專利名稱：暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集中供暖氣/冷氣的方法和系統(tǒng)，特別是涉及節(jié)能優(yōu)化控制的集中供暖氣/冷氣的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑物中的耗能大戶，其系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略開發(fā)的關(guān)鍵在于冷熱負(fù)荷的計(jì)算，準(zhǔn)確地計(jì)算冷熱負(fù)荷是一個(gè)優(yōu)良暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)，是決定暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和節(jié)能優(yōu)化控制策略合理與否的最根本因素。經(jīng)過多年的探索與研究，工程界普遍認(rèn)為，基于次日逐時(shí)空調(diào)負(fù)荷預(yù)測的優(yōu)化控制是解決暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行問題的理想途徑。
但是，暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷受多種因素的影響，與諸多影響因素之間是一種多變量、強(qiáng)耦合、嚴(yán)重非線性的關(guān)系，且這種關(guān)系具有動(dòng)態(tài)性，因而傳統(tǒng)方法的預(yù)測精度不高。目前，暖通空調(diào)領(lǐng)域定量負(fù)荷預(yù)測的主要技術(shù)有回歸分析、時(shí)間序列分析以及近年發(fā)展起來的基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷預(yù)測方法。這些負(fù)荷預(yù)測技術(shù)采用數(shù)學(xué)、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，雖然能擬合歷史數(shù)據(jù)，但并不能很好地描述整個(gè)系統(tǒng)機(jī)理，因而其實(shí)際工程應(yīng)用結(jié)果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)提出一種暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，整合建筑物歷史記錄數(shù)據(jù)和預(yù)見信息，通過建立建筑物能耗模擬的機(jī)理模型，得到基于預(yù)見信息的指定區(qū)域暖通空調(diào)的仿真負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測信息，并結(jié)合補(bǔ)償暖通空調(diào)仿真負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷差值的補(bǔ)償器模型的輸出結(jié)果，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測數(shù)據(jù)。
所述補(bǔ)償器模型的關(guān)鍵參數(shù)通過基于歷史記錄數(shù)據(jù)的參數(shù)辨識(shí)算法獲得。
所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，具體包括以下步驟，①采集歷史記錄數(shù)據(jù)和預(yù)見信息，所述歷史記錄數(shù)據(jù)包括氣象數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述預(yù)見信息包括天氣預(yù)報(bào)信息和管理信息；②負(fù)荷預(yù)測處理裝置根據(jù)所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的氣象數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)計(jì)算出該記錄時(shí)間段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真負(fù)荷；③所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置根據(jù)所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷，并將該實(shí)際負(fù)荷與步驟②中得到的所述仿真負(fù)荷的差值，作為補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)；④所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置根據(jù)步驟③中得到補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算補(bǔ)償器模型參數(shù)；⑤所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置根據(jù)預(yù)見信息中的未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息和管理信息，計(jì)算適合該預(yù)測時(shí)間段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真預(yù)測負(fù)荷，并選擇補(bǔ)償器模型參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)測負(fù)荷差值；⑥所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置將所述預(yù)測時(shí)段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真預(yù)測負(fù)荷和補(bǔ)償器輸出的預(yù)測負(fù)荷差值相加，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測數(shù)據(jù)，按照使用者的要求輸出。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一種暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)，包括氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置，還包括管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置、系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口和負(fù)荷預(yù)測處理裝置；所述管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置與負(fù)荷預(yù)測處理裝置通訊連接，所述氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置通過系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口分別與負(fù)荷預(yù)測處理裝置通訊連接。
