本發(fā)明涉及能源統(tǒng)計(jì)及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于用戶(hù)能量需求類(lèi)型的多能源需量統(tǒng)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

能源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，如何確保人類(lèi)社會(huì)能源的可持續(xù)供應(yīng)同時(shí)減少用能過(guò)程中的環(huán)境污染，是當(dāng)今世界各國(guó)共同關(guān)注的熱點(diǎn)，加強(qiáng)多能源綜合利用，探索能源利用新途徑，提高能源利用效率。

在多能源綜合系統(tǒng)中，由于能源類(lèi)型各異，因此無(wú)論是在統(tǒng)計(jì)核算該系統(tǒng)能源消耗總量，還是從不同維度評(píng)估能源利用效率時(shí)，如單位GDP能耗，單位產(chǎn)品量能耗，單位二氧化碳能耗等各種維度，均需要涉及不同能源類(lèi)型之間的統(tǒng)計(jì)核算問(wèn)題。

不同類(lèi)型的能源統(tǒng)計(jì)核算方法目前常見(jiàn)的是等價(jià)值法和當(dāng)量熱值法，還有一種考慮了能源品味但應(yīng)用并不是很廣泛的等效電法。等價(jià)值法為根據(jù)我國(guó)能源核算的能源平衡表中，按照電力發(fā)電的平均煤耗折算成標(biāo)煤，在評(píng)價(jià)二次能源時(shí)考慮了實(shí)際對(duì)應(yīng)的一次能源，但是由于采用的是全國(guó)平均值，對(duì)于高效轉(zhuǎn)換或多類(lèi)型能量輸出的能量流動(dòng)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)邏輯矛盾；當(dāng)量熱值法即以能源所包含的熱量為指標(biāo)，直接計(jì)算其能源“數(shù)量”的大小，不考慮能源品味的高低，該方法由于忽略的能源品位和做功能力的差別，只看能源所含熱量的大小也會(huì)導(dǎo)致節(jié)能評(píng)價(jià)中出現(xiàn)謬誤；等效電法，為考慮到電能是最高品位能源，結(jié)合各類(lèi)型能源的做功潛力，統(tǒng)一折算成最大電能轉(zhuǎn)換潛力，這種方法考慮的能源的品位和做功，更為科學(xué)，但是在實(shí)際能源系統(tǒng)中，部分能量流是低品位能源直接利用，無(wú)需轉(zhuǎn)換為高品位電能，因此總體核算統(tǒng)計(jì)中也缺乏準(zhǔn)確性。

基于以上分析，如何探索一種有效、準(zhǔn)確、合理的多能源統(tǒng)計(jì)方法，是園區(qū)、用戶(hù)或多能源系統(tǒng)的能源統(tǒng)計(jì)、能效評(píng)估、節(jié)能量審計(jì)等各技術(shù)環(huán)節(jié)中亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出公開(kāi)了一種基于用戶(hù)能量需求類(lèi)型的多能源需量統(tǒng)計(jì)方法，該方法適用于園區(qū)或用戶(hù)為單位的多能源綜合利用系統(tǒng)，所設(shè)計(jì)的方法為基于多系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換模塊和能量輸出模塊中的能量流動(dòng)、轉(zhuǎn)換和需求類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，以此為分析依據(jù)，從等價(jià)值法、當(dāng)量熱值法及等效電法中選取合適的能源折算方法，對(duì)能源供給模塊中的多類(lèi)型能源分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)核算，并進(jìn)一步綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和，該方法可有效克服單一能源折算方法存在的弊端和邏輯矛盾，從而保證能源統(tǒng)計(jì)更為公正合理。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于用戶(hù)能量需求類(lèi)型的多能源需量統(tǒng)計(jì)方法，包括以下步驟：

(1)基于能量流動(dòng)過(guò)程，將園區(qū)或用戶(hù)的多能源綜合利用系統(tǒng)劃分為能源輸入模塊，能源轉(zhuǎn)換模塊，能量輸出模塊；

