[發明專利]一種供暖系統熱負荷分層預測方法、存儲介質及預測設備

有效

• 申請號: 202010427163.3
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111626003B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 趙安軍;席江濤;于軍琪;任延歡;冉彤;張萬虎;周昕瑋
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06Q10/04;G06Q50/06;F24D19/10;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種高層建筑區域供暖系統熱負荷分層預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、以各個換熱站為標志對高層建筑群進行區域劃分，以一次換熱站、區域內供熱管網節點和二次換熱站為分界點將系統分為建筑層面、分配管網層面和主管網層面；

S2、確定對熱負荷影響大的模型輸入變量，根據需求確定模型的輸出變量為溫度和流量；

S3、將步驟S2所需預測模型定義為矩陣形式的線性模型，根據輸入矩陣X對輸出矩陣Y進行預測，完成對建筑層面熱負荷的預測，并對預測結果進行驗證；

S4、使用圖論知識和流體動力學三大方程對分配管網和主管網進行物理模型構建；

S5、將步驟S3中預測得到的建筑層面熱負荷作為步驟S4中分配管網層面對應的三大方程的狄利克雷邊界條件，運用壓力耦合方程組的半隱式方法對質量方程和動量方程求解得到流量，再對能量方程求解得到溫度，完成對分配管網層面的熱負荷預測；

S6、將步驟S5中預測得到的分配管網層面熱負荷作為步驟S4中主管網層面對應的三大方程的狄利克雷邊界條件，運用壓力耦合方程組的半隱式方法對質量方程和動量方程求解得到流量，再對能量方程求解得到溫度，完成對主管網層面的熱負荷預測。

2.根據權利要求1所述的高層建筑區域供暖系統熱負荷分層預測方法，其特征在于，步驟S2中，使用相關性分析方法來討論影響因素與供熱負荷之間的關系，將與供熱量有關的影響因素作為變量x，將供熱量作為變量y，計算各個影響因素與供熱量的相關系數r值，用相關系數確定相關性大小，通過計算顯著性水平值，當顯著性水平值大于或者等于表中對應的數時，關系為顯著，反之則為不顯著；確定的模型輸入變量包括前一天平均溫度T_m,d-1；前一天最低溫度T_min,d-1；前一天的最高溫度T_max,d-1和當天的平均溫度T_m,d；被測量的量包括換熱站一次側的流量G；一次側入口處的水溫T₁；一次側出口處的水溫T₂；二次側入口處的水溫T₄；二次側出口處的水溫T₃和環境溫度T_env。

3.根據權利要求2所述的高層建筑區域供暖系統熱負荷分層預測方法，其特征在于，相關系數r具體為：

其中，為x和y的協方差，δ_x為x的標準差，δ_y為y的標準差，x為第一個變量，y為第二個變量，為x的平均數，為y的平均數。

4.根據權利要求2所述的高層建筑區域供暖系統熱負荷分層預測方法，其特征在于，顯著性水平值δ具體為：

其中，n-2為自由度，r為相關系數。

5.根據權利要求1所述的高層建筑區域供暖系統熱負荷分層預測方法，其特征在于，步驟S3中，采用預測模型的評價指標平均絕對百分比MAPE誤差衡量模型的精確程度，擬合度γ²表示預測結果和實際值的擬合程度，具體為：

其中，y_i為i時實際熱負荷，y_i'為i時的預測負荷，n為數據的數量。