本發(fā)明以建筑物動(dòng)態(tài)能耗模擬模型為基礎(chǔ)，結(jié)合基于歷史數(shù)據(jù)的補(bǔ)償器模型及算法，給出適合建筑物暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果(1)兼顧整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和歷史數(shù)據(jù)的擬合，負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)可信度高。首先，通過建立機(jī)理模型-建筑物動(dòng)態(tài)能耗模擬模型，模擬暖通空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜的工程應(yīng)用環(huán)境(如，氣象、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備以及人員等可變負(fù)荷的變化等)對負(fù)荷的動(dòng)態(tài)、多變量、強(qiáng)耦合及嚴(yán)重非線性的影響。然后，通過合適的補(bǔ)償器模型及基于歷史數(shù)據(jù)的模型辨識(shí)算法，使負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)逐步接近實(shí)際數(shù)據(jù)；(2)應(yīng)用范圍廣泛。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于基于負(fù)荷預(yù)測、面向工程應(yīng)用、實(shí)用有效的暖通空調(diào)節(jié)能優(yōu)化控制策略及實(shí)施流程。例如，冰(水)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制、中央空調(diào)系統(tǒng)冷水機(jī)組的群控、泵的最佳工作頻點(diǎn)設(shè)定等。


圖1是本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)基本方框圖；圖2是本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法之?dāng)?shù)據(jù)采集及預(yù)處理示意圖；圖3是本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法之?dāng)?shù)據(jù)整合及氣象文件生成示意圖；圖4是本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法之補(bǔ)償器模型辨識(shí)示意圖；圖5是本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法之指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測及輸出示意圖；圖6是本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法之生成適合歷史記錄數(shù)據(jù)的氣象文件示意圖；圖7是本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法之生成適合天氣預(yù)報(bào)信息的氣象文件示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置2和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置3，還包括管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置1、系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口4和負(fù)荷預(yù)測處理裝置5。該負(fù)荷預(yù)測處理裝置5包括系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52、負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53、數(shù)據(jù)庫54和以太網(wǎng)交換機(jī)55；所述系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52、負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53和數(shù)據(jù)庫54分別與以太網(wǎng)交換機(jī)55通訊連接。所述管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置1與負(fù)荷預(yù)測處理裝置5的以太網(wǎng)交換機(jī)55通訊連接，所述氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置2和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置3通過系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口4分別與負(fù)荷預(yù)測處理裝置5的以太網(wǎng)交換機(jī)55通訊連接。另外，還包括不間斷電源6，該不間斷電源6給負(fù)荷預(yù)測處理裝置5提供電源保障。各裝置的實(shí)現(xiàn)具體如下
管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置1由一臺(tái)工作站計(jì)算機(jī)構(gòu)成，采用英特爾P4處理器，頻率1.7GHz，內(nèi)存256MB，硬盤60GB，10/100M網(wǎng)卡。通過能效建筑管理及控制操作平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)將管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息等輸入、預(yù)處理并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫54中，并可與系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51通訊，啟動(dòng)負(fù)荷預(yù)測處理裝置5，從數(shù)據(jù)庫54中讀取暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果。采用明基6511-VA型鍵盤和明基FP767型顯示器。
氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置2中的氣象數(shù)據(jù)采集器及控制計(jì)算機(jī)是已有技術(shù)，其特點(diǎn)是通過各種類型的傳感器將室外溫度、濕度、風(fēng)速、輻射、氣壓、風(fēng)向、降水、感雨、地溫、日照、蒸發(fā)等氣象要素轉(zhuǎn)換成電量變化，并由控制計(jì)算機(jī)整理后，通過RS232通訊接口與系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口4通訊。
暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置3中的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采樣處理及控制器裝置為已有技術(shù)，其特點(diǎn)是通過各種類型的傳感器將指定區(qū)域的暖通空調(diào)冷凍水總出水溫度、回水溫度和流量等要素轉(zhuǎn)換成電量變化，并由控制器整理后，通過RS485通訊接口與系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口4通訊。
系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口4的核心由MC68HC908SR12構(gòu)成，另外配有LED顯示電路、撥位開關(guān)電路、電源濾波保護(hù)電路、以太網(wǎng)接口電路、多路轉(zhuǎn)換電路(EPF10K10)和RS485/232接口電路等，提供1個(gè)10M以太網(wǎng)接口、2個(gè)RS485和2個(gè)RS232接口，完成由RS485/232接口到以太網(wǎng)的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，并按照預(yù)先規(guī)定的通訊格式與數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52通訊。MC68HC908SR12周邊電路主要是復(fù)位電路和32.768KHz晶體和24LC256等。以太網(wǎng)接口電路部分，主要是RTL8019AS、耦合變壓器、RJ45插座、20MHz晶體。電源部分，由7805等器件提供穩(wěn)定的直流電壓。
