[发明专利]城市水系统和能源系统应对气候变化的联合响应调控方法

说明书

本发明提供一种城市水系统和能源系统应对气候变化的联合响应调控方法，包括：采集温度信息和降水信息，获得未来降水量变化趋势和未来温度变化趋势；建立研究区域的水资源评估模型；建立研究区域的长期能源可替代规划模型；根据所述未来温度变化趋势对用电量和需水量进行预测，根据所述未来降水量变化趋势对供水量进行预测；将所述供水量和需水量输入至所述水资源评估模型进行不同排放情景下的水资源优化配置；根据水资源优化配置结果，运行所述长期能源可替代规划模型，计算得到供水行业电力消耗量；根据用电量和所述供水行业电力消耗量计算获得能源消耗量；本发明为城市水系统和能源系统研究提供更为准确的依据。

技术领域

本发明涉及一种城市水系统和能源系统应对气候变化的联合响应调控方法。

背景技术

城市通过吸收生态系统中的各种资源来扩大其新陈代谢，根据国际能源署的报告，全球超过70％的能源消费发生在城市，随着全球的城市化进程，未来十年内能源的需求将大大提升。同时，水资源也是限制城市发展的主要制约因素，预计到2050年，全球75％的人口将面临缺乏淡水资源的危机。在全球气候变化如何保证可持续的淡水资源和能源供应是全球城市化进程中的面临的一个巨大挑战。因此，研究城市水系统和能源系统应对气候变化具有重要的意义。

目前国内外学者研究更偏向于气候变化对水资源或能源系统影响的单独考量，应对措施的制定也通常只针对一个系统，比如，为了缓解气候变化下的水资源短缺，引入高耗能的海水淡化技术，对能源系统造成了较大的压力，同时加大了温室气体的排放量，对气候变化也产生了负面影响。

发明内容

针对现有技术中对于城市水系统和能源系统研究的单一性，本发明提出一种城市水系统和能源系统应对气候变化的联合响应调控方法，为城市水系统和能源系统研究提供更为准确的依据。

一种城市水系统和能源系统应对气候变化的联合响应调控方法，包括：

采集研究区域的温室气体低排放情景、温室气体中等排放情景以及温室气体高排放情景下的温度信息和降水信息，获得未来降水量变化趋势和未来温度变化趋势；

建立研究区域的水资源评估模型；

建立研究区域的长期能源可替代规划模型；

根据所述未来温度变化趋势对用电量和需水量进行预测，根据所述未来降水量变化趋势对供水量进行预测；

将所述供水量和需水量输入至所述水资源评估模型进行不同排放情景下的水资源优化配置；

根据水资源优化配置结果，运行所述长期能源可替代规划模型，计算得到供水行业电力消耗量；

根据用电量和所述供水行业电力消耗量计算获得能源消耗量。

进一步地，建立研究区域的水资源评估模型包括：

定义模型的基本参数，并划分模型节点，将各个节点进行连接；

建立以满意度为目标的目标函数；

定义水量平衡方程、供水能力约束条件、水源输水能力约束条件、用户需水能力约束条件以及变量非负约束条件。

进一步地，所述目标函数如下：

其中，S为满意度，T为社会效益，M为经济效益，H为环境效益，λ₁为社会效益权重，λ₂为经济效益权重，λ₃为环境效益权重。

进一步地，所述水量平衡方程如下：