[发明专利]基于社区年龄趋势分析的煤改电供能规划方法

摘要

本发明涉及一种基于社区年龄趋势分析的煤改电供能规划方法，该方法包括步骤有：第一步，社区人群年龄构成分析及预测，将社区人口按年龄、育龄妇女、居住状态分段，统计出各段人口比例；第二步、针对同一社区，计算出不同采暖方式下煤改电供能方案的成本及费用；第三步，以整体成本最小为最优条件得到K年内煤改电供能的最佳方案规划。本发明通过对社区人群年龄结构及不同年龄人口用能习惯的分析及趋势预测，以满足若干年内社区采暖需求为前提，实现建设投资和运行维护的经济性，解决现有技术中煤改电供能方案对社区用能特点难以精准匹配的问题，从而获得具有较高经济性的社区煤改电供暖方案规划。

主权项

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Nt、18‑45岁各年龄段育龄女性人口数Zt及外来迁入各年龄段人口数其中，Nt中的t表示年龄，各年龄段人口数Nt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Zt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dt，自然生育率bt，二胎生育意愿vt，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Nt+1x+1=Ntx×(1-dtx)]]>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：Pt1-t2x=Σi=t1t2NixΣi=0∞Nix]]>(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ωs，对于处于上班工作期的家庭采暖日负荷系数为ωl，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×(P0‑18+P61‑∞)×ωs+M×P19‑60×ωl]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×(P0‑18+P61‑∞)×ωs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×P19‑60×ωl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。