可再生能源規(guī)劃設(shè)計(jì)云平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與測(cè)試

曾浩升 王璋元*

（ 廣東工業(yè)大學(xué)土木與交通工程學(xué)院，廣東 廣州510006）

可再生能源是我國(guó)重要的能源資源，在滿(mǎn)足能源需求、改善能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面已發(fā)揮了重要作用。可再生能源消費(fèi)占我國(guó)能源消費(fèi)比重還很低，可再生能源作為一種清潔能源對(duì)于我國(guó)這樣的能源消耗大國(guó)來(lái)講勢(shì)必將占據(jù)越來(lái)越重要的角色。指導(dǎo)可再生能源發(fā)展和項(xiàng)目建設(shè)的發(fā)展需求將越來(lái)越大，故需要更加重視綠色城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)工具的開(kāi)發(fā)。

1 國(guó)內(nèi)外研究成果

綠色城鎮(zhèn)和生態(tài)城市的概念日益得到重視，工程上也越來(lái)越追求建筑的設(shè)計(jì)互動(dòng)與綠色技術(shù)的統(tǒng)籌利用，達(dá)成巨大的節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)效果。然而在綠色城鎮(zhèn)實(shí)際工程領(lǐng)域，依然面臨：(1)現(xiàn)有建筑能耗與碳排放預(yù)測(cè)模擬工具不適用于城鎮(zhèn)尺度；(2)現(xiàn)有綠色城鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)工具無(wú)法直觀反映城鎮(zhèn)節(jié)能環(huán)保性能等技術(shù)挑戰(zhàn)。提升綠色城鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)質(zhì)量，有效控制成本，推動(dòng)綠色建筑與城鎮(zhèn)發(fā)展勢(shì)在必行。建筑能源環(huán)境管理及綠色城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)工具在國(guó)內(nèi)外均已得到極大關(guān)注，它們大部分由各大研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展研發(fā)的以桌面軟件的形式供用戶(hù)使用。美國(guó)威斯康星大學(xué)與法國(guó)國(guó)際科學(xué)技術(shù)中心合作開(kāi)發(fā)了TRNSYS[1]。這個(gè)軟件通過(guò)將整個(gè)能源系統(tǒng)分解為單個(gè)組件來(lái)模擬整個(gè)能源系統(tǒng)的性能。TRNSYS 已被廣泛用于分析原型太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的性能與優(yōu)化太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的運(yùn)行。DER-CAM是由伯克利實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)發(fā)展而形成的，它微電網(wǎng)供能成本與碳排放量最低為優(yōu)化目標(biāo)，能夠確定建筑微電網(wǎng)內(nèi)能源的最優(yōu)容量組合及相應(yīng)的運(yùn)行計(jì)劃，并成為了美國(guó)電力可靠性技術(shù)協(xié)會(huì)常用軟件[2]。HOMER 是由NREL 資助開(kāi)發(fā)的可再生能源混合發(fā)電經(jīng)濟(jì)技術(shù)環(huán)境優(yōu)化分析計(jì)算模型，主要針對(duì)小功率可再生能源系統(tǒng)與常規(guī)能源發(fā)電系統(tǒng)組合形成的混合發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化分析[3]。HYBRID2 是由NREL 與科羅拉多州立大學(xué)于1996 年合作開(kāi)發(fā)的混合發(fā)電系統(tǒng)仿真軟件。HYBRID2 采用概率時(shí)序仿真模型，能夠?qū)︼L(fēng)、光、柴、蓄混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析，可用于并網(wǎng)、孤島混合發(fā)電系統(tǒng)的工程級(jí)仿真[4]。H2RES 是由克羅地亞薩格勒布大學(xué)于2000 年開(kāi)發(fā)的能 源 規(guī) 劃 程 序。該程序能夠模擬不同研究場(chǎng)景(可再生能源與間歇式能源的不同滲透率、不同發(fā)電技術(shù))下能源需求(水、電、熱、氫)、儲(chǔ)能(氫儲(chǔ)能、抽水蓄能、蓄電池)與供給(風(fēng)、光、水、地?zé)?、生物質(zhì)、化石燃料或電網(wǎng))之間的平衡[5]。PDMG 是天津大學(xué)在其配電網(wǎng)規(guī)劃軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上研制的一套實(shí)用軟件，具備間歇性數(shù)據(jù)分析、分布式電源及儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化、儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，以及結(jié)合專(zhuān)家干預(yù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較等較為完整的微網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)功能[6]。上海電氣集團(tuán)主導(dǎo)開(kāi)發(fā)了DES-PSO 云端應(yīng)用，它主要用于微電網(wǎng)計(jì)算運(yùn)行成本與碳排放量最優(yōu)化分析，輸出系統(tǒng)優(yōu)化方案與經(jīng)濟(jì)性參數(shù)，作為近年新研發(fā)的應(yīng)用吸收了多個(gè)軟件的優(yōu)點(diǎn)[7]。

