以及歐洲的BREEAM Communities Manual 2012中也給出了部分和城區(qū)能源利用 有關(guān)的指標(biāo)，但其評價對象側(cè)重于單體建筑及節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況，并未給出城區(qū)能源總 體利用的評價指標(biāo)。
[0005] 能源利用作為影響低碳生態(tài)目標(biāo)的重要方面，低碳生態(tài)城市的研究與示范建設(shè)離 不開能源綜合利用指標(biāo)的評價。當(dāng)前城區(qū)能源綜合利用指標(biāo)評價并不完整，指標(biāo)的結(jié)構(gòu)體 系尚需完善。

【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)能源綜合 利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法。
[0007] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0008] -種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，該方法包括如下步驟：
[0009] (1)根據(jù)待評價城區(qū)的土地利用規(guī)劃，采用城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型建立城區(qū) 最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)；
[0010] (2)根據(jù)城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)得到最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案；
[0011] (3)求取最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案基礎(chǔ)上待評價城區(qū)各空間對象上的能源 綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值；
[0012] (4)獲取與待評價城區(qū)相似或鄰近城區(qū)與能源利用各類指標(biāo)項對應(yīng)的調(diào)研數(shù)據(jù)， 結(jié)合待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，通過專家打分法獲取待評價城區(qū)的 能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值；
[0013] (5)求取對應(yīng)能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值與能源綜合利用各類指標(biāo)項 的最優(yōu)值的比值大小得到待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值；
[0014] (6)判定待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值是否在相應(yīng)的設(shè)定范圍 內(nèi)，若是，則相應(yīng)的指標(biāo)項合格，否則不合格。
[0015] 所述的最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案包括二次能源生產(chǎn)點位置及生產(chǎn)量、二次 能源生產(chǎn)點對應(yīng)的能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)以及二次能源生產(chǎn)點化石能源、可再生能源需求量。
[0016] 所述的步驟(3)中具體為:將城區(qū)劃分為城區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑四個層次，在最優(yōu) 城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案基礎(chǔ)上，分別求取城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值、社 區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值、地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值和建筑能源 綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值；
[0017] 相應(yīng)地，能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值和能源綜合利用各類指標(biāo)項的指 標(biāo)值對應(yīng)包括城區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑四個層次相應(yīng)的能源綜合利用各類指標(biāo)項對應(yīng)的專 家評定值和指標(biāo)值；
[0018] 其中，城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（101)城區(qū)各類能源需求量，所述的各 類能源包括電力、燃氣和煤炭；（102)城區(qū)可再生能源和低品味能源各自的利用占比及利用 量;（103)城區(qū)能源利用產(chǎn)生的COdPNOx各自的排放量；（104)城區(qū)一次能源利用效率；
