[发明专利]基于社区年龄趋势分析的煤改电供能规划方法

权利要求书

1.一种基于社区年龄趋势分析的煤改电供能规划方法，其特征在于包括步骤如下：

第一步，社区人群年龄构成分析及预测

(1)首先对接社区居委会或当地派出所，获取社区目前常驻人口信息：

①常驻人口总数N、各年龄段人口数N_t、18-45岁各年龄段育龄女性人口数Z_t及外来迁入各年龄段人口数其中，N_t中的t表示年龄，各年龄段人口数N_t可划分为：0-18岁处于幼儿及学龄期的人口、19-60处于工作期人口、61岁及以上处于退休期人口；其中，18-45岁各年龄段育龄女性人口数Z_t可划分为：育龄女性未生育人口数育龄女性已育一胎人口数

②获取当地统计局各年龄段人口死亡率d_t，自然生育率b_t，二胎生育意愿v_t，以x表示年份，t表示年龄，计算社区内的指定年份指定年龄的人数，

(x+1)年(t+1)岁的人数＝x年t岁的人数×(1-x年t岁的死亡率)，即

以t₁、t₂代表两个特定年龄，由此在x年t₁岁-t₂岁的人口比例为：

(2)分别统计x年、x+1年、x+2年直至x+K年幼儿及学龄期人口比例工作阶段人口比例退休人口比例

第二步、针对同一社区，不同采暖方式下煤改电供能方案的成本及费用

(1)煤改电供能方案中各参数的设定，

该社区户数M，户均采暖季补贴电量W_补,采暖季峰段电价D_峰，采暖季谷段电价D_谷，采暖季每日谷段小时数H_谷；

以空气源热泵为采暖方式户均采暖功率g_热泵，以直热式电暖气为采暖方式户均采暖功率g_电暖气，以蓄热式电锅炉为采暖方式户均采暖功率g_{电锅炉-采暖}，户均低温运行功率g_{电锅炉-低温}；

参照市政供暖规定，室内设计温度不低于F_取暖℃，冬季采暖室外计算温度F_室外℃，以采暖季120天进行分析，均衡考虑各月温度，季节性负荷系数为γ， 对于处于幼儿期、学龄期、退休期的家庭采暖日负荷系数为ω_s，对于处于上班工作期的家庭采暖日负荷系数为ω_l，

单位新增采暖负荷(kW)引起的配网建设投资s_配网，涉及户内电线改造及保护开关改造的户均改造费用为s_户内线路，空气源热泵供能包括热泵设备购置、安装及户内水管网安装的单位负荷(kW)的建设成本为s_热泵，直热式电暖气供能设备购置安装的单位负荷(kW)建设成本为s_电暖气，蓄热式电锅炉供能包括电锅炉和保温水箱设备购置和安装、户内水管网安装、室外热力管网的单位负荷(kW)的建设成本为s_电锅炉，

(2)煤改电供能方案中各供能方式的成本及费用计算

①以空气源热泵作为社区采暖供能方式

社区采暖运行负荷G_热泵＝g_热泵×γ×[M×(P_0-18+P_61-∞)×ω_s+M×P_19-60×ω_l]

空气源热泵供能方案建设成本S_热泵＝s_热泵×G_热泵+s_配网×G_热泵+s_户内线路×M

空气源热泵采暖季运行成本

电量补贴峰段电量电量补贴谷段电量

以空气源热泵为供能方式的运行费用

②以空气源热泵与直热式电暖气综合供能方式

对于长期在家的幼儿期、学龄期、退休期的居民采用空气源热泵技术供暖；对于白天家中无人、正常上班的居民采用直热式电暖气利用谷电加热取暖,需要谷段周期以外H_补个小时进行补充供热，

空气源热泵与直热式电暖气综合使用解决社区供暖，综合供能方案中社区空气源热泵的运行负荷

G_热泵补＝g_热泵×γ×M×(P_0-18+P_61-∞)×ω_s

综合供能方案中社区直热式电暖气的运行负荷

G_电暖气＝g_电暖气×γ×M×P_19-60×ω_l

综合方案中社区采暖最大负荷

G_{热泵-电暖气}＝G_热泵补+G_电暖气

空气源热泵-直热式电暖气综合供能方案的建设成本

S_{热泵-电暖气}＝s_热泵×G_热泵补+s_电暖气×G_电暖气+s_配网×G_{热泵-电暖气}+s_户内线路×M

综合供能方案中空气源热泵部分运行费用

综合供能方案中直热式电暖气部分运行费用

以空气源热泵和直热式电暖气为综合供能方式的运行费用

Q_{热泵-电暖气}＝Q_热泵补+Q_电暖气

③以蓄热式电锅炉作为社区采暖供能方式

以蓄热式电锅炉供能的社区采暖最大负荷

G_电锅炉max＝g_{电锅炉-采暖}×γ×M

蓄热式电锅炉供能建设成本

S_电锅炉＝s_电锅炉×G_电锅炉max+s_配网×G_电锅炉max

蓄热式电锅炉采暖季运行费用

社区幼儿期、学龄期、退休期居民采暖用电量

社区幼儿期、学龄期、退休期居民冬季采暖运行费用

蓄热式电锅炉采暖社区工作期居民采暖用电量由低温运行时段电量和采暖时段电量组成

社区工作期居民冬季采暖运行费用

以蓄热式电暖气为供能方式的运行费用

第三步，得到K年内煤改电供能方案规划

K年内，以空气源热泵为供能方式的整体成本

K年内，以空气源热泵和直热式电暖气为综合供能方式的整体成本

K年内，以蓄热式电锅炉为供能方式的整体成本

对比一定年限内不同电采暖技术的冬季供能方案，以整体成本最小为最优条件即可得到K年内煤改电供能的最佳方案规划。