在前人的研究中有各種應(yīng)用軟件已經(jīng)被開(kāi)發(fā)，但事實(shí)上仍存在以下問(wèn)題：

(1)能耗與碳排放預(yù)測(cè)模擬工具及設(shè)計(jì)軟件大多僅限于獨(dú)立建筑或單一系統(tǒng)，缺乏區(qū)域尺度的預(yù)測(cè)與設(shè)計(jì)工具；

(2)傳統(tǒng)的綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法無(wú)法直觀反映設(shè)計(jì)是否合理與節(jié)能減排效果，易導(dǎo)致可持續(xù)建筑技術(shù)的低效“堆砌”，缺乏對(duì)建筑技術(shù)之間相互影響的研究；

(3)節(jié)能減排輔助設(shè)計(jì)與決策工具的缺失，使綠色城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)“經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向”或陷入“反復(fù)計(jì)算模擬- 結(jié)果不理想- 修改設(shè)計(jì)- 再模擬- 再修改”的低效流程。開(kāi)發(fā)一種基于中國(guó)綠色城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀、輸入要求較少、輸出指標(biāo)可比性強(qiáng)的新型綠色城鎮(zhèn)能源系統(tǒng)及城市規(guī)劃的輔助設(shè)計(jì)工具顯得尤為重要。

2 可再生能源數(shù)學(xué)模型

在選擇模型依據(jù)時(shí)，為了優(yōu)化用戶(hù)體驗(yàn)增強(qiáng)實(shí)用性和普遍性。前期我們對(duì)多個(gè)國(guó)外知名的軟件如：EnergyPlus、EnergyPlan、TRNSRS 等進(jìn)行了分析參照，為了滿(mǎn)足項(xiàng)目需求根據(jù)上述軟件模擬過(guò)程，進(jìn)行了獨(dú)立的模型構(gòu)建。

構(gòu)建的模型考慮包含了三個(gè)部分：風(fēng)電、光伏與光熱。以上部分均能結(jié)合實(shí)際的太陽(yáng)能輻射等天氣文件用于計(jì)算模擬可再生能源模組所能供給的能量。

選定的公式如下所述：

2.1 風(fēng)電模塊

在實(shí)際應(yīng)用中，一般依據(jù)風(fēng)速統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定威布爾參數(shù)值，進(jìn)而求取平均值風(fēng)速v 及其標(biāo)準(zhǔn)方差σ，表達(dá)式為：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定功率為：

式中： ρ- 空氣密度；A- 風(fēng)輪橫掃面積；Cp- 風(fēng)能利用系數(shù)，由式（3）可知，額定功率與額定風(fēng)速的3次方成正比，另外還與當(dāng)?shù)氐目諝饷芏?、掃風(fēng)面積、風(fēng)能利用系數(shù)有關(guān)。若已知當(dāng)?shù)仫L(fēng)速的威布爾分布函數(shù), 全年有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)為T(mén), 單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全年的理論發(fā)電量為：

已知雙參數(shù)威布爾曲線(xiàn)最符合風(fēng)速統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律.它屬于單峰的正偏態(tài)分布函數(shù), 其概率密度函數(shù)為：

式中，k- 形狀參數(shù)；c- 尺度參數(shù), m/s.

