一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法，通过能耗模拟软件对案例校园标准建筑建模，获取建筑负荷，通过调研建筑同时使用率、人员分布模型、建筑朝向等因素对建筑负荷进行拟合；基于动态规划方法进行建筑分区，以建筑距离能源站的距离为主要因素，对能源站附近建筑进行初步分区归属。采用距离能源站较近的若干建筑的负荷特性，代表该片区的负荷特性。基于层次分析法，对边缘建筑进行权重计算，对比分析，采用0

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法


[0001]本专利技术涉及到区域能源规划设计领域，尤其涉及一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法。
技术背景
[0002]区域综合能源系统(IES)包含多个能源系统，这些系统可以满足特定地区终端用户的多种能源需求。
[0003]区域IES能够将可再生能源有效地结合到电力供应系统中，从而减少环境污染。而区域综合能源系统的建立需要首先划分建筑群，进行建筑分区，制定科学的负荷分区方式是提高能源效率和减少碳排放的第一步。
[0004]建筑群在进行负荷预测时采用实测数据进行计算，模型较难建立，计算复杂，且初始数据获得难度较高，不利于在建筑初期进行规划。
[0005]通过模拟软件进行数值模拟的负荷，往往具有较大的误差，目前大多考虑从建筑围护结构、建筑朝向等方面进行拟合，未考虑建筑功能，建筑人员分布模型、建筑同时使用率对建筑负荷产生的影响。
[0006]建筑分区可以有效的优化建筑群的峰值负荷、日负荷率、负荷标准差。但目前建筑分区的方式并没有一种明确的量化标准，常采用基于最小距离的分区方式或基于最小负荷波动的分区方式，这些分区方式往往不能达到最优分区及节能效果。