不間斷電源6采用在線式不間斷電源，額定容量2KVA以上。蓄電池組可采用鉛酸蓄電池。不間斷電源6給系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51、數(shù)據(jù)庫54、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52、負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53和以太網(wǎng)交換機(jī)55提供電源保障，保證系統(tǒng)在輸入電源異常的情況下，能在保護(hù)現(xiàn)場之后，自動(dòng)關(guān)閉計(jì)算機(jī)。在輸入電源正常后，系統(tǒng)能恢復(fù)現(xiàn)場，繼續(xù)運(yùn)行。不間斷電源6通過通訊接口和轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51的接口連接，并將不間斷電源6的信息傳給系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51。
負(fù)荷預(yù)測處理裝置5由系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52、負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53和數(shù)據(jù)庫54通過以太網(wǎng)交換機(jī)55組成。其中，系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51采用英特爾P4處理器，頻率2.0GHz，內(nèi)存516MB，硬盤60GB，10/100M網(wǎng)卡，具有RS232通訊接口，采用明基6511-VA型鍵盤，明基FP767型顯示器。通過系統(tǒng)管理平臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)配置(包括省級(jí)地區(qū)信息定義、市級(jí)地區(qū)信息定義、修改個(gè)人密碼、公司信息定義、用戶信息定義、組和權(quán)限定義、數(shù)據(jù)庫連接參數(shù)配置、系統(tǒng)運(yùn)行管理等)；氣象數(shù)據(jù)及建筑物能耗模擬模型等基本信息表的錄入功能；調(diào)度系統(tǒng)管理，主要是指整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的通訊接口和運(yùn)行配置信息的管理；負(fù)責(zé)響應(yīng)管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置1、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52和負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53的服務(wù)要求和合理分配各種資源，并且做到有序的服務(wù)。對于每一個(gè)服務(wù)請求，系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51都會(huì)相應(yīng)的創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)線程，當(dāng)多個(gè)服務(wù)線程要求訪問數(shù)據(jù)庫54或負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53時(shí)，此服務(wù)操作及其相關(guān)的數(shù)據(jù)被作為臨界資源，并得到有效的保護(hù)。系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51的RS232通訊接口與RS485/232轉(zhuǎn)換器連接，RS485/232轉(zhuǎn)換器可將不間斷電源6的通訊接口卡RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可接收的RS232信號(hào)，不間斷電源6的通訊接口卡可采集不間斷電源6的運(yùn)行信息。通過預(yù)先規(guī)定的與不間斷電源6通訊的通訊協(xié)議，系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51一旦發(fā)現(xiàn)不間斷電源6的220V輸入電源異常時(shí)，發(fā)出電源異常消息，保護(hù)現(xiàn)場并通知數(shù)據(jù)庫54、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52和負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53，然后自動(dòng)關(guān)閉。
數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52采用HP ML350型服務(wù)器，Xeon 2.4GHz處理器，內(nèi)存516MB，硬盤72GB，10/100M網(wǎng)卡。數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52與系統(tǒng)輸入/輸出接口4通訊，并按照系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51的命令，一方面將氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置2采集的氣象實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置3采集的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化和歸一化后，存入數(shù)據(jù)庫54；另一方面，在收到不間斷電源6輸入電源異常消息后，保護(hù)現(xiàn)場并自動(dòng)關(guān)閉。
負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53采用HP ML350型服務(wù)器，Xeon 2.4GHz處理器，內(nèi)存516MB，硬盤72GB，10/100M網(wǎng)卡。負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53是整個(gè)暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)的核心，其上安裝的負(fù)荷預(yù)測計(jì)算控制程序根據(jù)數(shù)據(jù)庫中已存儲(chǔ)的各種管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息、氣象數(shù)據(jù)和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)計(jì)算指定區(qū)域的暖通空調(diào)未來一段時(shí)間的逐時(shí)負(fù)荷。在收到不間斷電源6輸入電源異常消息后，保護(hù)現(xiàn)場并自動(dòng)關(guān)閉。
數(shù)據(jù)庫54采用HP ML350型服務(wù)器，Xeon 2.4GHz處理器，內(nèi)存516MB，硬盤72GB，10/100M網(wǎng)卡。通過SQL Server 2000及建立的基本信息表A、歷史記錄數(shù)據(jù)表B、預(yù)見信息表C、預(yù)測算法輸入信息表D、補(bǔ)償器模型信息表E和預(yù)測算法輸出信息表F等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的錄入、刪除、修改和查尋等功能。在收到不間斷電源6輸入電源異常消息后，保護(hù)現(xiàn)場并自動(dòng)關(guān)閉數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