[0019] 社區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（201)各社區(qū)各類能源需求量，所述的各類能 源包括電力、燃氣和煤炭；（202)各社區(qū)可再生能源的利用占比及利用量；（203)各社區(qū)能源 利用產(chǎn)生C0 2和NOx各自的排放量；（204)各社區(qū)一次能源利用效率；
[0020] 地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（301)各地塊電力、冷量和熱量的需求量； (302)各地塊可再生能源和低品味能源各自的利用量；（303)各地塊綠色建筑比例；
[0021] 建筑能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（401)各建筑人均年電力、冷量和熱量的需求 量；（402)各建筑單位建筑面積的冷熱負荷；（403)各建筑單位工商業(yè)產(chǎn)值年冷量、熱量和電 力的需求量;（404)光伏、太陽能集熱板各自的安裝面積以及與屋頂面積的比例。
[0022] 所述的將城區(qū)劃分為城區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑四個層次具體為:城區(qū)內(nèi)所有建筑組 成建筑層；由多個建筑組成一個地塊，所有地塊組成地塊層;根據(jù)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)獲取具有冷 熱量交換的地塊并將具有冷熱量交換的地塊組成一個社區(qū)，所有社區(qū)組成社區(qū)層;整個城 區(qū)即為城區(qū)層。
[0023] 所述的步驟(4)中專家打分法獲取能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值具體 為:多個專家分別根據(jù)能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值以及相似或鄰近城區(qū)能源利用調(diào) 研數(shù)據(jù)進行綜合分析得到能源綜合利用各類指標(biāo)項專家個人評定值，并對所有專家求取的 專家個人評定值求平均得到能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0025] (1)本發(fā)明的評價方法通過城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型進行定量計算得到能源綜 合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，同時通過相似或鄰近城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項對應(yīng)的調(diào) 研數(shù)據(jù)進行分析為基礎(chǔ)，結(jié)合專家經(jīng)驗法構(gòu)建城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的評定值，最 后得到的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值反應(yīng)的是能源綜合利用各類指標(biāo)項的評定值 接近最優(yōu)值的程度，進而通過能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值的大小來判定各類指標(biāo)項 的合格與否，從而可以對城區(qū)能源利用行為進行約束和引導(dǎo)，以提升城區(qū)能源利用效率，增 加可再生能源利用，減少城區(qū)能源利用導(dǎo)致的污染物排放；
[0026] (2)本發(fā)明能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法得到的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指 標(biāo)值是能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值與能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值的比 值大小，因此能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值都是相對值，反映的是能源綜合利用各類 指標(biāo)項的指標(biāo)值接近能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值的程度，因此能源綜合利用各類指 標(biāo)項的指標(biāo)值不受城市特征差異的影響，不同城區(qū)按照本發(fā)明能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)體系 構(gòu)建方法構(gòu)建的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值可以進行橫向?qū)Ρ?，評價更加客觀可 罪；
[0027] (3)本發(fā)明基于城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型進行定量計算得到能源綜合利用各類 指標(biāo)項的最優(yōu)值，專家可以據(jù)此判斷城市能源利用的極限情景，在設(shè)定能源綜合利用各類 指標(biāo)項的專家評定值時有據(jù)可依；
[0028] (4)能源綜合利用各類指標(biāo)項均對應(yīng)于城市空間管理的對象，針對城區(qū)、社區(qū)、地 塊、建筑分別給出對應(yīng)指標(biāo)項的值，具有很強的針對性，更易于具體落實；