將（5）代入（4）中可得

式中，vi, vr, vf- 切入風(fēng)速, 額定風(fēng)速, 切出風(fēng)速

若某地區(qū)的風(fēng)速分布已知, 形狀參數(shù)k 和尺度參數(shù)c 為常數(shù), 切入、切出風(fēng)速一般情況下也為定值.當(dāng)風(fēng)輪直徑一定的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組, 其效率為η 時(shí), 實(shí)際發(fā)電量可以表示為：

2.2 光電模塊

光伏發(fā)電站上網(wǎng)電量可按下式計(jì)算：

式中：HA為水平面太陽(yáng)能總輻照量，kW·h/m2；Ep 為上網(wǎng)發(fā)電量，kW·h；Es 為標(biāo)準(zhǔn)條件下的輻照度，常數(shù)=1kW·h/m2；PAZ為組件安裝容量，kWp；K 為綜合效率系數(shù)。綜合效率系數(shù)K 包括：光伏組件類(lèi)型修正系數(shù)、光伏方陣的傾角、方位角修正系數(shù)、光伏發(fā)電系統(tǒng)可用率、光照利用率、逆變器效率、集電線(xiàn)路損耗、升壓變壓器損耗、光伏組件表面污染修正系數(shù)、光伏組件轉(zhuǎn)換效率修正系數(shù)[8]。我們對(duì)綜合效率系數(shù)K 值進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)查閱總結(jié)得到以下的估值：

K1：光伏組件類(lèi)型修正系數(shù)K1主要根據(jù)光伏組件類(lèi)型來(lái)確定。光伏組件主要包括4 種類(lèi)型：?jiǎn)尉Ч?、多晶硅、非晶硅和多元化光伏組件，現(xiàn)階段主要采用多晶硅太陽(yáng)電池，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)，多晶硅電池板的光伏組件功率匹配損失≤6%，此處我們?nèi)1=95%。

K2：光伏方陣的傾角、方位角修正系數(shù)K2主要通過(guò)光伏方陣平面與水平地面的夾角（傾斜角）和方陣的垂直面與正南方向的夾角（方位角）來(lái)確定。此系數(shù)一般需要借助仿真軟件計(jì)算，常用的軟件有PVsystem、RETScreen 等，計(jì)算過(guò)程略過(guò)不表，軟件仿真后得出數(shù)據(jù)：當(dāng)傾斜角α=25°，方位角β=0°時(shí)，有最大值K2=106%。注：此處以固定式安裝為例，未考慮固定可調(diào)式以及跟蹤系統(tǒng)。

K3：光伏發(fā)電系統(tǒng)可用率K3計(jì)算方式類(lèi)似于供電可靠性的計(jì)算。

K4：光照利用率體現(xiàn)了光伏陣列對(duì)太陽(yáng)光的利用效率。光伏方陣排列不當(dāng)相互遮擋或有其他遮蔽物等原因皆會(huì)導(dǎo)致光照利用率K4升高。在此，我們假設(shè)光伏陣列旁無(wú)遮蔽物且光伏陣列無(wú)相互遮擋現(xiàn)象，僅考慮早晚不可利用太陽(yáng)輻射導(dǎo)致的輻射必然損失系數(shù)4%，即光照利用率K4=96%。

K5：為準(zhǔn)確度考量，此處以逆變器的最大交流輸出功率計(jì)算，此時(shí)交流輸出功率接近逆變器額定功率，則K5取值為逆變器的最高效率。此數(shù)值可在所用逆變器產(chǎn)品說(shuō)明或樣品處查詢(xún)，此處我們參照國(guó)內(nèi)某光伏逆變器最高效率值，取K5=97.9%。

K6：集電線(xiàn)路損耗K6包括光伏方陣至逆變器間的直流電纜損耗以及逆變器至測(cè)量點(diǎn)之間的交流電纜損耗，直流電纜損耗根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值一般≤3%，在光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，交流電纜損耗一般控制在1%左右，因此我們?nèi)〖娋€(xiàn)路損耗K6=97%*99%≈96%。

K7：變壓器損耗K7由空載損耗（主要為鐵損耗ηFe）和負(fù)載損耗（主要是銅損耗ηFe）組成，對(duì)于光伏系統(tǒng)的升壓變壓器來(lái)說(shuō)，一般取鐵損耗ηFe=0.1%，銅損耗ηFe=1%。則變壓器損耗K7=1-0.1%-1%=98.9%。

