[发明专利]一种考虑负荷密度的区域能源系统供能范围规划方法

权利要求书

1.一种考虑负荷密度的区域能源系统供能范围规划方法，其特征在于：包括，

通过模拟规划区域的建筑负荷需求，获得8760小时的单位面积冷热负荷数据；

将所述8760小时的单位面积冷热负荷数据根据时间进行排序，选取峰值时的负荷数据与每个建筑面积相乘，获得规划区域内每个建筑的负荷需求数据；

根据所述负荷需求数据与每个负荷的建筑占地面积计算负荷密度，而后根据简化的管网拓扑结构建立关于负荷密度与经济供能半径的能源站供能范围优化模型；

利用所述能源站供能范围优化模型求解不同的负荷密度对应的经济供能半径，以经济供能半径对规划区域内不同负荷密度划分能源站的供能范围，并以供能范围的圆心作为能源站位置；

其中，所述负荷密度包括，

式中，q为所述负荷密度，q_i表示单位占地面积最大冷负荷KW/m²，n为规划区域内负荷建筑数量，S_i为建筑占地面积；

在规划区域中圆周角为α的圆弧区域内负荷计算表达式为：

其中，R为简化的管网拓扑结构的半径；

所述能源站供能范围优化模型包括，

建立目标函数：

max(f)＝LCC_DIS-LCC_DCS

其中，

LCC_DIS＝C_I,DIS+βC_O,DIS

式中，LCC_DIS表示分散式空调系统全寿命周期费用，C_I,DIS表示分散式空调系统初投资费用，C_O,DIS表示分散式空调系统年运行费用，β表示等额多次付现值系数；C_DIS表示分散式空调系统投资系数，n为规划区域内负荷建筑数量；g_DIS表示分散式空调系统年维护管理费用指标，c_e表示电价，IPLV_DIS分散式空调系统的制冷机组综合能效系数，r表示负荷率，τ_r表示负荷 率r下的运行时间；

LCC_DCS＝C_I,DCS+βC_O,DCS

C_I,DCS＝C_I，plant+C_I,pipe

C_o,DCS＝C_o,DCS,m+C_o,plant,en+C_o,pump+C_o,loss

式中，LCC_DCS为区域供能系统全寿命周期费用，C_I,DCS表示区域供能系统初投资费用，C_O,DCS为区域供能系统年运行费用；C_I,plant为能源站投资费用，C_I,pipe为管网投资费用；c_plant表示容量投资系数，a₁、a₂为管网造价的回归系数，l_i表示第i管段管长，d_i表示第i段管段的管径；C_o,DCS,m为年维护管理费用，C_o,plant,en为能源站运行费用，C_o,pump为水泵年运行费用，C_o,loss为冷量损失费用；g_DCS表示年维护费用指标；H_pi表示泵的扬程；G_i表示管段流量；λ_b表示保温层的导热系数；δ_i表示管壁厚度；δ_bi表示保温层厚度；t_s表示外部温度；t_g，t_h表示冷冻水供回水温度；τ表示系统运行时间；IPLV_DCS表示区域供冷系统制冷机组性能系数；ρ表示水的密度；η_p表示水泵的总效率；

能源站供能范围优化模型的表达式为：

式中，T表示区域同时使用系数；c_th表示保温材料的价格；v表示流速；c表示水的比热容；Δt表示供回水温差；

其中，划分供能范围的步骤包括，

初选供能区域C(n)，根据供能区域C(n)内负荷需求数据与负荷的建筑占地面积计算负荷密度q(n)；

利用所述能源站供能范围优化模型计算经济供能半径R(n)；

根据所述经济供能半径R(n)绘制供能区域C(n+1)，并重新计算供能区域C(n+1)内的负荷密度q(n+1)；若负荷密度增大，则重复计算所述经济供能半径R(n)；

否则，则根据所述经济供能半径R(n)缩小供能区域，并计算缩小后的供能区域的负荷密度；若负荷密度的变化值小于0.001kw/m²，则保存此时的经济供能半径R(n+1)和供能区域C(n+1)；否则，令n＝n+1，并重新计算所述经济供能半径R(n)；

其中，n＝|K|表示集合K的元素个数，初始时设置n＝1。