專利名稱：一種時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于工程應(yīng)用的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)方法。屬于供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)方法多根據(jù)天氣進(jìn)行線性預(yù)報(bào)，其預(yù)報(bào)精度較低，無(wú)法滿足供熱節(jié)能控制的需要；現(xiàn)有的供熱調(diào)節(jié)方式一種是根據(jù)天氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，屬于橫向預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)精度低，另外一種是根據(jù)供熱負(fù)荷前幾個(gè)時(shí)刻的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)報(bào)，精度也比較低。而且，現(xiàn)有智能供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)方法，研究針對(duì)離線進(jìn)行的，停留在實(shí)驗(yàn)室仿真層面，并且沒(méi)有給出供熱工程節(jié)能應(yīng)用實(shí)例，更沒(méi)有開發(fā)供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)軟件，使得理論成果無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際工程。 總而言之，現(xiàn)有的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)方法存在計(jì)算復(fù)雜、速度慢、精度不高，不適合用于工程上供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)，因此，亟需一種預(yù)報(bào)精度高、實(shí)時(shí)性好的工程預(yù)報(bào)方法，滿足供熱工程應(yīng)用需要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)方法存在計(jì)算復(fù)雜、速度慢、精度不高，不適合用于工程上供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是時(shí)間序列交叉預(yù)報(bào)按照以下步驟實(shí)現(xiàn)首先分別使用時(shí)間序列的橫向及縱向預(yù)報(bào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)。使用^le-Walker法的建模理論，以及F定階準(zhǔn)則，確定模型的AR模型?？v向預(yù)報(bào)選取了采樣周期內(nèi)每天同一時(shí)刻的熱負(fù)荷值，進(jìn)行建模；橫向預(yù)報(bào)則選取一天內(nèi)的所有熱負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)。然后根據(jù)最小平方誤差和原則，利用最小二乘法，確定交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)從而確定熱負(fù)荷交叉預(yù)報(bào)模型。本文所采用的交叉預(yù)報(bào)中橫向和縱向所采用的模型類是相同的，但數(shù)據(jù)源和模型階是不同的，組合方法采用加權(quán)平均法，權(quán)值的確定采用最小二乘法確定。
所述時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的
步驟一、橫向預(yù)報(bào)將第t天第i時(shí)刻的負(fù)荷記為L(zhǎng)t(i)，根據(jù)橫向負(fù)荷時(shí)間序列， Lt (i)可由第i時(shí)刻的前Hl1個(gè)時(shí)刻的歷史負(fù)荷預(yù)報(bào)；
步驟二、縱向預(yù)報(bào)將第t天第i時(shí)刻的負(fù)荷記為L(zhǎng)t(i)，根據(jù)縱向負(fù)荷時(shí)間序列， Lt (i)可由第t天之前m2天第i時(shí)刻的歷史負(fù)荷來(lái)預(yù)報(bào)；
步驟三、時(shí)間序列交叉預(yù)報(bào)在橫向預(yù)報(bào)和縱向預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，將兩種預(yù)報(bào)結(jié)合起來(lái)，根據(jù)最小平方誤差和原則，確定交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)，得到交叉預(yù)報(bào)模型
yc = f (yH, yv) = kHyH+kvyv(1)
式中ye為交叉預(yù)報(bào)結(jié)果，yH為橫向預(yù)報(bào)結(jié)果，yv為縱向預(yù)報(bào)結(jié)果；所述交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)包括橫向預(yù)報(bào)權(quán)數(shù)kH和縱向預(yù)報(bào)權(quán)數(shù)kv。
本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明所述的時(shí)間序列交叉預(yù)報(bào)方法是一種高精度的工程預(yù)報(bào)方法，其可以減少預(yù)報(bào)的系統(tǒng)誤差，較常規(guī)工程預(yù)報(bào)算法具有更高的精度，為節(jié)能監(jiān)控工程應(yīng)用提供了參考。 而且預(yù)報(bào)速度快，能夠達(dá)到預(yù)報(bào)速度與預(yù)報(bào)精度的最佳折衷。與橫向預(yù)報(bào)相比，誤差平方和降低10%以上。本發(fā)明所述的時(shí)間序列交叉預(yù)報(bào)方法，充分挖掘了負(fù)荷時(shí)間序列自身的信息，僅采用負(fù)荷時(shí)間序列交叉就可得到較高的預(yù)報(bào)精度，可以避免引入天氣、節(jié)假日屬性等影響因素，提高預(yù)報(bào)算法實(shí)時(shí)性。北方建筑采暖能耗高、比例大，應(yīng)為建筑節(jié)能的重點(diǎn)，而熱力站調(diào)節(jié)是實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵之一。根據(jù)供熱過(guò)程的特點(diǎn)和節(jié)能控制的要求，對(duì)供熱系統(tǒng)熱力站作實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)報(bào)，并以此作節(jié)能監(jiān)控信號(hào)。