[0029] (5)通過評價結(jié)果，針對不合格的能源綜合利用指標(biāo)項，專家可以基于理論計算得 到的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，結(jié)合各個城區(qū)自身的特點，通過綜合經(jīng)濟、社會發(fā) 展水平以及技術(shù)進步等因素，進行修正，給出更加適宜的能源綜合利用各類指標(biāo)項的評定 值，從而根據(jù)該評定值進行具體落實，提高城區(qū)能源綜合利用水平。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法的流程圖；
[0031] 圖2為城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型結(jié)構(gòu)和功能示意框圖；
[0032]圖3為城區(qū)能流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為社區(qū)劃分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖中1為城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型模塊，11為二次能源需求量及位置確定單元， 12為可再生能源資源量及位置確定單元，13為社會經(jīng)濟及技術(shù)數(shù)據(jù)輸入單元，14為二次能 元生產(chǎn)及分配綜合優(yōu)化單元，2為通過城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)單元，3為最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用 技術(shù)方案單元，31為社區(qū)劃分單元，32為二次能源生產(chǎn)點位置及生產(chǎn)量確定單元，33為二次 能源生產(chǎn)點對應(yīng)的能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)確定單元，34為二次能源生產(chǎn)點化石能源、可再生能 源需求量確定單元，G1、G2……Gn為二次能源生產(chǎn)點，X1、X2、X3、X4……Xn為二次能元需求 點，4為建筑，5為地塊，6為社區(qū)。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0036] 實施例
[0037]如圖1所示，一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，該方法包括如下步驟： [0038]步驟101:根據(jù)待評價城區(qū)的土地利用規(guī)劃，采用城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型進行 能量優(yōu)化分析；
[0039] 步驟102:根據(jù)城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型分析結(jié)果獲取城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)；
[0040] 步驟103:根據(jù)城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)得到最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案，所述的最 優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案包括二次能源生產(chǎn)點位置及生產(chǎn)量、二次能源生產(chǎn)點對應(yīng)的 能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)以及二次能源生產(chǎn)點化石能源、可再生能源需求量。
[0041] 上述三個步驟總的來說即是采用城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型的定量計算，獲得最 優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案，城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型可采用模擬仿真模型、數(shù)學(xué)規(guī) 劃模型以及系統(tǒng)動力學(xué)模型等各類模型，該模型可對城區(qū)可再生能源資源利用潛力進行分 析，基于二次能源需求、能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)以及可利用的能源供給，將城區(qū)所有的能源轉(zhuǎn)換 利用活動作為一個總能系統(tǒng)進行優(yōu)化，給出城區(qū)最優(yōu)的能源綜合利用方案。
[0042] 繼而，將城區(qū)劃分為城區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑四個層次，城區(qū)內(nèi)所有建筑組成建筑 層，每個建筑作為建筑層內(nèi)的一個個體;多個建筑組成一個地塊，地塊是在城區(qū)規(guī)劃時已經(jīng) 規(guī)劃好的，所有地塊組成地塊層，每個地塊都是地塊層中的一個個體;根據(jù)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)獲 取具有冷熱量交換的地塊并將具有冷熱量交換的地塊組成一個社區(qū)，所有社區(qū)組成社區(qū) 層，相同的，每個社區(qū)也是社區(qū)層中的一個個體;整個城區(qū)即為城區(qū)層，結(jié)合步驟103中最優(yōu) 城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案，根據(jù)當(dāng)前我國城市規(guī)劃管理的空間層次結(jié)構(gòu)，結(jié)合城區(qū)能源 供給、轉(zhuǎn)換、分配及利用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值 