基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法及系统与流程

本发明涉及负荷预测，尤其涉及基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法及系统。

背景技术：

1、近年来，综合性、智慧化的能源技术由于其用能合理、科学、高效，越来越受到重视，相关能源技术的研究和应用也从北方地区集中供暖、较发达地区综合能源系统利用开始，逐步向中小城市个性化能源利用发展。

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3、边跨境区域的能源需求增长直接带动了相关能源系统技术的发展和应用，在能源系统相关技术的应用过程中，负荷预测的准确性将直接影响到系统的优化配置、整个能源站的投资及运行调度情况。通常情况下，在工程设计和研究中会采取计算瞬态最大负荷或设计最大负荷、计算长期负荷特性两种方法来计算冷热电等负荷，长期负荷特性计算主要是计算全寿命周期、全年、最热季节或最冷季节的负荷特性。在系统设计中，负荷设计是最基础的工作，系统的运行效果、优化配置节能情况都会因设计负荷的准确性而发生变化。长期负荷计算(又称能耗模拟)，是分析区域动态需求、系统能耗以及对比分析优化系统设计方案、制定运行策略、评估节能措施等所必须进行的计算。准确预测区域用能终端的冷、热、电、气消耗是在该区域开展能源系统相关技术应用的、优化能源规划和设计方案、提升能源运行效率的前提。

4、在预测建筑冷负荷方面，基于统计回归的建筑负荷计算方法的预测基础是大量建筑能耗审计数据，对其中的内在规律进行特定手段分析，以此来进行负荷预测模型构建，从而对未来的建筑负荷进行预测。这种方法在实际应用过程中较为困难，因其不明确的物理意义，且需要十分巨大的工作量。常规人工神经网络模型首先在欧美国家被用于预测冰蓄冷空调系统冷负荷，揭开了神经网络技术应用的序幕，神经网络方法、非线性回归分析法、arma法以及灰色预测法也越来越多地用于负荷预测工作。美国的规划阶段的冷热电负荷计算使用基于统计数据回归的方法进行，美国商业建筑调查协会提供了近5000多栋各种类型的实测数据作为规划阶段的基础数据，对能源站规划设计中冷热电负荷的预测提供了坚实的数据基础。

5、在日本三联供设计手册中，可以查询到不同类型建筑的能耗分项数据和能耗数据等各类详细数据，可基于小时能源符合分摊比例方法来模拟计算冷热电负荷。该方法被用于完成供冷系统实际工程的建筑负荷预测，对区域内建筑进行类型划分，包括商场、办公和住宅等，针对每种类型建筑参照相关设计手册及规范，以建筑的标准设定具体建筑信息，包括建筑外形、窗墙比、围护结构材料等。

6、除了传统算法以外，以深度学习为代表的先进人工智能算法在负荷预测中也获得了广泛的应用。深度卷积神经网络、长短时记忆网络、随机森林算法通常用于实现负荷运行状态的评估分析，在云端平台实现差量计算，并基于态势指标计算结果遴选优化组合，实现负荷精准控制。

7、在综合能源负荷预测方面，时间序列分解方法被用于综合能源系统的负荷预测工作。电力负荷中心是影响配电网的经济运行，以及规划设计的重要因素之一，变压器越接近负荷中心，电网的损耗就越小，最终将此问题纳入工业标准。无论是电气负荷还是冷热负荷，负荷中心的迁徙情况，反映了客户负荷情况、工程进度。边跨境地区“季节-地理”特征较其他地区突出，综合考虑资金、施工、正式用电时间等因素，根据负荷中心转移情况，可制定远期、近期、临时过渡供能方案，以达到满足不同客户、增强能源供给能力的目的。因此，对负荷结果进行特征分析和分布信息提取，将符合信息转换构建为负荷迁徙图的研究十分必要。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。因此，本发明提供了基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法，用来解决实际问题中，没有具体考虑各点的负荷特性和存在边跨境城市特色用能需求不明确、冷热电气多元负荷数据特征研究开展少、用能负荷数据缺失和建筑形式数据覆盖面有限的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法，包括：

