一种规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法技术方案

本发明专利技术公开一种规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，该方法步骤包括：基于规划区域气候因素的聚类方法构建第一类特征参数集；基于内扰因素的随机方法生成第二类特征参数集；基于建筑子类划分及典型子类建筑模型确定方法构建第三类特征参数集；第一、二、三类特征参数集分别为规划区域的气候参数集、建筑内扰参数集、建筑结构性参数集；根据第三类特征参数完成规划文件的地块和典型建筑模型的匹配，第一、二类特征参数集和匹配后的第三类特征参数集经过负荷计算后得到规划地块单位面积负荷，根据城市区域能源系统的负荷预测模型进行区域负荷预测。本发明专利技术为规划阶段提供准确的数据支持和可靠的预测结果，能反映城市区域负荷的时间和空间特征。负荷的时间和空间特征。负荷的时间和空间特征。

【技术实现步骤摘要】
一种规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法


[0001]本专利技术涉及能源系统负荷预测
，具体涉及一种规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法。

技术介绍

[0002]在城市区域能源系统建设的最初阶段，需要根据区域资源量禀赋、能源生产和消费形式对区域能源负荷进行预测，从而为城市区域能源系统的规划方案设计提供数据基础。因此，城市区域能源系统负荷预测在能源系统的建设过程中具有十分重要的作用，预测负荷不仅与系统的管网设计、能源设备的装机容量和初期投资直接相关，也间接的影响到了系统的运行。
[0003]城市区域能源系统中不同类型的终端用户拥有不同类型的负荷需求，同时能源需求总量也不尽相同，这些能源消耗的场景大多发生在不同类型的建筑之中。因此，区域能源系统的一般思路是针对不同建筑业态进行单独预测，然后累加求和以计算区域的总负荷。基于这种思路，传统的负荷预测方法使用个别建筑来代替该类型的所有建筑进行负荷预测，即一种基于个别建筑模型替代整个建筑业态的负荷预测方法。但是，传统的负荷预测方法存在以下缺陷：1)负荷的内扰被假设为相同，实际上与建筑的实际运行存在着较大的差异；2)负荷预测方法使用个别建筑模型来代替某一建筑类型进行负荷预测，但是这些建筑的选取缺乏科学合理的方法，导致预测结果误差较大；3)预测阶段并未充分的利用已有的规划文件信息，造成预测的结果不准确。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供一种规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，将影响建筑负荷的参数分类为第一类特征参数集、第二类特征参数集和第三类特征参数集，综合第一、二、三类特征参数集的相关构建方法预测城市区域能源系统负荷，为规划阶段提供准确的数据支持和可靠的预测结果，预测结果能够反映城市区域负荷的时间和空间特征。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，包括下述步骤：
[0007]基于规划区域气候因素的聚类方法对规划区域的历史数据进行聚类，构建第一类特征参数集；
[0008]对基本建筑类型的内扰进行监测，获得监测建筑的内扰参数，基于内扰因素的随机方法构建内扰随机模型，生成第二类特征参数集；
[0009]获取建筑物样本和建筑结构参数，将建筑样本划分为各建筑子类，确定每个建筑子类的典型建筑模型，生成第三类特征参数集；
[0010]所述第一类特征参数集为规划区域的气候参数集，所述第二类特征参数集为建筑内扰参数集，所述第三类特征参数集为建筑结构性参数集；
[0011]根据第三类特征参数定义各地块的规划建筑和建筑子类典型建筑的相对贴近度和隶属度，根据隶属度完成地块规划建筑和建筑子类典型建筑的匹配，第一类特征参数集、第二类特征参数集和匹配后的第三类特征参数集经过负荷计算后得到各规划区域地块的单位建筑面积负荷，根据城市区域能源系统的负荷预测模型进行区域负荷预测。
[0012]作为优选的技术方案，基于规划区域气候因素的聚类方法对规划区域的历史数据进行聚类，构建第一类特征参数集，具体步骤包括：
[0013]获取规划区域的历史气候数据；
[0014]设定单位时间分辨率，重新划分历史气候数据，采用聚类方法对历史数据进行聚类；
[0015]输出最大值负荷所在聚类的平均历史气候数据作为第一类特征参数集。
[0016]作为优选的技术方案，基于内扰因素的随机方法构建内扰随机模型，生成第二类特征参数集，具体步骤包括：
[0017]对基本建筑类型的内扰进行监测，获得监测建筑的内扰参数，内扰参数包括内扰的工作时间表和内扰的额定功率；
[0018]根据监测建筑的测定内扰参数和国家相关标准、规范中内扰参数构建内扰的差异系数；
[0019]对差异系数进行修正，根据内扰差异系数的修正系数计算内扰差异系数的均值和方差，计算出内扰差异系数正态分布的累积概率密度函数，建立规划阶段负荷预测的内扰的随机工作时间表模型和随机额定功率模型，以计算规划区域任一建筑的内扰；
[0020]采用随机的方法，根据建立规划阶段负荷预测的内扰随机模型，生成规划区域的所有建筑的内扰参数，作为第二类特征参数集。
[0021]作为优选的技术方案，根据监测建筑的测定内扰参数和国家相关标准、规范中内扰参数构建内扰的差异系数，具体表示为：
[0022][0023][0024]其中，r
s,a
为内扰s的工作时间表的差异系数，r
s,b
为内扰s的额定功率的差异系数，l