(2)基于多系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換模塊和能量輸出模塊中的能量流動(dòng)、轉(zhuǎn)換和需求類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，共形成12類(lèi)能量流動(dòng)線；

(3)對(duì)多能源綜合系統(tǒng)中每條能量流進(jìn)行特性分析，并從等價(jià)值法、當(dāng)量熱值法及等效電法中選取合適的能源折算方法；

(4)綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和；

(5)分析并構(gòu)建某具體多能源綜合系統(tǒng)的多能源需量計(jì)算流程。

進(jìn)一步的，將園區(qū)或用戶(hù)的多能源綜合利用系統(tǒng)劃分為能源輸入模塊，能源轉(zhuǎn)換模塊，能量輸出模塊。

能源輸入模塊：多能源綜合利用系統(tǒng)的能源輸入部分，包括以煤、石油和天然氣為主的化石能源，電能源及熱力能，本專(zhuān)利旨在給出能源輸入模塊中各類(lèi)型能源的折算和統(tǒng)計(jì)方法，獲取能源需量綜合。

能源轉(zhuǎn)換模塊：化石能源的轉(zhuǎn)換設(shè)備，將化石能源轉(zhuǎn)換為電或熱等二次能源，并進(jìn)一步利用；化石能源做功設(shè)備，將化石能源儲(chǔ)存熱量直接轉(zhuǎn)換為終極能量需求；利用電力二次能源轉(zhuǎn)為用戶(hù)終極能量需求的，化學(xué)能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、機(jī)械能源轉(zhuǎn)換設(shè)備和電熱轉(zhuǎn)換設(shè)備。

能量輸出模塊：將用戶(hù)能量需求劃分為化學(xué)能需求，如照明；機(jī)械能需求，如電梯，生產(chǎn)性設(shè)備等動(dòng)力電機(jī)設(shè)備；熱能需求，如環(huán)境熱、環(huán)境冷、熱水等。

進(jìn)一步的基于多系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換模塊和能量輸出模塊中的能量流動(dòng)、轉(zhuǎn)換和需求類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，共形成12類(lèi)能量流動(dòng)線：

(1)類(lèi)型1：煤Q_C1(i)→發(fā)電設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→電能E(i)

(2)類(lèi)型2：煤Q_C1(i)→加熱設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→熱能H(i)

(3)類(lèi)型3：煤Q_C2(i)→化石能源做功設(shè)備→機(jī)械能

(4)類(lèi)型4：石油Q_O1(i)→發(fā)電設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→電能E(i)

(5)類(lèi)型5：石油Q_O1(i)→加熱設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→熱能H(i)

(6)類(lèi)型6：石油Q_O2(i)→化石能源做功設(shè)備→機(jī)械能

(7)類(lèi)型7：天然氣Q_G1(i)→發(fā)電設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→電能E(i)

(8)類(lèi)型8：天然氣Q_G1(i)→加熱設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→熱能H(i)

(9)類(lèi)型9：天然氣Q_G2(i)→化石能源做功設(shè)備→機(jī)械能

(10)類(lèi)型10：電能Q_E1(i)→做功設(shè)備→化學(xué)能，機(jī)械能

(11)類(lèi)型11：電能Q_E2(i)→加熱設(shè)備→熱能H(i)

(12)類(lèi)型12：熱能Q_H(i)→熱量收集分配設(shè)備→熱量需求

進(jìn)一步的對(duì)多能源綜合系統(tǒng)中每條能量流進(jìn)行特性分析，并從等價(jià)值法、當(dāng)量熱值法及等效電法中選取合適的能源折算方法：：

(1)折算方法1：能量流類(lèi)型1、類(lèi)型4、及類(lèi)型7為一次化石能源到二次電能的轉(zhuǎn)換，考慮到各類(lèi)型能源發(fā)電效率的影響，因此采用等價(jià)值法，轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)準(zhǔn)煤；