本發(fā)明暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，包括整合建筑物歷史記錄數(shù)據(jù)和預(yù)見信息；通過建立建筑物能耗模擬的機(jī)理模型，得到基于預(yù)見信息的指定區(qū)域暖通空調(diào)的仿真負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測信息；并結(jié)合補(bǔ)償暖通空調(diào)仿真負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷差值的補(bǔ)償器模型的輸出結(jié)果，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測數(shù)據(jù)。所述補(bǔ)償器模型的關(guān)鍵參數(shù)通過基于歷史記錄數(shù)據(jù)的參數(shù)辨識(shí)算法獲得。如圖1所示，具體包括以下內(nèi)容，①采集歷史記錄數(shù)據(jù)和預(yù)見信息，所述歷史記錄數(shù)據(jù)包括氣象數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述預(yù)見信息包括天氣預(yù)報(bào)信息和管理信息；所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的氣象數(shù)據(jù)包括室外溫度、室外濕度、風(fēng)速、輻射、風(fēng)向、氣壓、降水、感雨、地溫、日照、和/或蒸發(fā)數(shù)據(jù)；所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的管理數(shù)據(jù)包括用能設(shè)備啟/停狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)和/或人員出/入狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)；所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括指定區(qū)域暖通空調(diào)冷凍水的當(dāng)前流量、當(dāng)前回水溫度和/或當(dāng)前出水溫度；所述預(yù)見信息中的管理信息包括用能設(shè)備啟/停狀態(tài)預(yù)測數(shù)據(jù)和/或人員出/入狀態(tài)預(yù)測數(shù)據(jù)；②負(fù)荷預(yù)測處理裝置5根據(jù)所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的氣象數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)計(jì)算出該記錄時(shí)間段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真負(fù)荷；③所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置5根據(jù)所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷，并將該實(shí)際負(fù)荷與步驟②中得到的所述仿真負(fù)荷的差值，作為補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)；④所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置5根據(jù)步驟③中得到補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算補(bǔ)償器模型參數(shù)；⑤所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置5根據(jù)預(yù)見信息中的未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息和管理信息，計(jì)算適合該預(yù)測時(shí)間段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真預(yù)測負(fù)荷，并選擇補(bǔ)償器模型參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)測負(fù)荷差值；⑥所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置5將所述預(yù)測時(shí)段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真預(yù)測負(fù)荷和補(bǔ)償器輸出的預(yù)測負(fù)荷差值相加，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測數(shù)據(jù)，按照使用者的要求輸出。
暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法的實(shí)現(xiàn)原理是應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真、網(wǎng)絡(luò)和模型辨識(shí)等技術(shù)，整合建筑物系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)及天氣預(yù)報(bào)等預(yù)見信息，建立暖通空調(diào)系統(tǒng)復(fù)雜的工程應(yīng)用環(huán)境(如氣象、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備以及人員等可變負(fù)荷的變化等)對負(fù)荷的動(dòng)態(tài)、多變量、強(qiáng)耦合及嚴(yán)重非線性的輸入、輸出模型，并通過合適的補(bǔ)償器模型及基于歷史數(shù)據(jù)的模型辨識(shí)算法，使負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)逐步接近實(shí)際數(shù)據(jù)。其基本思想是兼顧整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和歷史數(shù)據(jù)的擬合，從而既能彌補(bǔ)現(xiàn)有暖通空調(diào)定量負(fù)荷預(yù)測技術(shù)(如基于回歸分析、時(shí)間序列分析以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷預(yù)測方法)不能很好地描述整個(gè)系統(tǒng)機(jī)理的缺陷，又能采用數(shù)學(xué)、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過數(shù)據(jù)補(bǔ)償和模型辨識(shí)的方法，彌補(bǔ)機(jī)理建模存在的模型誤差。暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法經(jīng)過基本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、數(shù)據(jù)整合及氣象文件生成、補(bǔ)償器模型辨識(shí)、指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測及結(jié)果輸出六個(gè)步驟(一)基本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將建筑物能耗模擬模型描述文件、建筑物所在地歷史氣象數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔、負(fù)荷預(yù)測設(shè)置信息(起始時(shí)間、時(shí)間間隔、步長)、補(bǔ)償器模型及辨識(shí)算法初始化信息及其他系統(tǒng)配置信息通過系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51存入數(shù)據(jù)庫54的基本信息表A。