本項(xiàng)發(fā)明的時(shí)間序列交叉預(yù)報(bào)方法可直接為供熱系統(tǒng)熱力站節(jié)能控制應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的原理示意圖。圖1是本發(fā)明所述的時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法的原理示意圖，圖2是實(shí)施例中的供熱系統(tǒng)日平均負(fù)荷曲線圖，圖3是實(shí)施例中的熱負(fù)荷AR⑶模型的縱向預(yù)報(bào)曲線圖，圖4是熱負(fù)荷AR⑶模型的橫向預(yù)報(bào)曲線圖，圖5 是熱負(fù)荷ARC3)模型的交叉預(yù)報(bào)曲線圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一如圖1所示，本實(shí)施方式所述的一種時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟一、橫向預(yù)報(bào)將第t天第i時(shí)刻的負(fù)荷記為L(zhǎng)t(i)，根據(jù)橫向負(fù)荷時(shí)間序列， Lt (i)可由第i時(shí)刻的前Hl1個(gè)時(shí)刻的歷史負(fù)荷預(yù)報(bào)；步驟二、縱向預(yù)報(bào)將第t天第i時(shí)刻的負(fù)荷記為L(zhǎng)t(i)，根據(jù)縱向負(fù)荷時(shí)間序列， Lt (i)可由第t天之前m2天第i時(shí)刻的歷史負(fù)荷來(lái)預(yù)報(bào)；步驟三、時(shí)間序列交叉預(yù)報(bào)在橫向預(yù)報(bào)和縱向預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，將兩種預(yù)報(bào)結(jié)合起來(lái)，根據(jù)最小平方誤差和原則，確定交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)，得到交叉預(yù)報(bào)模型yc = f (yH, yv) = kHyH+kvyv(1)式中ye為交叉預(yù)報(bào)結(jié)果，yH為橫向預(yù)報(bào)結(jié)果，yv為縱向預(yù)報(bào)結(jié)果；所述交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)包括橫向預(yù)報(bào)權(quán)數(shù)kH和縱向預(yù)報(bào)權(quán)數(shù)kv。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式所述所述橫向預(yù)報(bào)和縱向預(yù)報(bào)均由AR模型來(lái)實(shí)現(xiàn)， 利用Yule-Walker法的建模理論以及F定階準(zhǔn)則確定AR模型，具體過(guò)程為步驟A、AR模型的描述AR模型就是自回歸模型，AR模型的系統(tǒng)函數(shù)H(Z)表示為
權(quán)利要求
1.一種時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法，其特征在于所述方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟一、橫向預(yù)報(bào)將第t天第i時(shí)刻的負(fù)荷記為L(zhǎng)t(i)，根據(jù)橫向負(fù)荷時(shí)間序列，Mi) 可由第i時(shí)刻的前Hl1個(gè)時(shí)刻的歷史負(fù)荷預(yù)報(bào)；步驟二、縱向預(yù)報(bào)將第t天第i時(shí)刻的負(fù)荷記為L(zhǎng)t⑴，根據(jù)縱向負(fù)荷時(shí)間序列山⑴ 可由第t天之前m2天第i時(shí)刻的歷史負(fù)荷來(lái)預(yù)報(bào)；步驟三、時(shí)間序列交叉預(yù)報(bào)在橫向預(yù)報(bào)和縱向預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，將兩種預(yù)報(bào)結(jié)合起來(lái)， 根據(jù)最小平方誤差和原則，確定交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)，得到交叉預(yù)報(bào)模型
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法，其特征在于所述橫向預(yù)報(bào)和縱向預(yù)報(bào)均由AR模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用Yule-Walker法的建模理論以及F 定階準(zhǔn)則確定AR模型，具體過(guò)程為步驟A、AR模型的描述AR模型就是自回歸模型，AR模型的系統(tǒng)函數(shù)H(Z)表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法，其特征在于在步驟三中，所述交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)利用最小二乘法來(lái)確定。
全文摘要
一種時(shí)間序列交叉的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)工程化方法，涉及一種適用于工程應(yīng)用的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)方法存在計(jì)算復(fù)雜、速度慢、精度不高，不適合用于工程上供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)的問(wèn)題。主要步驟為首先分別使用時(shí)間序列的橫向及縱向預(yù)報(bào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)；縱向預(yù)報(bào)選取了采樣周期內(nèi)每天同一時(shí)刻的熱負(fù)荷值，進(jìn)行建模；橫向預(yù)報(bào)則選取一天內(nèi)的所有熱負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)；然后根據(jù)最小平方誤差和原則，利用最小二乘法，確定交叉預(yù)報(bào)的加權(quán)系數(shù)從而確定熱負(fù)荷交叉預(yù)報(bào)模型。本發(fā)明可以減少預(yù)報(bào)的系統(tǒng)誤差，較常規(guī)工程預(yù)報(bào)算法具有更高的精度，為節(jié)能監(jiān)控工程應(yīng)用提供了參考。而且預(yù)報(bào)速度快，能夠達(dá)到預(yù)報(bào)速度與預(yù)報(bào)精度的最佳折衷。
文檔編號(hào)G06Q50/06GK102509169SQ20111030203
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者于德亮, 張永明, 鄧盛川, 陳烈, 齊維貴 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)