[發明專利]一種基于經濟發展變化預測評估生物質能發展適宜性的方法

有效

• 申請號: 202111496326.4
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114298492B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王曉珩;張一飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q50/26;G06Q10/04;G06F16/29;G16B5/00;G16B40/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于經濟發展變化預測評估生物質能發展適宜性的方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

步驟1：根據國家及地方歷年統計年鑒中的人口數據、生產總值以及工業體系、農業體系和服務業體系三大產業發展數據，將區域人口總數作為中間值，通過人均GDP數值對研究區域人口以及經濟發展情況進行預測；

步驟2：基于步驟1的研究區域人口，統計年鑒中的居民生活用電用熱情況，獲取研究區域范圍內人均電能及人均熱能需求量，確定生物質原料需求量；

步驟3：根據研究區域的農業統計年鑒數據確定農作物類型種類、單位產量及種植面積，結合復種指數對農作物總產量以及秸稈資源量進行測算；

步驟4：結合步驟2的原料需求量與步驟3的測算結果，確定各類生物質載體類型及熱值，根據熱值對研究區域的生物質潛能進行計算；

步驟5：運用ArcGIS分析工具將步驟2到步驟4進行綜合分析，對研究區域生物質能的發展適宜性進行評估；

所述步驟1具體包括以下步驟：

步驟1.1：運用Logistic曲線模型法對研究地區人口進行模擬預測；

步驟1.2：依托統計年鑒數據，通過多元線性回歸模型對研究區域過往10年的第一、第二、第三產業數據建立多元線性回歸模型；

步驟1.3：依托統計年鑒中顯示的近十年的人均GDP和人口數據，建立研究區域生產GDP發展模型；

所述步驟2具體為：

步驟2.1：依托統計年鑒數據，依據人均用電量和人均用熱量建立研究區域內年用電量和年用熱量模型：

E_e＝Z·a

E_h＝Z·b

其中，E_e為研究區域內年用電量，單位為kw·h；Z為居民總人數；a為年均人用電量，單位為kw·h；E_h為研究區域內年用熱量，單位為kj；b為年均人用熱量，單位為kj；

步驟2.2：依據年用電量以及年用熱量，計算區域內能源需求總和：

其中，為能源需求總量，單位為kj；c為電波動系數；d為熱量損耗系數；

所述步驟3具體為：

步驟3.1：利用地方農業統計年鑒中記錄的單位面積的作物產量與種植面積，得到研究區域的農作物產量發展趨勢，所述農作物產量發展趨勢模型如下：

其中，為所述研究區域未來n年后的農作物產量，單位為kt；i為農作物類型；F_i為單位面積的i作物產量，單位為t/hm²；S_i為i作物的種植面積,單位為hm²；a_i為i作物的復種指數；

步驟3.2：根據上述步驟3.1中所測算出的未來n年的農作物總產量，對研究區域的農作物秸稈產量進行計算，計算公式如下：

其中，E_a為農作物秸稈產量；Q_i為i類農作物產量；k_i為第i類農作物的草谷比系數；

所述步驟4具體為：

步驟4.1：根據農作物秸稈總重量模型獲取研究區域的全部作物類型未來n年產生的農作物秸稈總重量，測算模型為：

其中，為所述未來n年農作物秸稈總重量，單位為kg；w_r為作物秸稈含水量；t_r為作物秸稈灰分含量；R₁為作物秸稈的可收集率；U₁為農作物秸稈的利用率；P₁為作物面積與耕地總面積之比；F為單位面積的作物產量，單位為t/hm²；J為草谷比；S為作物種植面積，單位為hm²；a、b、c、d、e、f、g分別為甘薯、小麥、水稻、玉米、大豆、棉花、黑豆；

步驟4.2：使用熱值檢測儀對研究區域使用的生物質載體進行熱值檢測，確定不同生物質對應的熱值；

步驟4.3，結合步驟4.1所測得的各類生物質原料對應熱值，通過下列公式對研究區域的生物質潛能進行計算：

其中，M為區域生物質總潛能；為農作物秸稈總重量，單位為kg；K為生物質燃燒效率；C為秸稈可收集系數；H_a、H_b、H_c、H_d、H_e、H_f、H_g分別為甘薯、小麥、水稻、玉米、大豆、棉花、黑豆秸稈的熱值；F_a、F_b、F_c、F_d、F_e、F_f、F_g分別為上述七類農作物秸稈預測單位面積產量；I_a、I_b、I_c、I_d、I_e、I_f、I_g分別為上述七類農作物種植面積；

所述步驟5具體為：

步驟5.1，針對前序能源需求模型和區域生物質潛能模型所得出的資源供需關系，根據生物質潛能盈虧模型對所述研究區域生物質能發展適宜程度進行計算，所述模型如下：

其中，R_a為研究區域生物質潛能盈虧，M為區域生物質總潛能；E^t為研究區域村鎮未來t年的電能熱能總需求；

步驟5.2：研究區域生物質潛能盈虧R_a根據步驟5.1獲得的生物質潛能盈虧對研究區域發展生物質能適宜程度進行評價；

步驟5.3：將步驟5.1中研究區域生物質潛能盈虧R_a的結果與矢量地圖數據導入ArcGIS軟件中進行疊加分析，最終輸出研究區域的生物質能發展適宜性分區圖。