(2)折算方法2：能量流類(lèi)型2、類(lèi)型5、及類(lèi)型8為一次化石能源到二次或能量需求熱能的轉(zhuǎn)換，以熱量需求為導(dǎo)向，采用當(dāng)量熱值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)準(zhǔn)煤；

(3)折算方法3：能量流類(lèi)型3、類(lèi)型6、及類(lèi)型9為一次化石能源到化學(xué)能、機(jī)械能等能量需求的轉(zhuǎn)換，考慮能源“高、低”品味對(duì)做功的影響，采用等效電法轉(zhuǎn)換為等效電能kWh，并進(jìn)一步采用等價(jià)值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤；

(4)折算方法4：能量流類(lèi)型10為電能到化學(xué)能、機(jī)械能等能量需求的轉(zhuǎn)換，考慮電力為最高品味能源，做功能力最高，直接采用等價(jià)值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤；

(5)折算方法5：能量流類(lèi)型11為電能到熱能的轉(zhuǎn)換，以熱量需求為導(dǎo)向，直接采用當(dāng)量熱值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤；

(6)折算方法6：能量流類(lèi)型12為熱能的收集和分配利用，能源供給即為能量需求，無(wú)能源轉(zhuǎn)換損失，無(wú)需考慮能源“高、低”品味對(duì)做功的影響，因此可以直接利用當(dāng)量熱值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤。

進(jìn)一步的綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和為：

其中，E_total為所有能源的折算后的等效總值，Q_k(i)為圖1的某計(jì)量點(diǎn)能源計(jì)量量，k為第k種能量流動(dòng)過(guò)程，對(duì)應(yīng)權(quán)利要求中的12種類(lèi)型，i為第k種能量流動(dòng)類(lèi)型中的第i條能量線。

其中，Q_C1(i)、Q_O1(i)及Q_G1(i)這三個(gè)化石能源量，若僅是發(fā)電或發(fā)熱，則直接利用折算方法1或折算方法2進(jìn)行計(jì)算；若是利用熱電聯(lián)產(chǎn)同時(shí)發(fā)電和產(chǎn)熱，則根據(jù)發(fā)電和產(chǎn)熱的比例對(duì)能源消耗進(jìn)行分配后，再利用折算方法1和折算方法2分別計(jì)算后再求和。

進(jìn)一步的分析并構(gòu)建某具體多能源綜合系統(tǒng)的多能源需量計(jì)算流程：

(1)統(tǒng)計(jì)用戶(hù)或園區(qū)的多能源綜合系統(tǒng)的能源供給類(lèi)型，分析用戶(hù)的能源轉(zhuǎn)換和使用設(shè)備類(lèi)型，分析用戶(hù)能量需求；

(2)歸納總結(jié)該用戶(hù)或園區(qū)的多能源綜合系統(tǒng)的能量流動(dòng)線類(lèi)型；

(3)計(jì)量點(diǎn)及計(jì)量方法的選取，獲取各條能量流動(dòng)線中Q_k(i)值，及E(i)或H(i)值

(4)根據(jù)各類(lèi)型能量流動(dòng)線類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的能源折算方法，折算成統(tǒng)一能源核算量equ(Q_k(i))

(5)綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種基于用戶(hù)能量需求類(lèi)型的多能源需量統(tǒng)計(jì)方法分析模型圖。

圖2是本發(fā)明具體某多能源綜合系統(tǒng)的多能源需量統(tǒng)計(jì)流程。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，一種基于用戶(hù)能量需求類(lèi)型的多能源需量統(tǒng)計(jì)方法，該方法適用于園區(qū)或用戶(hù)為單位的多能源綜合利用系統(tǒng)，所設(shè)計(jì)的方法為基于多系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換模塊和能量輸出模塊中的能量流動(dòng)、轉(zhuǎn)換和需求類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，以此為分析依據(jù)，從等價(jià)值法、當(dāng)量熱值法及等效電法中選取合適的能源折算方法，對(duì)能源供給模塊中的多類(lèi)型能源分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)核算，并進(jìn)一步綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和。其包含如下分析步驟：

