[發明專利]基于社區年齡趨勢分析的煤改電供能規劃方法

有效

• 申請號: 201711170026.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107944696B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 朱昊;姜浩;陳銀清;劉易;王小宇;王晨飛;王業航;齊澤龍;任肖久;邱玉濤;梁曼
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種基于社區年齡趨勢分析的煤改電供能規劃方法，其特征在于包括步驟如下：

第一步，社區人群年齡構成分析及預測

(1)首先對接社區居委會或當地派出所，獲取社區目前常駐人口信息：

①常駐人口總數N、各年齡段人口數N_t、18-45歲各年齡段育齡女性人口數Z_t及外來遷入各年齡段人口數其中，N_t中的t表示年齡，各年齡段人口數N_t可劃分為：0-18歲處于幼兒及學齡期的人口、19-60處于工作期人口、61歲及以上處于退休期人口；其中，18-45歲各年齡段育齡女性人口數Z_t可劃分為：育齡女性未生育人口數育齡女性已育一胎人口數

②獲取當地統計局各年齡段人口死亡率d_t，自然生育率b_t，二胎生育意愿v_t，以x表示年份，t表示年齡，計算社區內的指定年份指定年齡的人數，

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

以t₁、t₂代表兩個特定年齡，由此在x年t₁歲-t₂歲的人口比例為：

(2)分別統計x年、x+1年、x+2年直至x+K年幼兒及學齡期人口比例工作階段人口比例退休人口比例

第二步、針對同一社區，不同采暖方式下煤改電供能方案的成本及費用

(1)煤改電供能方案中各參數的設定，

該社區戶數M，戶均采暖季補貼電量W_補,采暖季峰段電價D_峰，采暖季谷段電價D_谷，采暖季每日谷段小時數H_谷；

以空氣源熱泵為采暖方式戶均采暖功率g_熱泵，以直熱式電暖氣為采暖方式戶均采暖功率g_電暖氣，以蓄熱式電鍋爐為采暖方式戶均采暖功率g_{電鍋爐-采暖}，戶均低溫運行功率g_{電鍋爐-低溫}；

參照市政供暖規定，室內設計溫度不低于F_取暖℃，冬季采暖室外計算溫度F_室外℃，以采暖季120天進行分析，均衡考慮各月溫度，季節性負荷系數為γ， 對于處于幼兒期、學齡期、退休期的家庭采暖日負荷系數為ω_s，對于處于上班工作期的家庭采暖日負荷系數為ω_l，

單位新增采暖負荷(kW)引起的配網建設投資s_配網，涉及戶內電線改造及保護開關改造的戶均改造費用為s_戶內線路，空氣源熱泵供能包括熱泵設備購置、安裝及戶內水管網安裝的單位負荷(kW)的建設成本為s_熱泵，直熱式電暖氣供能設備購置安裝的單位負荷(kW)建設成本為s_電暖氣，蓄熱式電鍋爐供能包括電鍋爐和保溫水箱設備購置和安裝、戶內水管網安裝、室外熱力管網的單位負荷(kW)的建設成本為s_電鍋爐，

(2)煤改電供能方案中各供能方式的成本及費用計算

①以空氣源熱泵作為社區采暖供能方式

社區采暖運行負荷G_熱泵＝g_熱泵×γ×[M×(P_0-18+P_61-∞)×ω_s+M×P_19-60×ω_l]

空氣源熱泵供能方案建設成本S_熱泵＝s_熱泵×G_熱泵+s_配網×G_熱泵+s_戶內線路×M

空氣源熱泵采暖季運行成本

電量補貼峰段電量電量補貼谷段電量

以空氣源熱泵為供能方式的運行費用

②以空氣源熱泵與直熱式電暖氣綜合供能方式

對于長期在家的幼兒期、學齡期、退休期的居民采用空氣源熱泵技術供暖；對于白天家中無人、正常上班的居民采用直熱式電暖氣利用谷電加熱取暖,需要谷段周期以外H_補個小時進行補充供熱，

空氣源熱泵與直熱式電暖氣綜合使用解決社區供暖，綜合供能方案中社區空氣源熱泵的運行負荷

G_熱泵補＝g_熱泵×γ×M×(P_0-18+P_61-∞)×ω_s

綜合供能方案中社區直熱式電暖氣的運行負荷

G_電暖氣＝g_電暖氣×γ×M×P_19-60×ω_l

綜合方案中社區采暖最大負荷

G_{熱泵-電暖氣}＝G_熱泵補+G_電暖氣

空氣源熱泵-直熱式電暖氣綜合供能方案的建設成本

S_{熱泵-電暖氣}＝s_熱泵×G_熱泵補+s_電暖氣×G_電暖氣+s_配網×G_{熱泵-電暖氣}+s_戶內線路×M

綜合供能方案中空氣源熱泵部分運行費用

綜合供能方案中直熱式電暖氣部分運行費用

以空氣源熱泵和直熱式電暖氣為綜合供能方式的運行費用

Q_{熱泵-電暖氣}＝Q_熱泵補+Q_電暖氣

③以蓄熱式電鍋爐作為社區采暖供能方式

以蓄熱式電鍋爐供能的社區采暖最大負荷

G_電鍋爐max＝g_{電鍋爐-采暖}×γ×M

蓄熱式電鍋爐供能建設成本

S_電鍋爐＝s_電鍋爐×G_電鍋爐max+s_配網×G_電鍋爐max

蓄熱式電鍋爐采暖季運行費用

社區幼兒期、學齡期、退休期居民采暖用電量

社區幼兒期、學齡期、退休期居民冬季采暖運行費用

蓄熱式電鍋爐采暖社區工作期居民采暖用電量由低溫運行時段電量和采暖時段電量組成

社區工作期居民冬季采暖運行費用

以蓄熱式電暖氣為供能方式的運行費用

第三步，得到K年內煤改電供能方案規劃

K年內，以空氣源熱泵為供能方式的整體成本

K年內，以空氣源熱泵和直熱式電暖氣為綜合供能方式的整體成本

K年內，以蓄熱式電鍋爐為供能方式的整體成本

對比一定年限內不同電采暖技術的冬季供能方案，以整體成本最小為最優條件即可得到K年內煤改電供能的最佳方案規劃。