K8：表面污染修正系數(shù)K8的主要影響因素是光伏組件表面各種污穢物對(duì)光的遮擋。這不僅影響光伏組件的受光面積，還會(huì)在光伏組件內(nèi)部形成熱斑效應(yīng)，導(dǎo)致光伏組件發(fā)電效率降低甚至被燒毀?？紤]到廣東地區(qū)空氣污染較輕粉塵顆粒較小且風(fēng)力不大，此處取K8=97.5%。

K9：光伏組件轉(zhuǎn)換效率修正系數(shù)K9主要考慮光伏組件衰減率ηA 以及光伏組件工作溫度系數(shù)ηB。光伏組件衰減趨勢(shì)為初期衰減快，后期衰減慢，此處我們假設(shè)第一年衰減值為3%，以后每年衰減0.7%。則十年衰減量為8.6%，對(duì)應(yīng)衰減率為ηA10=91.4%；根據(jù)國(guó)家能源太陽(yáng)能發(fā)電研究（實(shí)驗(yàn)）中心屋頂光伏電站組建的溫度預(yù)測(cè)系統(tǒng)2012 年3 月以來(lái)的研究數(shù)據(jù)分析，光伏組件工作溫度系數(shù)ηB 可取93.3%。

故最終我們可以將Ep 改寫(xiě)成：

大家都被眼前的景象驚呆了，一時(shí)不知該如何是好。陸叔叔先是愣了一下，緊接著不顧一切地沖到走廊盡頭的房間，不幸中的萬(wàn)幸，珊珊安然無(wú)恙。

2.3 光熱模塊

光熱上我們選取了CPC 集熱器作為光熱獲取的主要途徑，基于其原理進(jìn)行光熱獲取能量的計(jì)算：

CPC 集熱器主要由拋物面反射鏡(聚光器)、接收器(包括真空玻璃管和金屬吸熱管)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及保溫材料組成。太陽(yáng)光投射到聚光器并被其反射，然后在透過(guò)真空玻璃管到金屬吸熱管外表面的過(guò)程中存在光學(xué)損失和熱力學(xué)損失。在聚光的過(guò)程中，光學(xué)損失主要有余弦損失、光損失和遮擋效應(yīng)損失。光學(xué)效率是指在不考慮熱力學(xué)損失的條件下，集熱器所能達(dá)到的最大能量接收效率。

CPC 集熱器的光學(xué)效率ηo 的表達(dá)式為：

式中，μa為光傳播效率；ηb為陰影損失；cosθ 為太陽(yáng)入射角的余弦值；S1為集熱單元金屬吸熱管表面積，m2；β 為聚光器的跟蹤角度；S2為集熱單元采光面積，m2；kb為玻璃蓋板的透光率；kg為真空玻璃管的透光率；ε 為拋物面反射鏡的反射率；σc為集熱管吸收率；Ir 為太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度，W/m2；d0為相鄰2 個(gè)CPC 的拋物面反射鏡鏡面中心距離m；n 為集熱器的個(gè)數(shù)吸熱管的能量平衡方程為：

式中，Aabs為金屬吸熱管的橫截面積，m2；ρa(bǔ)bs為金屬吸熱管的密度，kg/m3;Tabs為金屬吸熱管的溫度，℃；kabs為金屬吸熱管的熱傳導(dǎo)系數(shù)；hw為工質(zhì)流體與金屬吸熱管之間的對(duì)流換熱系數(shù)；(τα) 為有效透過(guò)率與吸收率的乘積；Tw為工質(zhì)流體的溫度，℃；Tg為玻璃外管的溫度，℃；hr,g,abs為玻璃外管與金屬吸熱管之間的輻射換熱系數(shù)；t 為時(shí)間，s;x 為遮擋區(qū)域的寬度，m；Dabs,o 為金屬吸熱管的外徑，m；Cp,abs為金屬吸熱管的比熱容，kJ/ (kg·K)；Dabs,i為金屬吸熱管的內(nèi)徑，m；Ieff為有效太陽(yáng)直接輻射強(qiáng)度，W/m2。