5、通过边跨境区域特性和场景指标赋权，对用能场景建筑终端特性进行分析，形成建筑负荷数据库；

6、将所述建筑负荷数据库按照季节进行划分，得到季节负荷平均值，同时整合区域电网和地理分布的关系，明确变电站位置；

7、基于建筑负荷数据库中数据类型之间的差异，形成负荷迁徙地理展示图，结合所述负荷迁徙地理展示图，分析得到中心迁移特征并进行可视化展示。

8、作为本发明所述的基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法的一种优选方案，其中：通过边跨境区域特性和场景指标赋权，包括：

9、收集经济维度、人口维度和生态维度数据，构建边跨境场景指标体系；

10、将所述边跨境场景指标体系进行主客观场景指标赋权。

11、作为本发明所述的基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法的一种优选方案，其中：所述经济维度、人口维度和生态维度，包括：

12、所述经济维度包含，地区经济结构、经济水平和经济规模；所述人口维度包含，地区人口规模、人口水平、人口结构、人口医疗服务水平、人民生活水平和生活质量；生态维度包含地区生态压力、生态状态和生态响应。

13、作为本发明所述的基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法的一种优选方案，其中：将所述边跨境场景指标体系进行主客观场景指标赋权，包括：

14、使用熵值法对经济维度、人口维度和生态维度的各项指标进行客观权重计算；并运用极值标准化法对经济维度、人口维度和生态维度的评价指标进行标准化处理，处理后将原始数据转化为无量纲的数值表示，将不同的指标代入组合赋权模型进行分析比较。

15、作为本发明所述的基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法的一种优选方案，其中：对用能场景建筑终端特性进行分析，包括：

16、整理并收集全国各类型建筑的建筑形式、设备使用情况及能耗特点；

17、通过所述建筑形式、设备使用情况及能耗特点进行建筑特性分析，构建建筑模型；

18、模拟预测气候区、气候区中所属城市以及用能终端建筑的三类指标，其分别为冷热电气设计负荷指标、总能耗和全年逐时冷热电气负荷系数。

19、作为本发明所述的基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法的一种优选方案，其中：将所述建筑负荷数据库按照季节进行划分，得到季节负荷平均值，同时整合区域电网和地理分布的关系，明确变电站位置，包括：

20、所述季节划分，即1～1460h和8031～8760h为冬季，1461～3650h为春季，3651～5840h为夏季，5841～8030h为秋季；

21、将以上季节划分后的季节负荷求平均值，得到季节负荷平均值，并取典型日负荷作为对应城市的负荷代表值；

22、根据区域电网和地理分布的关系，标注出变电站的位置作为构建负荷中心迁徙图的输入条件。

23、作为本发明所述的基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建方法的一种优选方案，其中：基于建筑负荷数据库中数据类型之间的差异，形成负荷迁徙地理展示图，结合所述负荷迁徙地理展示图，分析得到中心迁移特征并进行可视化展示，包括：所述数据类型之间的差异包含，建筑类型、负荷类型和地理分布。

24、第二方面，本发明提供了基于边跨境建筑数据库的负荷中心迁徙图构建系统，其包括：

25、负荷数据库构建模块，通过边跨境区域特性和场景指标赋权，对用能场景建筑终端特性进行分析，形成建筑负荷数据库；

26、迁徙图构建模块，将所述建筑负荷数据库按照季节进行划分，得到季节负荷平均值，同时整合区域电网和地理分布的关系，明确变电站位置；

27、可视化模块，基于建筑负荷数据库中数据类型之间的差异，形成负荷迁徙地理展示图，结合所述负荷迁徙地理展示图，分析得到中心迁移特征并进行可视化展示。

28、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的任一步骤。

29、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的任一步骤。

30、与现有技术相比，发明有益效果为：；本发明方法形成的负荷中心迁徙图清晰形象、操作性简便和特征容量大；负荷的预测精度较高，泛用性较好；对于多种用能场景均可适用，解决了建筑形式数据覆盖面有限的问题。