(二)數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理在數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理階段，如圖1、圖2所示，暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)(a)對系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)(包括指定區(qū)域暖通空調(diào)冷凍水的當(dāng)前流量、當(dāng)前回水溫度、當(dāng)前出水溫度)通過系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置3進(jìn)行采集，經(jīng)系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口4傳給數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52，見步驟102，再經(jīng)數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52量化處理后，存入數(shù)據(jù)庫54的歷史記錄數(shù)據(jù)表B，見步驟105；(b)對氣象數(shù)據(jù)(包括室外溫度、室外濕度、風(fēng)速、輻射、風(fēng)向、氣壓、降水、感雨、地溫、日照、蒸發(fā))通過氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置2進(jìn)行采集，經(jīng)系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口4傳給數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52，見步驟101，再經(jīng)數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52量化處理，存入數(shù)據(jù)庫54的歷史記錄數(shù)據(jù)表B，見步驟105；(c)對管理數(shù)據(jù)(包括用能設(shè)備啟/停狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)、人員出/入狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)、其他可變負(fù)荷的歷史信息)通過管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置1進(jìn)行采集，見步驟103，經(jīng)量化處理后，存入數(shù)據(jù)庫54的歷史記錄數(shù)據(jù)表B，見步驟106；(d)對預(yù)見信息(包括未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息、用能設(shè)備啟/停狀態(tài)預(yù)測信息、人員出/入狀態(tài)預(yù)測信息、其他可變負(fù)荷的預(yù)測信息)通過管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置1進(jìn)行采集，見步驟104，經(jīng)量化處理后，存入數(shù)據(jù)庫54的預(yù)見信息表C，見步驟107。
(三)數(shù)據(jù)整合及氣象文件生成在數(shù)據(jù)整合及氣象文件生成階段，如圖1、圖3所示，負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53提取數(shù)據(jù)庫54中沒有進(jìn)行如下處理的歷史記錄數(shù)據(jù)(包括氣象數(shù)據(jù)、系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)，見步驟202)、預(yù)見信息(包括未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息、用能設(shè)備啟/停狀態(tài)預(yù)測信息、人員出/入狀態(tài)預(yù)測信息、其他可變負(fù)荷的預(yù)測信息，見步驟207)、建筑物能耗模擬模型描述文件、建筑物所在地典型歷史氣象數(shù)據(jù)文件等(見步驟201、209)，進(jìn)行如下操作(a)從數(shù)據(jù)庫54基本信息表A的典型歷史氣象文件中，提取與歷史記錄的氣象數(shù)據(jù)的那天具有相同日照條件的氣象數(shù)據(jù)，見步驟201，將提取的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行如下修改首先，利用歷史記錄的逐時(shí)室外溫度和室外濕度計(jì)算出露點(diǎn)溫度、水蒸氣分壓力和飽和水蒸氣壓力等關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；然后，將歷史記錄的逐時(shí)室外溫度、室外濕度、風(fēng)速、輻射、風(fēng)向、氣壓、降水、感雨、地溫、日照、蒸發(fā)以及其關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)替換已提取的氣象數(shù)據(jù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而得到適合歷史記錄數(shù)據(jù)的氣象文件并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫54中，見步驟203。具體如圖6所示，圖中，R代表數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔，m代表氣象數(shù)據(jù)歷史記錄步長，W(t)＝[t時(shí)刻室外溫度，t時(shí)刻室外濕度，t時(shí)刻風(fēng)速，t時(shí)刻輻射，t時(shí)刻風(fēng)向，t時(shí)刻氣壓，t時(shí)刻降水，t時(shí)刻感雨，t時(shí)刻地溫，t時(shí)刻日照，t時(shí)刻蒸發(fā)]；(b)將歷史記錄的管理數(shù)據(jù)(包括用能設(shè)備啟/停狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)、人員出/入狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)、其他可變負(fù)荷的歷史信息)與建筑物能耗模擬模型描述文件整合，生成適合該時(shí)間段的用于建筑物能耗模擬計(jì)算引擎的建筑物能耗模擬模型描述文件，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫54，見步驟203；(c)將由(a)和(b)生成的氣象文件與適合該時(shí)間段的用于建筑物能耗模擬計(jì)算引擎的建筑物能耗模擬模型描述文件，輸入安裝在負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53上的建筑物能耗模擬計(jì)算引擎，見步驟204，將模擬計(jì)算結(jié)果按照負(fù)荷計(jì)算公式，計(jì)算出該時(shí)間段(從t0到t0+mR)的每個(gè)數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔R內(nèi)的仿真平均負(fù)荷S(t0)，S(t0+R)，S(t0+2R)，......，S(t0+mR)，見步驟205，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫54中的歷史記錄數(shù)據(jù)表B，見步驟206；(d)將歷史記錄的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)(包括指定區(qū)域暖通空調(diào)冷凍水的當(dāng)前流量、當(dāng)前回水溫度、當(dāng)前出水溫度)按照負(fù)荷計(jì)算公式，計(jì)算出每個(gè)數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔R內(nèi)的實(shí)際平均負(fù)荷h(t0)，h(t0+R)，h(t0+2R)，......，h(t0+mR)，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫54，見步驟203。同時(shí)，將每個(gè)數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔R內(nèi)的實(shí)際平均負(fù)荷與(c)得到的仿真平均負(fù)荷的差值c(t)＝h(t)-S(t)(t＝t0，t0+R，......