工質(zhì)流體的能量平衡方程為：

式中，ρw為工質(zhì)流體的密度，kg/m3；mw為工質(zhì)流體的質(zhì)量流量，kg/s；Cρ,w為工質(zhì)流體的比熱容，kJ/ (kg·K)；Aw為工質(zhì)流體的橫截面積，m2；Dabs,i為金屬吸熱管的內(nèi)徑，m。通過(guò)上述推導(dǎo)可得出，CPC 集熱器的集熱效率η 的表達(dá)式為：

式中，Tw,out為工質(zhì)流體的出口溫度，℃；Tw,in為工質(zhì)流體的進(jìn)口溫度，℃；Ic為投射到拋物面上的太陽(yáng)輻照度，W/m2；Ac 為拋物面開(kāi)口面積，m2。

最終我們可以把集熱量表示成

2.4 修正因子引入

除了上述所用我們改進(jìn)出的計(jì)算模型，我們還對(duì)計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行引入我們所構(gòu)想的修正因子來(lái)增加計(jì)算結(jié)果的可靠性。

修正因子的定義：

式中：W'Res為修正后的可再生能源產(chǎn)能估計(jì)值值；Wres為初始的可再生能源產(chǎn)能估計(jì)值；Wres，his為初始的可再生能源產(chǎn)能估計(jì)值的平均值；FACres為修正因子的具體數(shù)值。其目的是為了均量化氣候波動(dòng)的不確定性對(duì)可再生能源產(chǎn)出造成的影響，從而使計(jì)算得到的產(chǎn)能估計(jì)值更加貼合實(shí)際。

2.5 選用依據(jù)

可靠性高：以上公式均以國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)經(jīng)過(guò)推導(dǎo)所得到，具備可靠性。

適用性廣：只需要根據(jù)地區(qū)的差異改變少量參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)計(jì)算，普遍適用于各個(gè)不同的地區(qū)和氣候條件以及各個(gè)不同的場(chǎng)景。

參數(shù)量少：以上公式均只需輸入少數(shù)幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度即可得到結(jié)果，大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的分析應(yīng)用過(guò)程，更優(yōu)化了用戶(hù)的使用體驗(yàn)，極大的降低了使用門(mén)檻。

通過(guò)以上述公式為基礎(chǔ)我們開(kāi)始初步模型構(gòu)建，為了同時(shí)兼顧到日后內(nèi)容上的豐富與拓展，我們將其進(jìn)行了相應(yīng)的劃分。

3 案例測(cè)試與分析

3.1 可再生電能

將有關(guān)電力的統(tǒng)一到一個(gè)框架內(nèi)稱(chēng)為可再生電能部分。在這個(gè)框架內(nèi)我們預(yù)設(shè)好部分的所需參數(shù)，用戶(hù)只需要輸入所用的機(jī)組容量，如：區(qū)域光伏板的裝機(jī)容量或該地區(qū)風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量，并選擇相應(yīng)的天氣數(shù)據(jù)文件如：小時(shí)平均風(fēng)速或小時(shí)平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，即可完成計(jì)算。

當(dāng)輸入風(fēng)電機(jī)組總裝機(jī)容量為2000 MW 后，選擇一個(gè)經(jīng)過(guò)處理后某地區(qū)的風(fēng)速數(shù)據(jù)文件對(duì)模型進(jìn)行仿真，可得本區(qū)域內(nèi)風(fēng)電機(jī)組計(jì)算出的一年的總發(fā)電量為3.97 TW·h。

圖1 可再生電能案例測(cè)試

3.2 可再生熱能

對(duì)于光熱部分我們將它設(shè)置于可再生熱能的框架內(nèi)。在這一部分，同樣預(yù)設(shè)部分參數(shù)，如：進(jìn)出口水溫。用戶(hù)需要輸入該區(qū)域中太陽(yáng)能集熱器的裝機(jī)容量，并選擇相應(yīng)處理后的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度文件以獲得的可再生熱能的量。這部分增加了是否考慮該區(qū)域中的水存儲(chǔ)總量的選項(xiàng)，如果考慮了存儲(chǔ)總量，即設(shè)置了每日太陽(yáng)能熱產(chǎn)出上限值，用戶(hù)可根據(jù)使用率自主設(shè)置熱的流失率使結(jié)果更貼合工程實(shí)際。