r,s,t
和z
r,s
分别为相关标准、规范记载的参考建筑内扰s的工作时间表和内扰s的额定功率。
[0025]作为优选的技术方案，基于内扰因素的随机方法构建内扰随机模型，具体表示为：
[0026][0027]其中，l
r,s,t
和z
r,s
分别为相关标准、规范记载的参考建筑内扰s的工作时间表和内扰s的额定功率，l
′
s,t
和z
′
s
分别为任一建筑内扰s的工作时间表和内扰s的额定功率，r
s,a
和r
s,b
分别服从正态分布，k
s,a
和k
s,b
分别为内扰差异系数r
s,a
和r
s,b
的修正系数，σ
s,a2
和σ
s,b2
分别为内扰差异系数r
s,a
和r
s,b
的正态分布方差，μ
s,a
和μ
s,b
分别为内扰差异系数r
s,a
和r
s,b
的正态分布均值，f(r
s,a
)和f(r
s,b
)分别表示内扰差异系数r
s,a
和r
s,b
的CDF函数。
[0028]作为优选的技术方案，确定每个建筑子类的典型建筑模型，生成第三类特征参数集，具体步骤包括：
[0029]根据建筑业态在城市区域能源系统规划区域的相同气候区域进行分层抽样，获取建筑物样本和建筑结构参数，抽样的建筑样本包括区域规划的基本建筑类型；
[0030]对建筑物样本的几何结构进行标准化处理，简化成统一标准的虚拟建筑模型；
[0031]采用熵权法计算标准化建筑样本的建筑结构相关参数的权重；
[0032]采用聚类方法，根据标准化建筑样本的第三类参数将建筑样本从基本建筑类型划分为各建筑子类；
[0033]确定每个建筑子类的典型建筑模型，将典型建筑模型的建筑结构参数作为规划阶段城市区域能源系统负荷预测的第三类特征参数集。
[0034]作为优选的技术方案，采用熵权法计算标准化建筑样本的建筑结构相关参数的权重，具体表示为：
[0035][0036]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，其特征在于，包括下述步骤：基于规划区域气候因素的聚类方法对规划区域的历史数据进行聚类，构建第一类特征参数集；对基本建筑类型的内扰进行监测，获得监测建筑的内扰参数，基于内扰因素的随机方法构建内扰随机模型，生成第二类特征参数集；获取建筑物样本和建筑结构参数，将建筑样本划分为各建筑子类，确定每个建筑子类的典型建筑模型，生成第三类特征参数集；所述第一类特征参数集为规划区域的气候参数集，所述第二类特征参数集为建筑内扰参数集，所述第三类特征参数集为建筑结构性参数集；根据第三类特征参数定义各地块的规划建筑和建筑子类典型建筑的相对贴近度和隶属度，根据隶属度完成地块规划建筑和建筑子类典型建筑的匹配，第一类特征参数集、第二类特征参数集和匹配后的第三类特征参数集经过负荷计算后得到各规划区域地块的单位建筑面积负荷，根据城市区域能源系统的负荷预测模型进行区域负荷预测。2.根据权利要求1所述的规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，其特征在于，基于规划区域气候因素的聚类方法对规划区域的历史数据进行聚类，构建第一类特征参数集，具体步骤包括：获取规划区域的历史气候数据；设定单位时间分辨率，重新划分历史气候数据，采用聚类方法对历史数据进行聚类；输出最大值负荷所在聚类的平均历史气候数据作为第一类特征参数集。3.根据权利要求1所述的规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，其特征在于，基于内扰因素的随机方法构建内扰随机模型，生成第二类特征参数集，具体步骤包括：对基本建筑类型的内扰进行监测，获得监测建筑的内扰参数，内扰参数包括内扰的工作时间表和内扰的额定功率；根据监测建筑的测定内扰参数和国家相关标准、规范中内扰参数构建内扰的差异系数；对差异系数进行修正，根据内扰差异系数的修正系数计算内扰差异系数的均值和方差，计算出内扰差异系数正态分布的累积概率密度函数，建立规划阶段负荷预测的内扰的随机工作时间表模型和随机额定功率模型，以计算规划区域任一建筑的内扰；采用随机的方法，根据建立规划阶段负荷预测的内扰随机模型，生成规划区域的所有建筑的内扰参数，作为第二类特征参数集。4.根据权利要求3所述的规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，其特征在于，根据监测建筑的测定内扰参数和国家相关标准、规范中内扰参数构建内扰的差异系数，具体表示为：表示为：其中，r
s，a
为内扰s的工作时间表的差异系数，r
s，b
为内扰s的额定功率的差异系数，l
r，s
，
t和z
r，s
分别为相关标准、规范记载的参考建筑内扰s的工作时间表和内扰s的额定功率。5.根据权利要求1或3所述的规划阶段的城市区域能源系统负荷预测方法，其特征在于，基于内扰因素的随机方法构建内扰随机模型，具体表示为：其中，l
r，s，t
和z
r，s
分别为相关标准、规范记载的参考建筑内扰s的工作时间表和内扰s的额定功率，l
′
s，t
和z
′
s
分别为任一建筑内扰s的工作时间表和内扰s的额定功率，r
s，a
和r
s，b
分别服从正态分布，k
s，a
和k
s，b
分别为内扰差异系数r
s，a
和r
s，b
的修正系数，σ
s，a2
和σ
s，b2
分别为内扰差异系数r
s，a
和r
s，b
的正态分布方差，μ
s，a
和μ
s，b
分别为内扰差异系数r
s，a

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚军，唐昌龙，严恩然，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：