，t0+mR)，作為補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫54的歷史記錄數(shù)據(jù)表B，見步驟203；(e)從數(shù)據(jù)庫54基本信息表A的典型歷史氣象文件中，提取與預(yù)見信息中的天氣預(yù)報(bào)信息的那天具有相同日照條件的氣象數(shù)據(jù)，見步驟209，從數(shù)據(jù)庫54歷史記錄數(shù)據(jù)表B中提取天氣預(yù)報(bào)信息初始數(shù)據(jù)，見步驟210，將提取的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行如下修改首先，利用天氣預(yù)報(bào)信息(如最高干球溫度及預(yù)測發(fā)生時(shí)間、最低干球溫度及預(yù)測發(fā)生時(shí)間、最高相對濕度及預(yù)測發(fā)生時(shí)間、最低相對濕度及預(yù)測發(fā)生時(shí)間、最大風(fēng)速及預(yù)測發(fā)生時(shí)間、最低風(fēng)速及預(yù)測發(fā)生時(shí)間、風(fēng)向及預(yù)測發(fā)生時(shí)間、氣壓、陰晴指數(shù)等)，按照數(shù)據(jù)擬合函數(shù)計(jì)算程序計(jì)算出的逐時(shí)室外溫度、室外濕度、風(fēng)速等曲線；根據(jù)逐時(shí)室外溫度和室外濕度計(jì)算出露點(diǎn)溫度、水蒸氣分壓力和飽和水蒸氣壓力等關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；然后，將逐時(shí)室外溫度、室外濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓以及其關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)替換已提取的氣象數(shù)據(jù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而得到適合天氣預(yù)報(bào)信息的氣象文件并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫54的預(yù)測算法輸入信息表D，見步驟208，具體如圖7所示。所述數(shù)據(jù)擬合函數(shù)F(x)計(jì)算方法是根據(jù)相應(yīng)參數(shù)的最大值Xmax及發(fā)生時(shí)間tmax、最小值Xmin及發(fā)生時(shí)間tmin、初始值X0及初始時(shí)間t0確定的，使得F(tmax)＝Xmax，F(xiàn)(tmin)＝Xmin，F(xiàn)(t0)＝X0。 F(x)的選擇方法很多，例如可選F(x)＝ax4+bx3+cx2+dx+e，a，b，c，d，e可以計(jì)算如下abcde=tmax4tmax3tmax2tmax1tmin4tmin3tmin2tmin14tmax33tmax22tmax104tmin33tmin22tmin10t04t03t02t01-1XmaxXmin00X0]]>(f)提取數(shù)據(jù)庫54預(yù)見信息表C中的管理信息(包括未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的用能設(shè)備啟/停狀態(tài)預(yù)測信息、人員出/入狀態(tài)預(yù)測信息、其他可變負(fù)荷的預(yù)測信息)，見步驟207，以及數(shù)據(jù)庫54基本信息表A中的建筑物能耗模擬模型描述文件等信息，見步驟209，將兩者整合生成適合該時(shí)間段的用于建筑物能耗模擬計(jì)算引擎的建筑物能耗模擬模型描述文件，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫54的預(yù)測算法輸入信息表D，見步驟208；(四)補(bǔ)償器模型辨識(shí)補(bǔ)償器模型是用于補(bǔ)償基于建筑物能耗模擬模型描述文件和氣象文件的仿真計(jì)算的逐時(shí)負(fù)荷結(jié)果，根據(jù)歷史記錄數(shù)據(jù)的模型辨識(shí)可使本發(fā)明的負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)逐步逼近實(shí)際數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫54中的補(bǔ)償器模型信息表E的存儲(chǔ)內(nèi)容是按照預(yù)先規(guī)定的分類原則，存儲(chǔ)對應(yīng)每類的補(bǔ)償器模型參數(shù)矩陣和用于辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)，如下表所示

其中，預(yù)先規(guī)定的分類原則是根據(jù)管理運(yùn)行負(fù)荷Lv的范數(shù)和天氣影響向量Lw的范數(shù)劃分的不相交區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)唯一的補(bǔ)償器模型參數(shù)矩陣Hij和長度為r+1、由第(三)步(d)計(jì)算出的按照時(shí)間順序排列的補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)[Lv(t)Lw(t)c(t)]組成的先入先出隊(duì)列Qij，i＝0，1，...，q，j＝0，1，...，p。在補(bǔ)償器模型辨識(shí)階段，如圖1和圖4所示，負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53提取數(shù)據(jù)庫54中已經(jīng)過第(三)步(d)處理的補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)(步驟301)和原補(bǔ)償器模型信息(步驟302)，在每個(gè)數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔R內(nèi)，進(jìn)行如下操作(a)按照預(yù)先規(guī)定的原則，根據(jù)可變負(fù)荷及氣象數(shù)據(jù)，提取數(shù)據(jù)庫54中原補(bǔ)償器模型信息及補(bǔ)償器模型辨識(shí)歷史數(shù)據(jù)。具體敘述如下對于每個(gè)t(t＝t0，t0+R，t0+2R，...，t0+mR)，根據(jù)t時(shí)刻的用能設(shè)備啟/停歷史信息、人員出入歷史信息和其他可變負(fù)荷歷史信息(如餐飲系統(tǒng)等記錄的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)信息)，再根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的負(fù)荷對照標(biāo)準(zhǔn)可計(jì)算出t時(shí)刻的管理運(yùn)行負(fù)荷，經(jīng)歸一化處理后得到t時(shí)刻管理運(yùn)行負(fù)荷Lv(t)。由歷史氣象文件提取t時(shí)刻的室外溫度、室外濕度、風(fēng)速和輻射，經(jīng)歸一化處理后得到天氣影響向量Lw(t)，其中 根據(jù)Lv(t)和Lw(t)，查找補(bǔ)償器模型信息表E可得對應(yīng)的補(bǔ)償器模型參數(shù)矩陣Hij和補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)隊(duì)列Qij，將新的補(bǔ)償器模型辨識(shí)數(shù)據(jù)[Lv(t)Lw(t)c(t)]加入隊(duì)列Qij，得到的新隊(duì)列也記為Qij；(b)應(yīng)用數(shù)據(jù)擬合的數(shù)學(xué)計(jì)算方法(如最小二乘法等)，計(jì)算補(bǔ)償器模型的參數(shù)，使得補(bǔ)償器模型輸出結(jié)果逼近補(bǔ)償器模型辨識(shí)歷史數(shù)據(jù)，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫54，見步驟303。具體敘述如下將上一步得到的所有新隊(duì)列Qij進(jìn)行如下運(yùn)算如記得到的新隊(duì)列Qij由下列三元組組成[Lv(0)Lw(0)c(0)]，[Lv(1)Lw(1)c(1)]，......