尹航

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展以及國家科技實(shí)力的提升，建筑熱力系統(tǒng)供暖領(lǐng)域的發(fā)展得到了不小的突破與創(chuàng)新，相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)不僅對其中涉及到的供熱技術(shù)以及數(shù)據(jù)預(yù)測方面的內(nèi)容進(jìn)行了深入的研究，還對數(shù)據(jù)挖掘、負(fù)荷預(yù)測以及供熱系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步的探討，從而為適量供熱技術(shù)的合理應(yīng)用提供有利條件。但是在實(shí)際運(yùn)作中，供熱技術(shù)的應(yīng)用效果還是會(huì)受到一些因素的影響而出現(xiàn)問題，需要供熱團(tuán)隊(duì)對其進(jìn)行妥善的處理。本篇文章就供熱數(shù)據(jù)挖掘和負(fù)荷預(yù)測的適量供熱技術(shù)進(jìn)行簡單的論述，希望能對相關(guān)人士的研究有所幫助。

關(guān)鍵詞：供熱；數(shù)據(jù)；預(yù)測；技術(shù)

適量供熱技術(shù)是建筑熱力系統(tǒng)運(yùn)行中重要的部分，對熱力系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量有著重要的意義和影響。在近幾年的發(fā)展中，很多建筑熱力系統(tǒng)科研團(tuán)隊(duì)都提高了對適量供熱技術(shù)的重視與研究。一方面是由于傳統(tǒng)的供熱技術(shù)已經(jīng)不能很好的滿足的現(xiàn)代社會(huì)下建筑熱力系統(tǒng)的需要，應(yīng)該對供熱技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與完善。另一方面是由于適量供熱技術(shù)的應(yīng)用效果，會(huì)受到數(shù)據(jù)挖掘以及負(fù)荷預(yù)測的影響而出現(xiàn)變化，需要相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)能夠?qū)@兩方面加以重視。

1 供熱數(shù)據(jù)挖掘和負(fù)荷預(yù)測的概述

近年來，城市集中供熱事業(yè)飛速發(fā)展，熱用戶的數(shù)量成倍增加，這對供熱系統(tǒng)的運(yùn)行管理提出了更高的要求。提高我國集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)適量供熱不僅是提高供熱企業(yè)競爭力的要求，更是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)。供熱負(fù)荷預(yù)測是實(shí)現(xiàn)適量供熱控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，各熱力公司在運(yùn)行過程中儲(chǔ)存了大量的歷史數(shù)據(jù)，但是由于缺少合適的數(shù)據(jù)挖掘方法，這些數(shù)據(jù)沒有在供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)中得到充分利用。

目前對供熱和制冷負(fù)荷的短期和長期預(yù)測已有相關(guān)的研究，其中采用的研究方法包括指數(shù)平滑法、多元回歸法圖、卡爾曼濾波法和狀態(tài)估計(jì)法。近期的研究方法又包括了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和時(shí)間序列法。這些方法在負(fù)荷預(yù)測時(shí)都可以達(dá)到預(yù)期的精度，但是由于機(jī)理較復(fù)雜，對一般的技術(shù)人員來說門檻較高，并且在組態(tài)軟件中編程較復(fù)雜，因此在熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用并不普遍。

以某工程為例。如果室內(nèi)空氣溫度保持不變，忽略建筑物的熱惰性，對于同一棟建筑物來說，建筑熱負(fù)荷和室外空氣溫度間呈線性關(guān)系。但在實(shí)際情況下，建筑物通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)與外界發(fā)生非穩(wěn)態(tài)傳熱。需要指出的是，對于一定范圍內(nèi)、以不同的時(shí)間間隔儲(chǔ)存的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，很多方法都適用，但是時(shí)間間隔不宜過短，也不宜過長.時(shí)間間隔過短會(huì)導(dǎo)致計(jì)算次數(shù)增加，挖掘速度緩慢，挖掘出來的當(dāng)量室外空氣溫度公式煩瑣，且無必要；時(shí)間間隔過長會(huì)淹沒建筑物的動(dòng)態(tài)過程，使數(shù)據(jù)挖掘變得沒有意義。

2 供熱數(shù)據(jù)挖掘和負(fù)荷預(yù)測的探討

2.1 供熱數(shù)據(jù)挖掘方面

數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的、不完全的、有噪聲的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在的、有用的信息和知識的過程。數(shù)據(jù)挖掘是一種從大型數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫中提取隱藏的預(yù)測性信息的新技術(shù)。它能開采出潛在的模式，找出最有價(jià)值的信息，指導(dǎo)生產(chǎn)行為或輔助科學(xué)研究。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從一開始就是面向應(yīng)用的，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣范。

