区域能源系统潜力评估方法及实现该方法的系统技术方案

本发明专利技术涉及区域能源系统潜力评估方法及实现该方法的系统。该方法包括：接收输入的目标地区；接收对目标地区划分的一个或多个区域；接收输入的区域能源(制冷/供热)需求和施工可行性分数分配比例；若使用了网格划分工具，则从数据库提取预先计算好的所述区域的能源需求和施工可行性分数；若使用了套索工具，则从所述数据库中提取所述区域的能源使用需求和建设相关数据、以及国家设计规范数据，从算法库中提取与该目标地区匹配的建筑能源需求和施工可行性评估模型，并基于这些数据利用所述模型分别计算所述区域的能源需求和施工可行性分数；基于分数分配比例，对能源需求和施工可行性分数进行加权平均，得出所述区域的工程潜力分数并将其输出。

【技术实现步骤摘要】
区域能源系统潜力评估方法及实现该方法的系统
本专利技术涉及区域能源领域，具体地，涉及一种对在目标地区的多个区域建造区域制冷/供热系统的潜力进行评估的方法，一种对适合建造区域制冷/供热系统的区域的边界进行优化的方法，以及用于实现这些方法的系统和存储有能执行该方法的计算机程序的计算机可读介质。
技术介绍
近年来，区域能源作为一种经过验证的能源解决方案，由于其诸多的优点(如提高能源利用效率，降低化石能源消耗，减少二氧化碳排放量等)越来越受到人们的青睐，区域能源系统在全球越来越多的城市被部署使用。广义上，区域能源被定义为：“在某个特定的区域内，人们生产、生活所需的各种形式、各种品位能源被合理地、集成地、高能效地生产、输配、利用与耗散”。狭义上，区域能源被定义为：“区域供暖、区域制冷、区域供电以及解决区域能源需求的能源系统的综合集成。这里所指的区域，可以是行政划分的街区，也可以是各种园区，或是一个建筑群等。”。其中，特别是服务于建筑制冷、供热的区域制冷/供热系统在全世界范围内的各个城市不断涌现，不断发展，不断改进。区域制冷/供热系统通常包括由生产冷冻水的供冷系统/生产热水的供热系统构成的制冷/供热站、向建筑物等服务对象供冷/热的管网、以及热交换设备。在为面积较大的地区(例如一个县、一个城市、一个省、甚至一个国家)规划区域能源系统时，快速高效地筛选出该地区适合建造区域能源系统的区域(即具有较大潜力的区域)对所有利益相关者都至关重要，尤其是对于开发区域能源项目的企业。通常，他们需要在项目开发的初始阶段快速完成对城市规模下大量区域能源系统潜在选址的筛选。但是，在这个阶段可获得的相关数据非常少，并且筛选量和筛选范围非常大(通常为城市规模)。针对上述问题，现有技术中一种常用的解决方案是基于访谈、原始统计数据、报告等相关资料进行定性分析。在该方案中，调研团队需要对该地区内各个细节进行考察，进行多次访谈，获得原始统计数据，然后基于个人的经验给出定性的判断。这种传统的工程方法需要花费大量的人力物力和时间，地区的面积越大，则越耗时，成本越高昂，而且由于评估结果很大程度上取决于个人的经验和判断，调研团队内部的评价标准又难以细分量化，导致最终难以为适合建造区域能源系统的潜在选址提供高质量的参考意见。因此，这种方法的主要缺点是不适合用于对大面积地区进行快速准确的评估。其次，由于上述方法所依赖的数据是调研团队通过实地调研目标地区所获得的非公开数据，当目标地区发生变化时，调研团队还需重新调研，收集新的数据，才能对新的目标地区进行区域能源系统潜力的评估。因此，上述方法的另一个缺点是无法容易地扩展到其它地区。再次，上述方法中没有帮助用户理解分析成果的直观便捷的交互手段，这使得用户无法快速地理解并做出决策。因此，有必要开发一种新的区域能源系统潜力评估工具。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是如何帮助用户针对面积较大的地区快速可靠地筛选出该地区具有较高工程潜力的适合建造区域能源系统(尤其是区域制冷/供热系统)的潜在区域。为此，本申请的实施例提供了一种对在目标地区建造区域制冷/供热系统的潜力进行评估的方法，该方法包括以下步骤：A)接收用户输入的目标地区；B)接收用户对目标地区划分的一个或多个区域；C)接收用户输入的制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例；D)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了自动网格划分工具，则利用预先建立的索引，从针对目标地区事先建立好的数据库中提取预先计算好的所述一个或多个区域的制冷/供热需求分数和施工可行性分数；E)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了套索工具，则利用预先建立的索引，从所述数据库中提取所述一个或多个区域的能源使用需求和建设相关数据、以及国家设计规范数据，从针对目标地区事先建立好的算法库中提取与该目标地区匹配的建筑制冷/供热需求评估模型和施工可行性评估模型，并基于这些数据利用所述模型分别计算所述一个或多个区域的制冷/供热需求分数和施工可行性分数；F)基于在步骤C中接收的制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例，对在步骤D或E中得到的制冷/供热需求分数和施工可行性分数进行加权平均计算，得出所述一个或多个区域的建造区域制冷/供热系统的工程潜力分数，并至少将所述一个或多个区域的工程潜力分数展示给用户。