按照城區(qū)-社區(qū)-地塊-建筑四個層次分別給出，即步驟104得到待評價城區(qū)的城區(qū)能源綜合 利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，步驟105得到待評價城區(qū)的社區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的最 優(yōu)值，步驟106得到待評價城區(qū)的地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，步驟107得到待 評價城區(qū)的建筑能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，上述各個能源綜合利用各類指標(biāo)項的 最優(yōu)值如能源需求、污染物排放、碳排放以及可再生能源占比等的最優(yōu)值。
[0043] 繼續(xù)執(zhí)行步驟108:獲取與待評價城區(qū)相似或鄰近城區(qū)與能源利用各類指標(biāo)項對 應(yīng)的調(diào)研數(shù)據(jù)；
[0044] 執(zhí)行步驟109:將相待評價城區(qū)相似或鄰近城區(qū)與能源利用各類指標(biāo)項對應(yīng)的調(diào) 研數(shù)據(jù)和待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值分別給到多個專家，各位專家進 行比較分析；
[0045] 執(zhí)行步驟110:各個專家分別根據(jù)待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu) 值以及相似或鄰近城區(qū)能源利用調(diào)研數(shù)據(jù)進行綜合分析，根據(jù)個人經(jīng)驗得到待評價城區(qū)的 能源綜合利用各類指標(biāo)項專家個人評定值，通過計算的最優(yōu)值和調(diào)研數(shù)據(jù)進行綜合分析， 最優(yōu)值作為評定值給出的依據(jù)，調(diào)研數(shù)據(jù)作為參考，因此提高了能源綜合利用各類指標(biāo)項 專家個人評定值的客觀性，做到有據(jù)可依；
[0046] 執(zhí)行步驟111:對所有專家求取的專家個人評定值求平均得到待評價城區(qū)的能源 綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值，包括城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值、社 區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值、地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值和 建筑能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值；
[0047] 執(zhí)行步驟112:將城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值除以城區(qū)能源綜合 利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值得到城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值，同時執(zhí)行步驟113: 將社區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值除以社區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu) 值得到社區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值，執(zhí)行步驟114:將地塊能源綜合利用各類指 標(biāo)項的專家評定值除以地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值得到地塊能源綜合利用各 類指標(biāo)項的指標(biāo)值，執(zhí)行步驟115:將建筑能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值除以建筑 能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值得到建筑能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值。
[0048] 其中，城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項是針對整個城區(qū)的所有指標(biāo)項，具體包括： (101)城區(qū)各類能源需求量，其中各類能源包括電力、燃氣和煤炭；（102)城區(qū)可再生能源和 低品味能源各自的利用占比及利用量；（103)城區(qū)能源利用產(chǎn)生的C02和NOx各自的排放量； (104)城區(qū)一次能源利用效率;社區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項是針對社區(qū)層中的每個社區(qū) 個體的指標(biāo)項，具體包括：（201)各社區(qū)各類能源需求量，其中各類能源包括電力、燃氣和煤 炭；（202)各社區(qū)可再生能源的利用占比及利用量；（203)各社區(qū)能源利用產(chǎn)生C0 2和NOx各自 的排放總量；（204)各社區(qū)一次能源利用效率;地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項是針對到各個 地塊的指標(biāo)項，具體包括：（301)各地塊電力、冷量和熱量的需求量；（302)各地塊可再生能 源和低品味能源各自的利用量；（303)各地塊綠色建筑比例;建筑能源綜合利用各類指標(biāo)項 是針對到具體每個建筑的各項指標(biāo)項，具體包括：（401)各建筑人均年電力、冷量和熱量的 需求量；（402)各建筑單位建筑面積的冷熱負荷；（403)各建筑單位工商業(yè)產(chǎn)值年冷量、熱量 和電力的需求量;（404)光伏、太陽能集熱板各自的安裝面積以及與屋頂面積的比例。
