[发明专利]基于可再生能源电能替代能源系统减排预测方法

说明书

本发明涉及基于可再生能源电能替代能源系统减排预测方法，基于对可再生能源在建筑中利用方式的分析，结合建筑可再生能源利用的发展趋势及，储能技术及装备、能源安全控制技术、经济性成本分析等要素，在考虑热泵等作为核心部件提升系统能效和提高保障性的前提下，结合建筑本体的用能分析，重点对建筑光伏的产能特性，电能替代方案及相应的减排效果进行分析，进而对建筑可再生能与综合利用电能替代系统进行综合评判。同时本发明的方法流程通过参数化程序建立建筑几何形体与光伏产能计算结果相互反馈，并通过热泵+储能模块的综合能源系统优化，解决了既有建筑增装光伏、清洁供暖等对配电系统产生的影响。

技术领域

本发明属于公共建筑节能技术领域，尤其是基于可再生能源电能替代能源系统减排预测方法。

背景技术

针对新建公共机构建筑的可再生能源使用要求在逐步提升，在建筑的低碳转型中，如何科学高效的实现可再生能源的最大化利用，将作为实现建筑领域、能源利用目标的重要一环。建筑本体既是用户侧节能的依托，也可作为可再生能源发电系统的直接载体，同时通过光储直柔等技术措施，还可以跟电网等能源网络互动，甚至会与能源价格产生联动，对建筑用能、建筑碳排放及城市建筑能源体系都产生了极为重要的影响。

当前公共建筑进行低碳化改造，通常需要开展能源审计，核实建筑的用能信息和节能潜力，通常会缺少可再生能源利用的专项方案，已成为建筑节能改造、建筑低碳化转型的重要内容。

超低/近零能耗建筑设计，需要进行建筑性能化设计，其第一阶段是根据当地气候条件，依据使用功能、节能标准、当地气候条件等，初步分析建筑的用能需求，可资利用的能源资源条件及可能的能源供应方案，从而得出大体的能源需求；第二阶段是基于既定的能耗及碳排放指标，需要计算建筑的能耗指标并进行优化，选取适宜的技术措施，降低其能耗及碳排放，达到其预期的要求。这就需要利用可再生能源发电或供热能力等计算软件对当前的方案进行模拟计算获得系统整体的能源平衡情况，能源构成；第三阶段是根据计算结果，结合碳排放指标的核算，对比设计预定目标并进行调整方案，如此循环往复最终实现节能减排效益达标的方案。

这种设计方法的基本原理在于利用分析太阳轨迹与场地各测试点风速，进而分析环境数据与建筑物的位置关系后依据镶嵌在模拟软件中的产能计算公式进行计算，这种方法受限于设计师的能源设计经验、常规流程思维定式和技术工具限制，其存在对环境的分析精度较低与方案优化程度较弱且工作量巨大的特点。这种设计流程不但需要设计师拥有一定的可再生能源设计经验与市场投资分析基础，同时需要消耗大量的时间与精力放在重复的结果对比与方案修改上，因此并不适合基层规划与建筑从业人员的工作需求。地方设计从业人员对简单、快捷的低碳建筑可再生能源配置设计方法与实用工具的需求已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出基于可再生能源电能替代能源系统减排预测方法，解决了现有流程中需要分繁琐的三个阶段以实现建筑片区可再生能源综合利用能源系统最优配置方案设计，将能耗和碳排放作为约束指标对系统配置进行优化，使设计师不需要手动对比与修改方案以计算能耗和碳排放，提高了设计效率。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

基于可再生能源电能替代能源系统减排预测方法，包括以下步骤：

步骤1、根据光伏布置信息和光伏装机容量构建建筑产能侧几何参数信息模型；

步骤2、根据建筑地理位置、功能类型和围护结构信息，构建建筑用能需求模型；

步骤3、根据建筑产能侧几何参数信息模型、建筑用能需求模型以及太阳辐照度、阴影分析气象分析，预测光伏发电产能和建筑用能需求；