技术实现思路

[0007]为明确区域建筑划分，本专利技术提出了一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法，并采用层次分析法，以各建筑群的日负荷率、负荷标准差、建筑距离为准则层，改进分区方法，基于0
‑
1整数规划模型将边缘建筑归属于合适的建筑群，更利于规划期间对设计园区建筑进行区域能源规划分区。一定程度上改善整个园区的负荷特性，起到节能减排的效果。
[0008]为实现上述目的，采用如下技术方案:
[0009]一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法，其核心思想是采用动态规划方法。首先通过能耗模拟软件获取园区负荷，并进行一定的拟合处理；根据实际情况确定能源站选址；其次对能源站附近建筑基于最小距离归属相对应能源站，并用其代表能源站负荷特性；对边缘建筑基于层次分析法进行权重计算，量化分析，综合指标结果进行寻优；基于0
‑
1整数规划模型将建筑择优分配与能源站，从而完成分区。
[0010]通过DeST软件模拟获取设定区域的建筑模型及负荷数据。
[0011]通过建筑同时使用率、人员分布模型、建筑朝向、建筑面积对区域内各建筑负荷进行拟合，获得更趋于实际的建筑负荷特性。
[0012]综合分析各建筑负荷情况、地理位置，完成能源站的选址。
[0013]基于动态规划方法进行建筑分区，首先分析各个建筑的负荷情况，明确各建筑的
日负荷率、负荷标准差、建筑距能源站距离。
[0014]对能源站附近的建筑进行分区归属，以建筑距离能源站的距离为主要因素，进行初步划分。
[0015]分析距离能源站距离较近的若干建筑的负荷标准差和建筑日负荷率，用其代表该能源站片区的整体负荷标准差和建筑日负荷率，以对不同能源站边缘建筑进行分区归属。
[0016]建筑群的动态规划方法，其核心思想是将各建筑群的性能指标—建筑日负荷率、负荷标准差、建筑距能源站距离，进行对比量化，综合指标结果进行寻优，划分负荷分区。
[0017]基于上述三个性能指标，按实际需求进行各条件权重设定。
[0018]0‑
1整数规划模型在原理上则是面向能源站，进行各建筑的分配。其决策变量xi取值为0或1，即代表分配或不分配。
[0019]在完成层次分析法分析，获得建筑群各指标权重后，基于各指标进行权重计算，获得校园各建筑相对能源站的权重得分。基于0
‑
1整数规划模型，进行分配。
[0020]对各边缘建筑基于各能源站负荷特性进行权重计算，分别统计三个性能指标的建筑的实际权重得分，进行比对分析，建筑择优归属能源站，完成建筑的区域划分。
[0021]基于动态规划方法的核心思想，将建筑负荷特性及建筑距离作为建筑群分区的条件，并根据实际建筑区别进行权重计算，用以确定最合适的建筑分区方式。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]采用层次分析法综合分析建筑及建筑群的日负荷率、负荷标准差、距离。综合考虑建筑负荷特性与建筑距离，量化建筑评分标准，便于建筑进行寻优计算。
[0024]与建筑直接分区不同，采用将边缘建筑分配于建筑群方式，各边缘建筑皆进行权重计算，将其分配于评分较高的能源站，形成更加合适的建筑群，边缘建筑以设计者要求定义。
[0025]并不局限于一种权重计算方法，可以根据实际项目需求，指定不同准则层。核心是采用动态规划方法的思想对建筑进行区域划分，从而获得符合设计者需求的区域能源规划分区方法。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例中负荷模拟与建筑分区的流程框架图；
[0027]图2为本专利技术实施例中层次分析法结构示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例中校园建筑地理位置简化图；
[0029]图4为本专利技术实施例中边缘建筑权重计算分区后建筑群分布图；
[0030]图5a为标准建筑供暖空调日的日负荷率之一；
[0031]图5b为标准建筑供暖空调日的日负荷率之二；
[0032]图6a为分区后建筑群供暖空调日负荷率之一；
[0033]图6b为分区后建筑群供暖空调日负荷率之二。
具体实施方式
[0034]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0035]本专利技术提出一种适用于该高校的区域能源规划分区方法，如图1所示，实例选择一所如图3所示的高校为例进行进一步说明，需要注意的是，该区域能源规划分区思想并不仅限于该示例，实际项目可根据工程需求进行一定程度的调整。
[0036]选择武汉市某高校进行案例分析，该校园占地面积180.39万
㎡
，校舍建筑面积103.94万
㎡
，各类全日制在校学生3万余人。校园现有11栋教学楼(教室、办公室、实验室)、1座图书馆、2个食堂、28栋学生宿舍(北区15栋、南区13栋)、1个体育活动中心(兼学生活动中心)。
[0037]将校园建筑按使用类型分为教学楼、学生宿舍、食堂、图书馆、体育馆。
[0038]以校园平面图的左下角为坐标原点，对实际校园建筑进行简化处理。根据建筑距离，初步将建筑就近归属能源站，能源站交界处的建筑需要根据各指标权重进行进一步的分析。
[0039]经分析，在能源站交界处的建筑有：南苑学生宿舍South1
‑
13、教7楼、教6楼、北苑学生宿舍North11
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15。
[0040]计算并用已划分到能源站的部分建筑代表该能源站目前的日负荷率及负荷标准差，简化后如图3所示。
[0041]收集实例园区室外空气设计参数，见表1，室内环境营造等级及参数控制目标，见表2。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过DeST软件模拟获取园区负荷，并进行一定的拟合处理；根据实际情况确定能源站选址；S2、对能源站附近建筑基于最小距离归属相对应能源站，并用其代表能源站负荷特性；对边缘建筑基于层次分析法进行权重计算，量化分析，综合指标结果进行寻优；基于0
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1整数规划模型将建筑择优分配与能源站，从而完成分区。2.根据权利要求1所述的一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法，其特征在于，S1，具体为，通过DeST软件模拟获取设定区域的建筑模型及负荷数据：通过建筑同时使用率、人员分布模型、建筑朝向、建筑面积对区域内各建筑负荷进行拟合，获得更趋于实际的建筑负荷特性；综合分析各建筑负荷情况、地理位置，完成能源站的选址；基于动态规划方法进行建筑分区，首先分析各个建筑的负荷情况，明确各建筑的日负荷率、负荷标准差、建筑距能源站距离。3.根据权利要求1所述的一种基于动态规划方法的区域能源规划分区方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，付强，张春枝，李涛，刘腊美，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：