面向能源系统规划设计的负荷分区方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了面向能源系统规划设计的负荷分区方法及系统，包括：绘制全区域地图，获取全区域地图内每个建筑的年负荷曲线；其中，所述全区域地图，包括：建筑轮廓及每个建筑的年平均负荷值；对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；将异常点加入其邻近的簇，同时计算负荷互补性，使得全部异常点都加入到对应的簇中且全区域内负荷互补性最强；在异常点加入其邻近的簇的过程中，始终保持同一建筑的负荷点属于同一个簇；得到同时考虑建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的分区结果。

【技术实现步骤摘要】
面向能源系统规划设计的负荷分区方法及系统
本申请涉及能源利用
，特别是涉及面向能源系统规划设计的负荷分区方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。在实现本申请的过程中，专利技术人发现现有技术中存在以下技术问题：能源革命推动文明进步，随着社会的发展和城市化进程的加速，有限的能源消耗迅速，能源危机问题反过来开始限制城市的发展。传统的城市及区域规划过程中，只需要冷热电气网络各司其职，分别规划，即可为整个城市或区域稳定供能。随着冷热电联供技术的发展，不同种能源间联系愈发密切，高耦合的供能系统能够调动不同种能源的优势，同时实现供能和节能的目标。以冷热电联供为技术核心的区域能源系统，建筑数目繁多、负荷类型复杂多样，难以实现其整体最优规划。目前针对区域能源系统的规划设计，大多数方法首先将整体区域划分成多个负荷分区，并设计各分区的能源枢纽，从而实现区域能源系统的整体规划。随着区域内建筑数目不断增加，在计算力有限的条件下，分区计算方法已成为区域能源系统规划设计的必由之径。与此同时，能源系统分区规划的方法与真实的城市或区域开发建设采用的分时段、分片区开发的方法完美契合。专利技术人发现，现有的区域能源系统的规划缺乏科学性的分区方法，传统采用的分区方法仅考虑了建筑之间的地理位置联系，没有考虑到负荷因素的影响。而能源系统的规划设计受负荷影响极大，合理的负荷分区方案将会使得能源系统高效节能，而不合理的负荷分区方案会导致设计的能源系统存在供需匹配难，运行效率低等问题。目前在区域能源系统规划领域，亟需一种面向能源系统规划设计的负荷分区方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本申请提供了面向能源系统规划设计的负荷分区方法及系统，该方法在划分负荷分区时综合考虑了建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性，为区域能源系统规划设计提供了合理且有效的分区方案。第一方面，本申请提供了面向能源系统规划设计的负荷分区方法；面向能源系统规划设计的负荷分区方法，包括：绘制全区域地图，获取全区域地图内每个建筑的年负荷曲线；其中，所述全区域地图，包括：建筑轮廓及每个建筑的年平均负荷值；对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；将异常点加入其邻近的簇，同时计算负荷互补性，使得全部异常点都加入到对应的簇中且全区域内负荷互补性最强；在异常点加入其邻近的簇的过程中，始终保持同一建筑的负荷点属于同一个簇；得到同时考虑建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的分区结果。第二方面，本申请提供了面向能源系统规划设计的负荷分区系统；面向能源系统规划设计的负荷分区系统，包括：绘制模块，其被配置为：绘制全区域地图，获取全区域地图内每个建筑的年负荷曲线；其中，所述全区域地图，包括：建筑轮廓及每个建筑的年平均负荷值；聚类模块，其被配置为：对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；更新模块，其被配置为：将异常点加入其邻近的簇，同时计算负荷互补性，使得全部异常点都加入到对应的簇中且全区域内负荷互补性最强；在异常点加入其邻近的簇的过程中，始终保持同一建筑的负荷点属于同一个簇；输出模块，其被配置为：得到同时考虑建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的分区结果。第三方面，本申请还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行上述第一方面所述的方法。第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。第五方面，本申请还提供了一种计算机程序(产品)，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行的时候用于实现前述第一方面任意一项的方法。与现有技术相比，本申请的有益效果是：1、本公开所述的分区方法，提出了对实际区域能源系统设计有指导意义的科学方法，同时考虑了地理位置，负荷密集程度和负荷互补性，有益于后期能源系统设计的高效和节能；2、本公开所述的分区方法，符合城市或区域规划建设的实际，且对于城市或区域规划建设具有参考意义，可以从能源角度提供何种建筑适宜同时规划建设的建议，有益于城市或区域的合理规划建设。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为第一个实施例的方法流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
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申请的示例性实施方式。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，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一本实施例提供了面向能源系统规划设计的负荷分区方法；如图1所示，面向能源系统规划设计的负荷分区方法，包括：S101：绘制全区域地图，获取全区域地图内每个建筑的年负荷曲线；其中，所述全区域地图，包括：建筑轮廓及每个建筑的年平均负荷值；S102：对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；S103：将异常点加入其邻近的簇，同时计算负荷互补性，使得全部异常点都加入到对应的簇中且全区域内负荷互补性最强；在异常点加入其邻近的簇的过程中，始终保持同一建筑的负荷点属于同一个簇；S104：得到同时考虑建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的分区结果。所述方法还包括：S105：依据分区结果，实现综合能源系统设计。进一步地，所述S101中年负荷曲线，是指由某个建筑物在一年的12个月中，每个月的负荷值连接而成的曲线。进一步地，所述S101中建筑轮廓，是指：建筑占用土地的轮廓线，用于表示建筑的位置。进一步地，所述S101中每个建筑的年平均负荷值，是指一年中消耗负荷的平均值，表示平均每小时的负荷。作为一个或多个实施例，所述S101：绘制全区域地图；具体步骤包括：选取设定的负荷量(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.面向能源系统规划设计的负荷分区方法，其特征是，包括：/n绘制全区域地图，获取全区域地图内每个建筑的年负荷曲线；其中，所述全区域地图，包括：建筑轮廓及每个建筑的年平均负荷值；/n对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；/n将异常点加入其邻近的簇，同时计算负荷互补性，使得全部异常点都加入到对应的簇中且全区域内负荷互补性最强；在异常点加入其邻近的簇的过程中，始终保持同一建筑的负荷点属于同一个簇；/n得到同时考虑建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的分区结果。/n

