摘要
农村区域住宅为某镇或市或省尺度下的多个农村住宅构成，农村区域宅终端（供暖、炊事、家用电器、照明、生活热水）能耗的预测是探索针对区域农宅节能减排措施、完成高强度节能减排目标的重要基础。目前，缺少较全面的适用于北方农村的区域住宅终端能耗预测方法及模型，因此，本文重点研究了供暖与用电终端（含炊事）能耗预测方法及模型，炊事能耗预测方法与模型（除电炊事外）的研究为辅。传统供暖能耗预测模型的输入参数量大、所需信息详细且无法考虑经济社会等宏观因素，建立基于有限参数、同时考虑建筑特性与经济社会宏观因素的农宅供暖需求预测模型十分必要;我国农村人员用电行为规律不清晰，多数用电终端能耗预测模型未考虑不同季节农村人员行为，无法预测逐时用电负荷，建立基于行为的可预测逐时用电负荷的北方农宅用电终端能耗预测模型对有效指导政府制定节能政策、区域配电及能源系统配置具有重要意义与学术价值。 针对我国农村住宅信息获取困难、影响因素众多、经济社会等宏观因素对供暖需求的影响不可忽略等问题，提出了农村区域住宅供暖能耗预测方法:农村住宅采样与调研测试方法、基于定量指标的三步变量筛选法的农村住宅供暖需求预测模型构建方法、农村区域住宅供暖能耗计算方法。以赤峰市农宅为例进行了实证分析，验证了该方法的合理性与可靠性，明确了赤峰农宅供暖需求预测模型的最佳输入参数组合，模型在单体农宅上的预测值与实测值间的决定系数R2可达0.85，由赤峰单体农宅供暖能耗推算的内蒙古农村住宅总供暖能耗预测值比节能研究报告中的能耗数据高20.15％。 为解决农宅用电行为规律不明确的问题，本文提供了一种非侵入式与侵入式结合的负荷分解方法，可辨识农户在供暖季与非供暖季各用电设备的使用时间。以赤峰农宅为研究对象，在供暖季与非供暖季对该地区农户使用用电设备的全天运行规律进行定量分析。发现非供暖季电炊事设备的使用频次约为供暖季的2倍，电炊事设备及电冰箱或电冰柜的季节性开启是造成北方农村住宅不同季节用电能耗差异的主要原因。 针对用电终端能耗确定性预测模型未考虑人员用电行为季节性的问题，本文建立了基于行为随机性与季节性的北方农宅用电终端能耗预测模型，验证了该模型的合理性与可靠性。以赤峰市1083户农宅为例，该区域农宅非供暖季与供暖季的总用电量预测值与实际值的相对误差均低于10％，与确定性模型相比预测精度提高了30％以上。同时预测了该区域农宅不同季节下的逐时用电负荷，发现非供暖季区域农宅尖峰负荷约为供暖季时的1.6倍，该结果的发现为区域农宅在不同季节下进行配电提供了有力的数据支撑。建立了炊事能耗（除电炊事外）预测模型，总结了以赤峰农宅为基础推算的内蒙古农村住宅总能耗约为1587.44万tce，获得了内蒙古农村住宅能耗流图。 最后，将本文提出的北方农村区域住宅终端能耗预测方法及模型应用于河北省农村住宅供暖能耗、炊事能耗、家用电器能耗、照明及生活热水能耗的预测，将各终端能耗预测值与多个文献相应数据进行对比验证。获得了河北省农村住宅能耗流图，清晰展示了河北省农村住宅各燃料消费量为各用能终端服务的能耗比例。 本文提出了较为全面的北方农村区域住宅各终端能耗预测方法及模型，以内蒙古和河北省农宅为基础，验证了该方法的合理性与可靠性，为农村住宅区域能源规划、能源系统配置等提供理论数据支撑。
NETL