[0049] 執(zhí)行步驟116:根據(jù)待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值，具體到城 區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值，判定各指標(biāo)值是夠在對應(yīng)的設(shè) 定范圍內(nèi)，若是，則對應(yīng)的指標(biāo)項合格，否則對應(yīng)指標(biāo)項不合格。針對不合格的能源綜合利 用指標(biāo)項，專家可以基于理論計算得到的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，結(jié)合各個城 區(qū)自身的特點，通過綜合經(jīng)濟、社會發(fā)展水平以及技術(shù)進步等因素，進行修正，給出更加適 宜的能源綜合利用各類指標(biāo)項的評定值，從而根據(jù)該評定值進行具體落實，提高城區(qū)能源 綜合利用水平。同時能源綜合利用各類指標(biāo)項均對應(yīng)于城市空間管理的對象，針對城區(qū)、社 區(qū)、地塊、建筑分別給出對應(yīng)各類指標(biāo)項指標(biāo)值，具有很強的針對性，評價時更易于具體落 實，從而可以根據(jù)評價結(jié)果進行修正。
[0050] 圖2為本發(fā)明城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型結(jié)構(gòu)和功能示意框圖，城區(qū)用地規(guī)劃確 定之后，城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型模塊1中的二次能源需求量及位置確定單元11獲取城 區(qū)二次能源需求和生產(chǎn)點位置，可再生能源資源量及位置確定單元12獲取城區(qū)范圍內(nèi)可再 生能源資源量即位置，同時根據(jù)社會經(jīng)濟及技術(shù)數(shù)據(jù)輸入單元13獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，結(jié)合二 次能源需求量及位置確定單元11、可再生能源資源量及位置確定單元12和社會經(jīng)濟及技術(shù) 數(shù)據(jù)輸入單元13的數(shù)據(jù)，二次能元生產(chǎn)及分配綜合優(yōu)化單元14進行分配優(yōu)化得到城區(qū)最優(yōu) 能流網(wǎng)絡(luò)，并通過城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)單元2對城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)進行輸出，最后最優(yōu)城區(qū)能 源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案模塊3根據(jù)城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)確定最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案， 包括社區(qū)劃分單元31進行社區(qū)劃分，二次能源生產(chǎn)點位置及生產(chǎn)量確定單元32進行二次能 源生產(chǎn)點位置及生產(chǎn)量的確定，二次能源生產(chǎn)點對應(yīng)的能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)確定單元33進行 二次能源生產(chǎn)點對應(yīng)的能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)的確定以及二次能源生產(chǎn)點化石能源、可再生能 源需求量確定單元34進行二次能源生產(chǎn)點化石能源、可再生能源需求量的確定。
[0051] 二次能源產(chǎn)品在生產(chǎn)點和需求點之間進行交易可用圖3所示的交易網(wǎng)絡(luò)表示。圖3 中G1、G2……Gn為二次能源生產(chǎn)點，分別代表1號地塊，2號地塊……n號地塊的二次能源生 產(chǎn)點，X1、X2、X3、X4……Xn為二次能元需求點，分別代表1號地塊，2號地塊……n號地塊的二 次能源需求點。G1-X1表示1號地塊生產(chǎn)的熱（冷)產(chǎn)品用于自己消費的部分，G1-X2表示1 號地塊生產(chǎn)的熱(冷)產(chǎn)品用于2號地塊消費的部分，從i號地塊傳輸?shù)絡(luò)號地塊的二次能源 產(chǎn)品數(shù)量用PH表示。在滿足給定需求的情況下存在一個最優(yōu)的能流網(wǎng)絡(luò)配置方案，以使全 區(qū)總成本最小。配置網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目標(biāo)社區(qū)總成本函數(shù)S可用式（1)表示： _2]卜[工:;人』 ⑴
[0053]其中，S為滿足城區(qū)所有二次能源產(chǎn)品需求時總的成本;為單位量的二次能源 在i點的生產(chǎn)成本與輸送到j(luò)點的過程中運輸成本的和，可通依據(jù)區(qū)域供 [0054]冷、供熱工程設(shè)計規(guī)范計算確定;Pi-j為i點傳輸?shù)絡(luò)點的二次能源量。