圖2 可再生熱能案例測(cè)試

如：當(dāng)用戶(hù)輸入太陽(yáng)能熱的裝機(jī)容量為2000 MW 并選擇相應(yīng)的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度文件進(jìn)行仿真，計(jì)算得到的總熱量為1.63 TW·h。如果考慮蓄熱，將以區(qū)域蓄熱能力為基準(zhǔn)。如果區(qū)域蓄熱能力小于每日熱量輸出，則多輸出將被視為熱量損失。當(dāng)區(qū)域蓄熱能力為7000 MW·h，熱量的儲(chǔ)存能力不足，不能增加有效的產(chǎn)能，有效產(chǎn)量?jī)H為1.01TW·h。但是當(dāng)區(qū)域蓄熱能力為9000 MW·h 時(shí)，增大了該區(qū)域的蓄熱能力，因此有效產(chǎn)量增大為1.304TW·h。

以上兩個(gè)模塊均以模式化的天氣數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)，其他均可用簡(jiǎn)單的參數(shù)輸入即可進(jìn)行運(yùn)算，其適用范圍廣泛且運(yùn)算可靠。但需要完善的是提供更多的數(shù)據(jù)供用戶(hù)選擇，輸出更為直觀的以圖表以具象化輸出結(jié)果的詳情。

4 結(jié)論

在日益重視綠色城鎮(zhèn)建設(shè)的大背景下，本研究任務(wù)為研發(fā)一種能夠整合能源及碳信息大數(shù)據(jù)與能耗及碳排放預(yù)測(cè)管理與能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的數(shù)值模擬擁有云計(jì)算能力的軟件，輔助開(kāi)發(fā)一種全新的綠色城鎮(zhèn)能耗及碳排放預(yù)測(cè)管理與輔助設(shè)計(jì)智慧平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于高效云平臺(tái)的綠色城鎮(zhèn)能耗及碳排放預(yù)測(cè)、評(píng)估、優(yōu)化及分析，并通過(guò)高品質(zhì)綠色城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)方案選擇及統(tǒng)籌規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)綠色城鎮(zhèn)節(jié)能減排和能源利用率提高的目標(biāo)。

前期構(gòu)想出了初步的應(yīng)用需求，參考國(guó)內(nèi)外眾多的標(biāo)準(zhǔn)作為參考經(jīng)過(guò)改進(jìn)后得到了獨(dú)立的模型。在網(wǎng)頁(yè)構(gòu)建過(guò)程中應(yīng)用Java 程序作為構(gòu)建工具，將模型劃分為可再生電能與可再生熱能部分并將它們置于云端，通過(guò)輸入合適的參數(shù)及天氣數(shù)據(jù)如裝機(jī)容量、葉輪面積、風(fēng)速、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等進(jìn)行了案例測(cè)試，輸出的可再生能源量隨著如裝機(jī)容量、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的值的增大而增大，且隨著天氣數(shù)據(jù)的影響而發(fā)生改變。例如：以風(fēng)電機(jī)組為例，設(shè)一型風(fēng)電機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行風(fēng)速為2m/s，上限風(fēng)速為8m/s，則風(fēng)速在2-8m/s 這個(gè)區(qū)間內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)電量隨風(fēng)速指數(shù)型增長(zhǎng)，但小于2m/s 風(fēng)電產(chǎn)電量為0，大于8m/s 風(fēng)電量不再隨著風(fēng)速增大而增大而是一個(gè)固定值。與傳統(tǒng)的軟件如energyplus 需要大量軟件本身提供的既定數(shù)據(jù)及繁瑣的輸入相比，發(fā)展出了以實(shí)用性與提高用戶(hù)使用體驗(yàn)為目的的簡(jiǎn)便輸入方式，用戶(hù)可根據(jù)我們既定的輸入形式簡(jiǎn)單自主完成數(shù)據(jù)處理進(jìn)行輸入，為用戶(hù)提供實(shí)際性參考。