，[Lv(r)Lw(r)c(r)]，則辨識(shí)后的補(bǔ)償器模型參數(shù)矩陣Hij可利用最小二乘法計(jì)算如下，Hij＝Y(jié)XT(XXT)-，其中，Y＝[c(r)-c(r-1)···c(2)-c(1)c(1)-c(0)]，X=Lv(r)-Lv(r-1)···Lv(2)-Lv(1)Lv(1)-Lv(0)Lw(r)-Lw(r-1)···Lw(2)-Lw(1)Lw(1)-Lw(0),]]>XT為X的轉(zhuǎn)置矩陣，(XXT)-為矩陣XXT的偽逆矩陣；(五)指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測在指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測階段，如圖1、圖5所示，記未來負(fù)荷預(yù)測起始時(shí)間為tp，時(shí)間間隔R，步長為n，則負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53進(jìn)行如下操作(a)提取數(shù)據(jù)庫54中已經(jīng)過第(三)步(e)處理的適合天氣預(yù)報(bào)信息的氣象文件，以及經(jīng)過第(三)步(f)處理的該時(shí)間段的用于建筑物能耗模擬計(jì)算引擎的建筑物能耗模擬模型描述文件，見步驟401；(b)將(a)得到的數(shù)據(jù)輸入安裝在負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)53上的建筑物能耗模擬計(jì)算引擎，見步驟402，將模擬計(jì)算結(jié)果按照負(fù)荷計(jì)算公式，計(jì)算出該時(shí)間段(tp，tp+R，tp+2R，......，tp+nR)的每個(gè)數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔R內(nèi)的仿真預(yù)測平均負(fù)荷S(tp)，S(tp+R)，S(tp+2R)，......，S(tp+nR)，見步驟403；(c)按照預(yù)先規(guī)定的原則，根據(jù)預(yù)見信息中的未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息及可變負(fù)荷，見步驟405，在每個(gè)數(shù)據(jù)整合時(shí)間間隔R內(nèi)，選擇數(shù)據(jù)庫54中補(bǔ)償器模型信息及補(bǔ)償器模型辨識(shí)歷史數(shù)據(jù)，見步驟406，并計(jì)算補(bǔ)償器輸出的預(yù)測負(fù)荷差值Δ(t)(t＝tp，tp+R，tp+2R，......，tp+nR)，見步驟407。具體敘述如下對于每個(gè)t(t＝tp，tp+R，tp+2R，......，tp+nR)，根據(jù)t時(shí)刻的用能設(shè)備啟/停預(yù)測信息、人員出入預(yù)測信息和其他可變負(fù)荷預(yù)測信息(如餐飲系統(tǒng)等預(yù)測的負(fù)荷信息)，再根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的負(fù)荷對照標(biāo)準(zhǔn)可計(jì)算出t時(shí)刻的預(yù)見管理運(yùn)行負(fù)荷，經(jīng)歸一化處理后得到t時(shí)刻預(yù)見管理運(yùn)行負(fù)荷Lv(t)。由預(yù)測氣象文件提取t時(shí)刻的室外溫度、室外濕度、風(fēng)速和輻射，經(jīng)歸一化處理后得到天氣影響向量Lw(t)，其中 根據(jù)Lv(t)和Lw(t)，查找補(bǔ)償器模型信息表E可得對應(yīng)的補(bǔ)償器模型參數(shù)矩陣Hij和補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)隊(duì)列Qij。記[Lv(r)Lw(r)c(r)]為Qij中時(shí)間最近的三元組，則補(bǔ)償器輸出的預(yù)測負(fù)荷差值Δ(t)可計(jì)算如下Δ(t)=c(r)+HijLv(t)-Lv(r)Lw(t)-Lw(r)]]>(d)將(b)與(c)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算(步驟404，408)，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)Lp(t)＝S(t)+Δ(t)，(t＝tp，tp+R，tp+2R，......，tp+nR)，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(10)中的預(yù)測算法輸出信息表F，見步驟409；(六)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果輸出在負(fù)荷預(yù)測結(jié)果輸出階段，如圖1、圖5中步驟501所示，指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)Lp(t)(t＝tp，tp+R，tp+2R，......，tp+nR)，可按照使用者的要求，由系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)51控制，直接從數(shù)據(jù)庫54中讀取，或者經(jīng)數(shù)據(jù)接口處理機(jī)52和系統(tǒng)輸入/輸出接口4，以預(yù)先規(guī)定的通訊協(xié)議，從RS485或RS232接口輸出。
本發(fā)明提供的負(fù)荷預(yù)測能準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際暖通空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)理，并能根據(jù)檢測數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別相關(guān)參數(shù)。由于負(fù)荷預(yù)測是暖通空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行策略的基礎(chǔ)，而暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗通常占整個(gè)建筑物能耗40％左右，因此本發(fā)明結(jié)合運(yùn)行優(yōu)化控制將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于整合建筑物歷史記錄數(shù)據(jù)和預(yù)見信息，通過建立建筑物能耗模擬的機(jī)理模型，得到基于預(yù)見信息的指定區(qū)域暖通空調(diào)的仿真負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測信息，并結(jié)合補(bǔ)償暖通空調(diào)仿真負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷差值的補(bǔ)償器模型的輸出結(jié)果，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于所述補(bǔ)償器模型的關(guān)鍵參數(shù)通過基于歷史記錄數(shù)據(jù)的參數(shù)辨識(shí)算法獲得。