數(shù)據(jù)挖掘的任務(wù)是從大量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)知識，從熱網(wǎng)監(jiān)測角度來定義，知識就是在集中供熱系統(tǒng)中一些影響熱量相關(guān)因素關(guān)系的信息。數(shù)據(jù)挖掘過程一般包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)挖掘、結(jié)果表示和解釋。熱量是關(guān)系到供熱調(diào)度系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵因素，熱量的適宜程度直接關(guān)系到供熱管理部門的經(jīng)濟(jì)效益。因此，確定的研究主題為熱量，即挖掘出與熱量相關(guān)的因素之間的關(guān)聯(lián)性，挖掘結(jié)果可以為供熱決策者們提供有指導(dǎo)意義的參考。

以某熱力公司為例，相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)會(huì)對公司供暖季中涉及到的運(yùn)行參與進(jìn)行挖掘，主要挖掘內(nèi)容包括供水溫度數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)以及室外空氣平均溫度數(shù)據(jù)等。通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，能夠?yàn)楹罄m(xù)熱力系統(tǒng)運(yùn)行水平以及適量供熱技術(shù)使用效果的提升提供有利條件。相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)在收集數(shù)據(jù)的過程中需要對時(shí)間間隔加以關(guān)注，以免數(shù)據(jù)挖掘效果受到條件限制而出現(xiàn)細(xì)節(jié)問題。

在一些原始數(shù)據(jù)挖掘方面，相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)則要對時(shí)間間隔進(jìn)行科學(xué)的控制，并保證時(shí)間間隔的緊密性，這樣才能為供熱數(shù)據(jù)挖掘工作的餓開展提供有利條件。通過相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，供熱數(shù)據(jù)挖掘的誤差會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，如果間隔時(shí)間超過標(biāo)準(zhǔn)要求，還會(huì)在一定程度上降低數(shù)據(jù)預(yù)測的準(zhǔn)確性。所以相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)一定要合理控制供熱數(shù)據(jù)挖掘間隔時(shí)間，保證數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性。

2.2 負(fù)荷預(yù)測方面

通常情況下，負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果不會(huì)和實(shí)際負(fù)荷狀態(tài)有所差異，但是預(yù)測誤差和供暖周期的變化卻會(huì)在一定程度上對負(fù)荷預(yù)測結(jié)構(gòu)造成影響。比如相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)在供暖初期或者末期的時(shí)候進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，那么預(yù)測結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)誤差小而相對誤差較大的情況。如果相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)在供暖中期進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，那么預(yù)測結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)誤差大而相對誤差較小的情況。所以在不同階段的供暖周期中，相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)一定要慎重對待負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果，同時(shí)還要對供暖負(fù)荷與供暖時(shí)期之間的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的明確和了解，這樣才能預(yù)測出更準(zhǔn)確的結(jié)果。

由于一些供熱系統(tǒng)不具備較強(qiáng)的自調(diào)節(jié)能力，而是由相關(guān)供熱公司在系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的溫控閥，從而進(jìn)行供熱操作。但是這種供熱系統(tǒng)會(huì)間接的增加用戶的不滿程度，而供熱公司也是通過用戶相應(yīng)的反饋以及投訴對供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以在供熱數(shù)據(jù)挖掘以及負(fù)荷預(yù)測方面會(huì)受到很大的影響，需要相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)能夠妥善處理其中涉及到的問題。

實(shí)際供熱負(fù)菏分布較分散，在同一個(gè)當(dāng)量室外空氣溫度下對應(yīng)的供熱負(fù)荷值波動(dòng)范圍大，這說明原始供熱數(shù)據(jù)存在不合理因素。由于該供熱系統(tǒng)具有熱容量較大、滯后時(shí)間較長、用戶無自調(diào)節(jié)能力等特點(diǎn)，預(yù)測結(jié)果的評估標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為一個(gè)模糊的區(qū)間而不應(yīng)是一條精確的供熱負(fù)荷曲線。通過分析量調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，提出了修正的量調(diào)節(jié)方式，即在供暖中期負(fù)荷較大時(shí)采用量調(diào)節(jié)，在供暖初期和末期負(fù)荷較小時(shí)采用質(zhì)調(diào)節(jié)，稱為質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)方式不僅可以最大程度地減少水泵的輸送能耗，還能保證系統(tǒng)水力工況和熱力工況的穩(wěn)定。因此采用該方式作為供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)方式。

3 結(jié)束語

從文章上面論述的內(nèi)容可以了解到，要想讓適量供熱技術(shù)在建筑熱力系統(tǒng)中發(fā)揮出重要的作用，那么相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)就要對供熱數(shù)據(jù)的挖掘以及負(fù)荷預(yù)測的要點(diǎn)和原則進(jìn)行全面的了解與掌握。對于適量供熱技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題和不足之處，相關(guān)工作團(tuán)隊(duì)也需要在實(shí)際工作中對問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并制定出科學(xué)有效的優(yōu)化方案，降低不利因素對適量供熱技術(shù)應(yīng)用效果的影響。這樣適量供熱技術(shù)才能在建筑熱力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)真正的價(jià)值，為人們的生活和工作創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的供熱環(huán)境。相信在未來的發(fā)展中，適量供熱技術(shù)的應(yīng)用效果能夠得到更大的提升，為建筑供熱領(lǐng)域的發(fā)展提供有利的保障。

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