[0055]由于資源的有限性以及用地限制，以較低成本生產(chǎn)二次能源產(chǎn)品的產(chǎn)量是有限 的。以太陽能生產(chǎn)熱量為例，在特定的氣候條件下單位面積上太陽能資源是有限的，以極低 成本生產(chǎn)熱量或者電力的量是有限的。資源的有限性對產(chǎn)品產(chǎn)量的約束稱之為資源約束， 資源約束可用式(2)表示，同時各個地塊的需求約束用式(3)表示。
[0056]資源約束：
[0057] 工尸"1'- (2)
[0058] 其中PLP2……Pn記作Pj，j = l，2……n，Pj表示第j點的二次能源生產(chǎn)量；
[0059] 需求約束：
[0060] < (3 )
[0061] 其中DhD〗……Dn記作Di，i = l，2……n，Di表示第i點的負荷需求量；
[0062] 其他約束如式(4):
[0063] Pj 彡〇，Di彡0，Pi-j 彡0，i = l，2."n，j = l，2."n (4)
[0064] 通過對能源點進行編號，根據(jù)對應(yīng)編號列出如表1所示的能源數(shù)據(jù)表。能源數(shù)據(jù)表 列出了各個點的用地類型、空間坐標(biāo)、二次能源產(chǎn)品需求、二次能源生產(chǎn)成本水平、最大產(chǎn) 量以及二次能源產(chǎn)品輸出潛力(通過產(chǎn)量與需求對比獲得)等信息。由于大多數(shù)點并不具備 以較低的成本水平生產(chǎn)并輸出二次能源產(chǎn)品的條件，在實際計算中，只需選擇具有二次能 源產(chǎn)品輸出潛力（產(chǎn)量大于自身需求）的點作為產(chǎn)品輸出點即可，以減少模型計算中的變 量。
[0065]表1能源供需數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)
[0066]
[0067] 通過調(diào)研統(tǒng)計及相關(guān)規(guī)范確定各個地塊的成本水平一:后，需要分析確定合理的5: 值作為基準(zhǔn)水平。該基準(zhǔn)水平表示各個點都能以該成本水平生產(chǎn)出足量的滿足自身需求的 二次能源產(chǎn)品。通過各個點成本水平與該基準(zhǔn)成本水平相比較，只有低于該成本水平且生 產(chǎn)量大于自身需求的點才具有向外輸出二次能源產(chǎn)品的潛力。將這些點標(biāo)出，作為產(chǎn)品輸 出點，產(chǎn)品富余量作為產(chǎn)品最大供應(yīng)量，其余點作為產(chǎn)品需求點，圍繞總成本函數(shù)構(gòu)建約束 優(yōu)化模型。
[0068] 舉例說明，假設(shè)城區(qū)有9個能源生產(chǎn)消費點，點3、5、6、7具有向外輸出熱量產(chǎn)品的 潛力，可以作為熱生產(chǎn)者向其他點供應(yīng)熱量產(chǎn)品。本地?zé)嵘a(chǎn)成本較高的點優(yōu)先選擇輸入 熱量產(chǎn)品，不足部分通過自身生產(chǎn)進行補充。通過優(yōu)化計算后可得到各能源生產(chǎn)消費點之 間的能量傳輸大小，如表2所示。
[0069] 表2城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型輸出計算結(jié)果表
[0070]
[0071] 在得到各個點的二次能源生產(chǎn)量和交易量之后，可確定哪些點之間需要進行冷熱 量的交換，將這些點所在的地塊劃分為一個社區(qū)。結(jié)合該點所采用的能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)，可 計算出城區(qū)、各個社區(qū)、各個地塊及各個建筑的化石能源需求、可再生能源占比等能源利用 有關(guān)項的最優(yōu)值。通過調(diào)整各個地塊上人均/單位建筑面積負荷指標(biāo)、綠色建筑比例等得到 不同的二次能源需求數(shù)據(jù)，再帶入模型進行計算，得到不同情形下能源利用相關(guān)項的最優(yōu) 值。
[0072] 圖4為社區(qū)劃分結(jié)構(gòu)示意圖，圖中4為建筑，5為地塊，6為社區(qū)，箭頭代表各地塊之 間的冷熱量交換，將具有冷熱量交換的地塊5劃分為一個社區(qū)。
[0073] 本發(fā)明所描述的城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，該方法用于對城區(qū)的能源 綜合利用各類指標(biāo)項是否合格的評定，以量化計算結(jié)果為依據(jù)，充分考慮了城區(qū)能源需求 變化對各指標(biāo)項的影響，通過城區(qū)-社區(qū)-地塊-建筑四個層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)的構(gòu)建，增強了規(guī)劃 對城區(qū)能源利用活動的控制和引導(dǎo)，推動了節(jié)能減排理念在城市建設(shè)活動中的具體落實。
【主權(quán)項】
1. 一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： (1) 根據(jù)待評價城區(qū)的土地利用規(guī)劃，采用城區(qū)能量系統(tǒng)優(yōu)化分析模型建立城區(qū)最優(yōu) 能流網(wǎng)絡(luò)； (2) 根據(jù)城區(qū)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)得到最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案； (3) 求取最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案基礎(chǔ)上待評價城區(qū)各空間對象上的能源綜合 利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值； (4) 獲取與待評價城區(qū)相似或鄰近城區(qū)與能源利用各類指標(biāo)項對應(yīng)的調(diào)研數(shù)據(jù)，結(jié)合 