计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法及系统

本发明涉及区域建筑群负荷预测领域，更具体地，涉及一种计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法及系统。

背景技术：

1、随着经济社会的发展，人民生活水平日益提升，城区建筑逐渐呈现集群化、规模化发展，区域供能技术随之飞速发展，建筑领域作为人类生产和生活的基本场所，已然成为能源消费的重要组成部分，建筑能耗目前已占近能源消费总量的一半，对于区域建筑群而言负荷预测的重要性不言而喻。区域建筑群能源规划是对建筑群的用能需求进行规划，用清洁、可再生的能源替代传统化石燃料，以此实现区域能源利用最大化。近年来随着大型中央商务区以及城市综合体的不断涌现，区域供能项目不断增多。尽管多年来的积极实践已经积累了不少有影响力的区域供能系统项目，但在调研中发现，其实际效果并不尽如人意，由于在新建城区建筑体量大，分期建设到全部交付使用，一般使用周期可长达十年之久，在规划区域建筑群的用能情况时若沿用传统能源规划的思路，不考虑区域建筑规划初期到规划末期的建筑面积的变化趋势特点，往往会造成系统容量偏高，长期处于低负荷状态运行，运行效率低等问题。

2、同时，对于区域供能建筑的用能规划阶段，区域内各建筑往往仅建筑层高或建筑面积等部分确定性参数，对于各建筑中的窗墙比、室内人员密度等相当一部分参数往往是未知的，因此在部分参数未知以及区域内各建筑面积动态规划的情况下，如何开发一种随建筑面积动态变化的区域建筑群冷热负荷预测系统亟待解决。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明的目的是提供一种计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法及系统，旨在解决对区域建筑冷热负荷进行预测时，基于静态的预测方法无法满足建筑负荷的动态变化，以及建筑不确定参数难以确定的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

3、一种计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法，包括下列步骤：

4、通过建筑面积预测模型获取预测时间内任一区域各业态建筑的建筑面积变化趋势，得到各目标时刻的建筑面积预测结果；

5、利用冷热负荷预测计算模型计算区域内各业态建筑的冷热负荷，得到在相应目标时刻的建筑冷热负荷预测结果；

6、将各目标时刻的建筑面积预测结果与建筑冷热负荷预测结果进行数据融合，得到动态规划下的建筑冷热负荷预测结果。

7、上述技术方案中，进一步地，在所述的建筑面积预测模型的基础上引入新陈代谢模型，从而能够准确地捕捉建筑面积随时间的变化趋势。

8、冷热负荷预测计算模型涉及确定参数与不确定参数，其中不确定参数的获取方法为：通过matlab程序编制相关算法对相关不确定参数进行随机抽样获取各业态建筑样本参数库。

9、又一方面，本发明还提供了一种计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测系统，包括：

10、建筑面积预测模块，通过建筑面积预测模型获取预测时间内任一区域各业态建筑的建筑面积变化趋势，得到各目标时刻的建筑面积预测结果；

11、建筑负荷预测模块，利用冷热负荷预测计算模型计算区域内各业态建筑的冷热负荷，得到在相应目标时刻的建筑负荷预测结果；以及

12、目标冷热负荷混合预测模块，将各目标时刻的建筑面积预测结果与建筑负荷预测结果进行数据融合，得到动态规划下的建筑冷热负荷预测结果。

13、总体而言，与现有负荷预测技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

14、1)本发明结合了基于新陈代谢的建筑面积预测模型以及与计算机算法结合的冷热负荷预测计算模型，同时具备两种计算方法的优势，能够预测区域建筑长期的负荷变化趋势，同时也能够获取区域内单体建筑短期负荷。

15、2)本发明摒弃以往区域用能的静态规划思路，以区域建筑长期的生长特性作为出发点，考虑区域建筑的逐年规划面积变化趋势，结合计算机算法实现捕捉区域建筑用能特性的动态变化特点。

16、3)与常规单一的负荷预测方法相比，本发明提供的基于新陈代谢的建筑面积预测模型以及与计算机算法结合的冷热负荷预测计算模型具有更高的预测精度，更贴近实际的用能情况。

17、4)本发明在传统负荷预测基础上优化了区域建筑群负荷，提高了区域负荷预测的准确性和合理性，大大降低了系统装机容量，有利于对能源站设备进行合理选型，避免了设备容量过大造成系统低效低负荷状态运行，提高了系统能效，具有较高的经济效益。

18、5)本发明在区域建筑用能规划阶段，在建筑信息不明确的情况下，利用matlab算法针对建筑中存在的不明确信息进行随机抽样，结合相关算法得到区域内各业态建筑的用能负荷，考虑区域建筑的生长特性以及各业态建筑用能规律，捕捉区域建筑群负荷长期变化趋势，实现区域建筑的长期用能规划。

技术特征：

1.一种计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法，其特征在于，包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法，其特征在于，所述建筑面积预测模型的构建方法为：

3.根据权利要求2所述的计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法，其特征在于，所述冷热负荷预测计算模型如下：

5.根据权利要求4所述的计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法，其特征在于，所述将各目标时刻的建筑面积预测结果与建筑负荷预测结果进行数据融合，得到动态规划下的建筑冷热负荷预测结果，具体为

6.一种计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测系统，其特征在于，在所述建筑面积预测模块中：

8.根据权利要求7所述的计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测系统，其特征在于，在所述建筑负荷预测模块中：

9.根据权利要求8所述的计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测系统，其特征在于，在目标冷热负荷混合预测模块中：

技术总结
本发明公开了一种计及城区建筑生长特性的区域能源动态负荷预测方法及系统，所述方法利用建筑面积预测模型获取预测时间内城区不同业态建筑的建筑面积变化趋势，得到各目标时刻的建筑面积预测结果；利用冷热负荷预测计算模型获取区域内不同业态建筑的冷热负荷，得到相应目标时刻的建筑冷热负荷预测结果；将各目标时刻的建筑面积预测结果与建筑冷热负荷预测结果进行数据融合，得到动态规划下的建筑冷热负荷预测结果。本发明克服了现有建筑群负荷预测方法的局限性以及预测精度较差的问题，不仅能够捕捉区域建筑负荷长期的变化趋势，同时保留建筑冷热负荷的短期变化细节，与常规负荷预测方法相比具备更好的预测精度、降低了能源站设备选型容量等优点。

技术研发人员：杜玉吉,钟崴,钱辉金,林小杰,王丽腾
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15