在本申请中，术语“地区”是指按照某个标准(如地理标准、经济标准、行政区划标准等)对某个国家的领土划分出的区块、若干区块的集合、甚至该国家本身，所述区块例如可以是乡、镇、市、县、省、区、盟、州等行政区划，也可以是华北地区、华东地区、华中地区、华南地区等地区区划，还可以是东北经济区、东部经济区、中部经济区、西部经济区等经济区划。应当理解，以上列举并非穷尽的，还存在其它可能。在本申请中，术语“潜力”用以表征某一区域是否适合建造区域制冷/供热系统，潜力越大，则越适合建造，具体来说，包括但不限于工程潜力、盈利潜力和节能减排潜力。在本专利技术的实施例中，从某一区域的制冷/供热需求和在该区域建造制冷/供热系统的施工可行性这两个维度来对该区域的工程潜力进行评估；基于在某一区域建造和运营区域制冷/供热系统的总成本来对该区域的盈利潜力进行评估；基于某一区域的区域制冷/供热系统对城市热岛效应的减缓程度(只适用于区域制冷系统)以及导致的碳排放降低量来对该区域的节能减排潜力进行评估。在上述评估方法中，由于提前对目标地区进行了不同大小的网格划分，并将与每个网格所代表区域相对应的制冷/供热需求分数和施工可行性分数预先计算好并存储在数据库中，因而当用户选择代表网格大小的预设档位中的一个对目标地区进行网格划分并请求计算该档位下每个网格所代表区域的工程潜力分数时，只需基于用户输入的制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例，对从数据库中直接调取的制冷/供热需求分数和施工可行性分数进行加权平均计算，即可得出所需的工程潜力分数。同时，数据库中还存储了套索划分下计算所需的中间数据，算法库中预先存储了套索划分下计算所需的各种模型(用于取代依赖个人经验的评估方法)，因此当用户利用套索工具在目标地区自定义了一个或多个区域并请求计算每个区域的工程潜力分数时，只需从算法库提取相应的模型，根据从数据库提取的所需中间数据，即可快速准确地计算出每个区域的工程潜力分数。上述方法大大节约了用户等待计算结果的时间并提高了计算结果的可靠性，能够帮助用户针对面积较大的地区快速可靠地筛选出该地区具有较高工程潜力的适合建造区域制冷/供热系统的潜在区域，从而满足关注工程潜力的用户(例如高校、施工单位)的需求。此外，上述方法建立了量化和标准化的评分体系，能让用户通过分数的差异直观地感受不同区域的工程潜力差别。而且，上述方法还简化了用户的输入，用户选定目标地区之后仅需输入制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例，并通过自动网格划分工具或套索工具来选择要评估的区域，剩下的均由系统自动完成。这两方面都体现出了对没有相关专业背景的用户的友好。在本专利技术的一些实施例中，上述方法还包括以下步骤：G1)如果在步骤B中用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对在目标地区的一个或多个区域建造区域制冷/供热系统的潜力进行评估的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA)接收用户输入的目标地区；/nB)接收用户对目标地区划分的一个或多个区域；/nC)接收用户输入的制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例；/nD)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了自动网格划分工具，则利用预先建立的索引，从针对目标地区事先建立好的数据库中提取预先计算好的所述一个或多个区域的制冷/供热需求分数和施工可行性分数；/nE)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了套索工具，则利用预先建立的索引，从所述数据库中提取所述一个或多个区域的能源使用需求和建设相关数据、以及国家设计规范数据，从针对目标地区事先建立好的算法库中提取与该目标地区匹配的建筑制冷/供热需求评估模型和施工可行性评估模型，并基于这些数据利用所述模型分别计算所述一个或多个区域的制冷/供热需求分数和施工可行性分数；/nF)基于在步骤C中接收的制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例，对在步骤D或E中得到的制冷/供热需求分数和施工可行性分数进行加权平均计算，得出所述一个或多个区域的建造区域制冷/供热系统的工程潜力分数，并至少将所述一个或多个区域的工程潜力分数展示给用户。/n...