3.如權(quán)利要求1所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于具體包括以下步驟，①采集歷史記錄數(shù)據(jù)和預(yù)見信息，所述歷史記錄數(shù)據(jù)包括氣象數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述預(yù)見信息包括天氣預(yù)報(bào)信息和管理信息；②負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)根據(jù)所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的氣象數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)計(jì)算出該記錄時(shí)間段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真負(fù)荷；③所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)根據(jù)所述歷史記錄數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算出每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷，并將該實(shí)際負(fù)荷與步驟②中得到的所述仿真負(fù)荷的差值，作為補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)；④所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)根據(jù)步驟③中得到補(bǔ)償器模型辨識(shí)的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算補(bǔ)償器模型參數(shù)；⑤所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)根據(jù)預(yù)見信息中的未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)信息和管理信息，計(jì)算適合該預(yù)測時(shí)間段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真預(yù)測負(fù)荷，并選擇補(bǔ)償器模型參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)測負(fù)荷差值；⑥所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)將所述預(yù)測時(shí)段的每個(gè)預(yù)先規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的仿真預(yù)測負(fù)荷和補(bǔ)償器輸出的預(yù)測負(fù)荷差值相加，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測數(shù)據(jù)，按照使用者的要求輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于所述采集的歷史記錄數(shù)據(jù)中的氣象數(shù)據(jù)包括室外溫度、室外濕度、風(fēng)速、輻射、風(fēng)向、氣壓、降水、感雨、地溫、日照、和/或蒸發(fā)數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求3所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于所述采集的歷史記錄數(shù)據(jù)中的管理數(shù)據(jù)包括用能設(shè)備啟/停狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)和/或人員出/入狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求3所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于所述采集的歷史記錄數(shù)據(jù)中的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括指定區(qū)域暖通空調(diào)冷凍水的當(dāng)前流量、當(dāng)前回水溫度和/或當(dāng)前出水溫度。
7.如權(quán)利要求3所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，其特征在于所述預(yù)見信息中的管理信息包括用能設(shè)備啟/停狀態(tài)預(yù)測數(shù)據(jù)和/或人員出/入狀態(tài)預(yù)測數(shù)據(jù)。
8.一種暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)，包括氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置(2)和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置(3)，其特征在于還包括管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置(1)、系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口(4)和負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)；所述管理數(shù)據(jù)及預(yù)見信息采集處理裝置(1)與負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)通訊連接，所述氣象數(shù)據(jù)采集處理裝置(2)和暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)采集處理裝置(3)通過系統(tǒng)輸入/輸出通訊接口(4)分別與負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)通訊連接。
9.如權(quán)利要求8所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)包括系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)(51)、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)(52)、負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)(53)、數(shù)據(jù)庫(54)和以太網(wǎng)交換機(jī)(55)；所述系統(tǒng)管理及調(diào)度計(jì)算機(jī)(51)、數(shù)據(jù)接口處理機(jī)(52)、負(fù)荷預(yù)測處理機(jī)(53)和數(shù)據(jù)庫(54)分別與以太網(wǎng)交換機(jī)(55)通訊連接。
10.如權(quán)利要求8所述的暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述負(fù)荷預(yù)測處理裝置(5)電連接的不間斷電源(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種暖通空調(diào)負(fù)荷預(yù)測方法，包括整合建筑物歷史記錄數(shù)據(jù)和預(yù)見信息，通過建立建筑物能耗模擬的機(jī)理模型，得到基于預(yù)見信息的指定區(qū)域暖通空調(diào)的仿真負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測信息，并結(jié)合補(bǔ)償暖通空調(diào)仿真負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷差值的補(bǔ)償器模型的輸出結(jié)果，得到未來負(fù)荷預(yù)測時(shí)間范圍內(nèi)的指定區(qū)域暖通空調(diào)負(fù)荷逐時(shí)預(yù)測數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果(1)兼顧整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和歷史數(shù)據(jù)的擬合，負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)可信度高。(2)應(yīng)用范圍廣泛。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于基于負(fù)荷預(yù)測、面向工程應(yīng)用、實(shí)用有效的暖通空調(diào)節(jié)能優(yōu)化控制策略及實(shí)施流程。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK101021914SQ200610034628
公開日2007年8月22日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者侯春海, 周其麟 申請人:侯春海, 周其麟