[發(fā)明專利]一種供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷分層預(yù)測方法、存儲介質(zhì)及預(yù)測設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010427163.3
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111626003B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 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(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷分層預(yù)測方法、存儲介質(zhì)及預(yù)測設(shè)備，將使用區(qū)域供暖系統(tǒng)的高層建筑群進(jìn)行區(qū)域劃分為建筑層面、分配管網(wǎng)層面和主管網(wǎng)層面；然后對建筑層面的熱負(fù)荷基于換熱站歷史數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)使用線性模型進(jìn)行預(yù)測，提出衡量誤差方法，對分配管網(wǎng)和主管網(wǎng)基于圖論和流體動(dòng)力學(xué)三大方程分別建立其對應(yīng)的物理模型；再將建筑層面的預(yù)測結(jié)果作為分配管網(wǎng)層面三大方程的狄利克雷邊界條件，使用增加了松弛因子的SIMPLE算法對分配管網(wǎng)的質(zhì)量方程和動(dòng)量方程求解得到流量，求解得到溫度；最后同理將分配管網(wǎng)層面預(yù)測結(jié)果作為主管網(wǎng)層面三大方程的狄利克雷邊界條件，求解得出主管網(wǎng)層面的流量和溫度，進(jìn)而將三個(gè)層面的熱負(fù)荷進(jìn)行了精確預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑熱負(fù)荷預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷分層預(yù)測方法、存儲介質(zhì)及預(yù)測設(shè)備。

背景技術(shù)

在高層建筑群的區(qū)域供暖系統(tǒng)中，通常在接入市政供熱水后會進(jìn)行一次熱交換，而由于在該一次換熱站負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi)有大量的高層建筑，因此一般在每棟高層建筑下都會設(shè)有二次熱交換。

目前區(qū)域供暖系統(tǒng)中通常所存在的問題之一是供暖溫度過高或過低，導(dǎo)致能源的浪費(fèi)和居住人員對室內(nèi)環(huán)境的不滿意度較高，為此提出一種在高層建筑群區(qū)域供暖系統(tǒng)中對熱負(fù)荷進(jìn)行分層預(yù)測的方法從而實(shí)現(xiàn)對未來逐時(shí)熱負(fù)荷進(jìn)行精確預(yù)測的目的，這項(xiàng)工作為區(qū)域供暖系統(tǒng)的控制與優(yōu)化奠定了科學(xué)的依據(jù)和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且對于后期系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展也有積極的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高層建筑區(qū)域供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷分層預(yù)測方法、存儲介質(zhì)及預(yù)測設(shè)備，解決現(xiàn)有技術(shù)中因負(fù)荷數(shù)據(jù)高維、非線性以及動(dòng)態(tài)原因而不能很精確的提取系統(tǒng)熱負(fù)荷的問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高層建筑區(qū)域供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷分層預(yù)測方法，包括以下步驟：

S1、以各個(gè)換熱站為標(biāo)志對高層建筑群進(jìn)行區(qū)域劃分，以一次換熱站、區(qū)域內(nèi)供熱管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和二次換熱站為分界點(diǎn)將系統(tǒng)分為建筑層面、分配管網(wǎng)層面和主管網(wǎng)層面；

S2、確定對熱負(fù)荷影響大的模型輸入變量，根據(jù)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(yù)測模型定義為矩陣形式的線性模型，根據(jù)輸入矩陣X對輸出矩陣Y進(jìn)行預(yù)測，完成對建筑層面熱負(fù)荷的預(yù)測，并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證；

S4、使用圖論知識和流體動(dòng)力學(xué)三大方程對分配管網(wǎng)和主管網(wǎng)進(jìn)行物理模型構(gòu)建；

S5、將步驟S3中預(yù)測得到的建筑層面熱負(fù)荷作為步驟S4中分配管網(wǎng)層面對應(yīng)的三大方程的狄利克雷邊界條件，運(yùn)用壓力耦合方程組的半隱式方法對質(zhì)量方程和動(dòng)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(wǎng)層面的熱負(fù)荷預(yù)測；

S6、將步驟S5中預(yù)測得到的建筑層面熱負(fù)荷作為步驟S4中主管網(wǎng)層面對應(yīng)的三大方程的狄利克雷邊界條件，運(yùn)用壓力耦合方程組的半隱式方法對質(zhì)量方程和動(dòng)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(wǎng)層面的熱負(fù)荷預(yù)測。

具體的，步驟S2中，使用相關(guān)性分析方法來討論影響因素與供熱負(fù)荷之間的關(guān)系，將與供熱量有關(guān)的影響因素作為變量x，將供熱量作為變量y，計(jì)算各個(gè)影響因素與供熱量的相關(guān)系數(shù)r值，用相關(guān)系數(shù)確定相關(guān)性大小，通過計(jì)算顯著性水平值，當(dāng)顯著性水平值大于或者等于表中對應(yīng)的數(shù)時(shí)，關(guān)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(dāng)天的平均溫度T_m,d；被測量的量包括換熱站一次側(cè)的流量G；一次側(cè)入口處的水溫T₁；一次側(cè)出口處的水溫T₂；二次側(cè)入口處的水溫T₄；二次側(cè)出口處的水溫T₃和環(huán)境溫度T_env。