【技术特征摘要】
1.一种对在目标地区的一个或多个区域建造区域制冷/供热系统的潜力进行评估的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)接收用户输入的目标地区；
B)接收用户对目标地区划分的一个或多个区域；
C)接收用户输入的制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例；
D)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了自动网格划分工具，则利用预先建立的索引，从针对目标地区事先建立好的数据库中提取预先计算好的所述一个或多个区域的制冷/供热需求分数和施工可行性分数；
E)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了套索工具，则利用预先建立的索引，从所述数据库中提取所述一个或多个区域的能源使用需求和建设相关数据、以及国家设计规范数据，从针对目标地区事先建立好的算法库中提取与该目标地区匹配的建筑制冷/供热需求评估模型和施工可行性评估模型，并基于这些数据利用所述模型分别计算所述一个或多个区域的制冷/供热需求分数和施工可行性分数；
F)基于在步骤C中接收的制冷/供热需求分数和施工可行性分数的分配比例，对在步骤D或E中得到的制冷/供热需求分数和施工可行性分数进行加权平均计算，得出所述一个或多个区域的建造区域制冷/供热系统的工程潜力分数，并至少将所述一个或多个区域的工程潜力分数展示给用户。


2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
G1)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了自动网格划分工具，则利用预先建立的索引，从所述数据库中提取预先评估好的所述一个或多个区域的盈利潜力；
H1)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了套索工具，则利用预先建立的索引，从所述数据库中提取所述一个或多个区域内每栋建筑的制冷/供热负荷曲线、能源费用数据、构成区域制冷/供热系统的设备的采购成本和工作效率曲线，并基于这些数据计算所述一个或多个区域的盈利潜力；
I1)将所述一个或多个区域的盈利潜力展示给用户。


3.如权利要求2所述的方法，其中，盈利潜力由在所述一个或多个区域建造区域制冷/供热系统的投资成本和运营成本所构成的最终成本来表征。


4.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
G2)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了自动网格划分工具，则利用预先建立的索引，从所述数据库中提取预先评估好的所述一个或多个区域的节能减排潜力；
H2)如果在步骤B中用户对目标地区划分时使用了套索工具，则利用预先建立的索引，从所述数据库中提取所述一个或多个区域内每栋建筑的制冷/供热负荷曲线、构成区域制冷/供热系统的设备的工作效率曲线、典型设计日的气候数据，并基于这些数据计算所述一个或多个区域的节能减排潜力；
I2)将所述一个或多个区域的节能减排潜力展示给用户。