待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值，通過專家打分法獲取待評價城區(qū)的能源 綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值； (5) 求取對應(yīng)能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值與能源綜合利用各類指標(biāo)項的最 優(yōu)值的比值大小得到待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值； (6) 判定待評價城區(qū)的能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值是否在相應(yīng)的設(shè)定范圍內(nèi)， 若是，則相應(yīng)的指標(biāo)項合格，否則不合格。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，其特征在于，所述 的最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)方案包括二次能源生產(chǎn)點位置及生產(chǎn)量、二次能源生產(chǎn)點對 應(yīng)的能源轉(zhuǎn)換利用技術(shù)以及二次能源生產(chǎn)點化石能源、可再生能源需求量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，其特征在于，所述 的步驟(3)中具體為:將城區(qū)劃分為城區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑四個層次，在最優(yōu)城區(qū)能源轉(zhuǎn)換 利用技術(shù)方案基礎(chǔ)上，分別求取城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值、社區(qū)能源綜合利 用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值、地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值和建筑能源綜合利用各類 指標(biāo)項的最優(yōu)值； 相應(yīng)地，能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值和能源綜合利用各類指標(biāo)項的指標(biāo)值 對應(yīng)包括城區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑四個層次相應(yīng)的能源綜合利用各類指標(biāo)項對應(yīng)的專家評 定值和指標(biāo)值； 其中，城區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（101)城區(qū)各類能源需求量，所述的各類能 源包括電力、燃氣和煤炭；（102)城區(qū)可再生能源和低品味能源各自的利用占比及利用量； (103)城區(qū)能源利用產(chǎn)生的COdPNOx各自的排放量；（104)城區(qū)一次能源利用效率； 社區(qū)能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（201)各社區(qū)各類能源需求量，所述的各類能源包 括電力、燃氣和煤炭；（202)各社區(qū)可再生能源的利用占比及利用量；（203)各社區(qū)能源利用 產(chǎn)生COdPNOx各自的排放量；（204)各社區(qū)一次能源利用效率； 地塊能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（301)各地塊電力、冷量和熱量的需求量；（302)各 地塊可再生能源和低品味能源各自的利用量；（303)各地塊綠色建筑比例； 建筑能源綜合利用各類指標(biāo)項包括：（401)各建筑人均年電力、冷量和熱量的需求量； (402)各建筑單位建筑面積的冷熱負荷；（403)各建筑單位工商業(yè)產(chǎn)值年冷量、熱量和電力 的需求量;（404)光伏、太陽能集熱板各自的安裝面積以及與屋頂面積的比例。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，其特征在于，所述 的將城區(qū)劃分為城區(qū)、社區(qū)、地塊和建筑四個層次具體為:城區(qū)內(nèi)所有建筑組成建筑層；由 多個建筑組成一個地塊，所有地塊組成地塊層;根據(jù)最優(yōu)能流網(wǎng)絡(luò)獲取具有冷熱量交換的 地塊并將具有冷熱量交換的地塊組成一個社區(qū)，所有社區(qū)組成社區(qū)層;整個城區(qū)即為城區(qū) 層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城區(qū)能源綜合利用規(guī)劃指標(biāo)評價方法，其特征在于，所述 的步驟(4)中專家打分法獲取能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值具體為：多個專家分 別根據(jù)能源綜合利用各類指標(biāo)項的最優(yōu)值以及相似或鄰近城區(qū)能源利用調(diào)研數(shù)據(jù)進行綜 合分析得到能源綜合利用各類指標(biāo)項專家個人評定值，并對所有專家求取的專家個人評定 值求平均得到能源綜合利用各類指標(biāo)項的專家評定值。
【文檔編號】G06Q10/04GK105930940SQ201610317290
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】黃子碩, 于航, 彭震偉
【申請人】同濟大學(xué)