1.設(shè)計(jì)一種基于用戶(hù)能量需求類(lèi)型的多能源需量統(tǒng)計(jì)方法，包括以下步驟：

(1)基于能量流動(dòng)過(guò)程，將園區(qū)或用戶(hù)的多能源綜合利用系統(tǒng)劃分為能源輸入模塊，能源轉(zhuǎn)換模塊，能量輸出模塊；

(2)基于多系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換模塊和能量輸出模塊中的能量流動(dòng)、轉(zhuǎn)換和需求類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，共形成12類(lèi)能量流動(dòng)線；

(3)對(duì)多能源綜合系統(tǒng)中每條能量流進(jìn)行特性分析，并從等價(jià)值法、當(dāng)量熱值法及等效電法中選取合適的能源折算方法；

(4)綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和；

(5)分析并構(gòu)建某具體多能源綜合系統(tǒng)的多能源需量計(jì)算流程。

2.將園區(qū)或用戶(hù)的多能源綜合利用系統(tǒng)劃分為能源輸入模塊，能源轉(zhuǎn)換模塊，能量輸出模塊。

能源輸入模塊：多能源綜合利用系統(tǒng)的能源輸入部分，包括以煤、石油和天然氣為主的化石能源，電能源及熱力能，本專(zhuān)利旨在給出能源輸入模塊中各類(lèi)型能源的折算和統(tǒng)計(jì)方法，獲取能源需量綜合。

能源轉(zhuǎn)換模塊：化石能源的轉(zhuǎn)換設(shè)備，將化石能源轉(zhuǎn)換為電或熱等二次能源，并進(jìn)一步利用；化石能源做功設(shè)備，將化石能源儲(chǔ)存熱量直接轉(zhuǎn)換為終極能量需求；利用電力二次能源轉(zhuǎn)為用戶(hù)終極能量需求的，化學(xué)能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、機(jī)械能源轉(zhuǎn)換設(shè)備和電熱轉(zhuǎn)換設(shè)備。

能量輸出模塊：將用戶(hù)能量需求劃分為化學(xué)能需求，如照明；機(jī)械能需求，如電梯，生產(chǎn)性設(shè)備等動(dòng)力電機(jī)設(shè)備；熱能需求，如環(huán)境熱、環(huán)境冷、熱水等。

3.基于多系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換模塊和能量輸出模塊中的能量流動(dòng)、轉(zhuǎn)換和需求類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，共形成12類(lèi)能量流動(dòng)線：

(1)類(lèi)型1：煤Q_C1(i)→發(fā)電設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→電能E(i)；

(2)類(lèi)型2：煤Q_C1(i)→加熱設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→熱能H(i)；

(3)類(lèi)型3：煤Q_C2(i)→化石能源做功設(shè)備→機(jī)械能；

(4)類(lèi)型4：石油Q_O1(i)→發(fā)電設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→電能E(i)；

(5)類(lèi)型5：石油Q_O1(i)→加熱設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→熱能H(i)；

(6)類(lèi)型6：石油Q_O2(i)→化石能源做功設(shè)備→機(jī)械能；

(7)類(lèi)型7：天然氣Q_G1(i)→發(fā)電設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→電能E(i)；

(8)類(lèi)型8：天然氣Q_G1(i)→加熱設(shè)備，熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備→熱能H(i)；

(9)類(lèi)型9：天然氣Q_G2(i)→化石能源做功設(shè)備→機(jī)械能；

(10)類(lèi)型10：電能Q_E1(i)→做功設(shè)備→化學(xué)能，機(jī)械能；

(11)類(lèi)型11：電能Q_E2(i)→加熱設(shè)備→熱能H(i)；

(12)類(lèi)型12：熱能Q_H(i)→熱量收集分配設(shè)備→熱量需求。

4.對(duì)多能源綜合系統(tǒng)中每條能量流進(jìn)行特性分析，并從等價(jià)值法、當(dāng)量熱值法及等效電法中選取合適的能源折算方法：

(1)折算方法1：能量流類(lèi)型1、類(lèi)型4、及類(lèi)型7為一次化石能源到二次電能的轉(zhuǎn)換，考慮到各類(lèi)型能源發(fā)電效率的影響，因此采用等價(jià)值法，轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)準(zhǔn)煤；