5.如权利要求4所述的方法，其中，节能减排潜力由在所述一个或多个区域建造区域制冷系统所导致的碳排放降低量和/或对城市热岛效应的减缓程度来表征或者由在所述一个或多个区域建造区域供热系统所导致的碳排放降低量来表征。


6.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个区域的能源使用需求和建设相关数据包括所述一个或多个区域内的卫星图、兴趣点数据、气候数据、建筑占地面积、建筑高度、建筑类别、水体位置和绿地位置；所述一个或多个区域的国家设计规范数据包括适用于所述一个或多个区域的供冷/制热相关设计标准、供冷/制热负荷计算相关参数。


7.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据库是通过如下步骤建立的：
确定目标地区的边界并利用自动网格划分工具按照表示网格大小的不同档位将目标地区划分成多个大小相同的区域；
从因特网收集目标地区内的公开原始数据，所述公开原始数据包括卫星图、兴趣点数据、全年气候数据、供冷/制热相关设计标准、以及供冷/制热负荷计算相关参数；
利用归一化植被指数与水指数从所收集的卫星图中的绿波段、红外波段、近红外波段数据，推测出各卫星图所覆盖区域内的水体位置和绿化位置，并将该水体位置和绿化位置存储到所述数据库；
利用从所述算法库调用的施工可行性评估模型，针对自动网格划分每个档位下的每个网格所代表的区域，基于该区域的卫星图计算相应的施工可行性分数，并将该施工可行性分数存储到所述数据库；
利用从所述算法库提取的由建筑占地面积推测模型和建筑高度推测模型构成的建筑几何模型，从所收集的卫星图中的红绿蓝波段数据，推测出各卫星图所覆盖区域内每栋建筑的建筑占地面积和建筑高度，并将该建筑占地面积和建筑高度存储到所述数据库；
利用从所述算法库提取的建筑类别推测模型，根据从所收集的兴趣点数据提取的目标地区内每栋建筑内部及其周边的社会经济特征以及每栋建筑的建筑占地面积和建筑高度，推测出每栋建筑的建筑类别并将该建筑类别存储到所述数据库；
从所收集的全年气候数据，计算出目标地区的制冷/供热度日数并将该制冷/供热度日数存储到所述数据库；
利用从所述算法库提取的建筑制冷/供热需求评估模型，基于目标地区内每栋建筑的建筑占地面积、建筑高度、建筑类别、目标地区的制冷/供热度日数、供冷/制热相关设计标准、供冷/制热负荷计算相关参数，计算每栋建筑的制冷/供热负荷曲线，将该制冷/供热负荷曲线存储到所述数据库；
利用每栋建筑的建筑制冷/供热需求评估模型，针对自动网格划分每个档位下的每个网格所代表的区域计算相应的制冷/供热需求分数，并将该制冷/供热需求分数存储到所述数据库。


8.如权利要求7所述的方法，其中，所述公开原始数据还包括目标地区的能源费用数据，所述方法还包括以下步骤：
基于所收集的能源费用数据和所计算的每栋建筑的制冷/供热负荷曲线，针对自动网格划分每个档位下的每个网格所代表的区域计算在该区域运营区域制冷/供热系统的运营支出；
收集目标地区可采购的用于建造区域制冷/供热系统的设备的成本和所述设备的工作效率曲线，并将该成本和工作效率曲线存储到所述数据库；
基于所述设备的成本和工作效率曲线，针对自动网格划分每个档位下的每个网格所代表的区域计算在该区域建造区域制冷/供热系统的资本支出；
基于所述运营支出和资本支出，针对自动网格划分每个档位下的每个网格所代表的区域计算在该区域建造和运营区域制冷/供热系统的最终成本，并将该最终成本存储到所述数据库。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑昊，聂婷，何子安，苏灵奇，杨正，本·施维格勒，
申请(专利权)人：法能中国能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11