【技术特征摘要】
1.面向能源系统规划设计的负荷分区方法，其特征是，包括：
绘制全区域地图，获取全区域地图内每个建筑的年负荷曲线；其中，所述全区域地图，包括：建筑轮廓及每个建筑的年平均负荷值；
对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；
将异常点加入其邻近的簇，同时计算负荷互补性，使得全部异常点都加入到对应的簇中且全区域内负荷互补性最强；在异常点加入其邻近的簇的过程中，始终保持同一建筑的负荷点属于同一个簇；
得到同时考虑建筑地理位置、负荷密集程度和负荷互补性的分区结果。


2.如权利要求1所述的方法，其特征是，绘制全区域地图；具体步骤包括：
选取设定的负荷量作为一个单位点的负荷量，每个建筑的负荷值以设定的负荷量的倍数为负荷点的数目，均匀分布在每个建筑的轮廓内部表示；
区域地图中各建筑的年负荷曲线数据构成集合L＝(l1，l2，......ln)；
其中，n表示区域内建筑的总数目；
区域地图中全部的负荷点构成样本集D＝(x1，1，x1，2，......xn，m)；
其中，m表示区域内第n个建筑的负荷点总数目；
将区域内建筑轮廓线组成的图记为建筑轮廓图M。


3.如权利要求1所述的方法，其特征是，对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；具体步骤包括：
采用密度聚类算法对对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点。


4.如权利要求1所述的方法，其特征是，对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；具体步骤包括：
初始化核心对象集合初始化聚类簇数k＝0，初始化未访问集合Γ＝D，簇划分采用DBSCAN密度聚类算法对样本集中的点进行聚类处理；
选取设定的聚类半径eps和阈值MinPts，使得得到簇划分结果，同时保留若干个异常点；
得到聚类结果：簇划分集合C＝(C1，C2，......Cp)，和异常点集合E＝(E1，E2，......Eq)；其中p为簇的总数目，q为异常点的总数目；
将建筑轮廓图M与聚类后结果图对比，使得属于同一建筑的点划分到同一簇中。


5.如权利要求4所述的方法，其特征是，对全区域地图中的负荷点进行聚类，得到簇和异常点；聚类的过程中始终保持同一个建筑的负荷点属于同一个簇；具体步骤还包括：
若同一建筑的负荷点同时属于多个簇，以多数优势原则将建筑划归所占负荷点数最多的簇。


6.如权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙波，杨君如，张立志，张承慧，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37