(2)折算方法2：能量流類(lèi)型2、類(lèi)型5、及類(lèi)型8為一次化石能源到二次或能量需求熱能的轉(zhuǎn)換，以熱量需求為導(dǎo)向，采用當(dāng)量熱值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)準(zhǔn)煤；

(3)折算方法3：能量流類(lèi)型3、類(lèi)型6、及類(lèi)型9為一次化石能源到化學(xué)能、機(jī)械能等能量需求的轉(zhuǎn)換，考慮能源“高、低”品味對(duì)做功的影響，采用等效電法轉(zhuǎn)換為等效電能kWh，并進(jìn)一步采用等價(jià)值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤；

(4)折算方法4：能量流類(lèi)型10為電能到化學(xué)能、機(jī)械能等能量需求的轉(zhuǎn)換，考慮電力為最高品味能源，做功能力最高，直接采用等價(jià)值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤；

(5)折算方法5：能量流類(lèi)型11為電能到熱能的轉(zhuǎn)換，以熱量需求為導(dǎo)向，直接采用當(dāng)量熱值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤；

(6)折算方法6：能量流類(lèi)型12為熱能的收集和分配利用，能源供給即為能量需求，無(wú)能源轉(zhuǎn)換損失，無(wú)需考慮能源“高、低”品味對(duì)做功的影響，因此可以直接利用當(dāng)量熱值法轉(zhuǎn)換為噸標(biāo)煤。

5.綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和為：

其中，E_total為所有能源的折算后的等效總值，Q_k(i)為圖1的某計(jì)量點(diǎn)能源計(jì)量量，k為第k種能量流動(dòng)過(guò)程，對(duì)應(yīng)權(quán)利要求中的12種類(lèi)型，i為第k種能量流動(dòng)類(lèi)型中的第i條能量線。

其中，Q_C1(i)、Q_O1(i)及Q_G1(i)這三個(gè)化石能源量，若僅是發(fā)電或發(fā)熱，則直接利用折算方法1或折算方法2進(jìn)行計(jì)算；若是利用熱電聯(lián)產(chǎn)同時(shí)發(fā)電和產(chǎn)熱，則根據(jù)發(fā)電和產(chǎn)熱的比例對(duì)能源消耗進(jìn)行分配后，再利用折算方法1和折算方法2分別計(jì)算后再求和。

6.分析并構(gòu)建某具體多能源綜合系統(tǒng)的多能源需量計(jì)算流程，如圖2所示：

(1)統(tǒng)計(jì)用戶(hù)或園區(qū)的多能源綜合系統(tǒng)的能源供給類(lèi)型，分析用戶(hù)的能源轉(zhuǎn)換和使用設(shè)備類(lèi)型，分析用戶(hù)能量需求；

(2)歸納總結(jié)該用戶(hù)或園區(qū)的多能源綜合系統(tǒng)的能量流動(dòng)線類(lèi)型；

(3)計(jì)量點(diǎn)及計(jì)量方法的選取，獲取各條能量流動(dòng)線中Q_k(i)值，及E(i)或H(i)值

(4)根據(jù)各類(lèi)型能量流動(dòng)線類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的能源折算方法，查詢(xún)各類(lèi)型能源的折算系數(shù)表，如下方表1級(jí)表2所示，折算成統(tǒng)一能源核算量equ(Q_k(i))。其中，表1是本發(fā)明各類(lèi)型能源的等價(jià)值法和當(dāng)量熱值計(jì)算法的折算系數(shù)。表2是本發(fā)明各類(lèi)型能源的等效電法的折算系數(shù)。

(5)綜合求和獲取用戶(hù)多能源需量的總和。

表1

表2。