本發(fā)明涉及一種集中供熱動(dòng)態(tài)氣候補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
：供熱系統(tǒng)對(duì)采暖建筑進(jìn)行供熱的目的是為了滿足用戶熱舒適度需求，并保證其室內(nèi)溫度在一定范圍之內(nèi)，隨著室外溫度的改變，防止用戶出現(xiàn)室內(nèi)溫度過低或過高的現(xiàn)象，而系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于室外氣象條件等因素的變化，建筑物的熱負(fù)荷會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。因此，為了使熱源供熱量與用戶熱負(fù)荷的變化相適應(yīng)，需要對(duì)熱源的供熱量應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，即供熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑物的熱負(fù)荷變化情況來進(jìn)行供熱量調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)按需供熱，從而保證用戶的室內(nèi)溫度滿足熱舒適度需求，達(dá)到供熱節(jié)能之目的。氣候補(bǔ)償器正是一種供熱調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制節(jié)能裝置，其調(diào)節(jié)的目的是使供熱系統(tǒng)可以隨著室外溫度的變化調(diào)節(jié)供熱量，以實(shí)現(xiàn)按需供熱。目前使用的氣候補(bǔ)償器設(shè)有溫度補(bǔ)償曲線，根據(jù)即時(shí)采集的室外溫度調(diào)節(jié)熱源的熱媒輸出參數(shù)，使系統(tǒng)的供熱量與用戶熱負(fù)荷相匹配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供熱量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。目前的系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)是建立在穩(wěn)態(tài)計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)調(diào)節(jié)模型模擬出的室外溫度變化的調(diào)節(jié)曲線，調(diào)節(jié)熱網(wǎng)的供回水溫度。在調(diào)節(jié)控制過程中，由于室外溫度的即采即調(diào)，由于供熱管網(wǎng)是一個(gè)較龐大的系統(tǒng)，管網(wǎng)調(diào)節(jié)存在著用戶端的滯后性，造成調(diào)節(jié)的失真。不能超前預(yù)測(cè)24h的室外溫度變化規(guī)律，造成了熱源處的被動(dòng)供熱，既增大了供熱成本，也無法反映建筑物熱負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性，不能很好地滿足用戶的用熱需求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種集中供熱動(dòng)態(tài)氣候補(bǔ)償方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種集中供熱動(dòng)態(tài)氣候補(bǔ)償方法，首先是室外溫度的預(yù)測(cè)，即根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史氣象數(shù)據(jù)及氣象部門的天氣預(yù)報(bào)對(duì)次日的室外溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將該值作為熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本數(shù)據(jù)；其次是熱負(fù)荷的預(yù)測(cè)，即根據(jù)室外溫度計(jì)算出次日的熱負(fù)荷曲線。進(jìn)一步的，在室內(nèi)溫度一定的前提下，采暖熱負(fù)荷主要取決于室外溫度的大小，而實(shí)際上，在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，第二天的室外溫度是難以直接獲得的，要提前24h預(yù)測(cè)采暖負(fù)荷，首先要對(duì)第二天的室外溫度值進(jìn)行預(yù)測(cè)；地球白天接受太陽輻射熱并在夜晚放出熱量，室外溫度在一晝夜內(nèi)隨時(shí)間連續(xù)變化，表現(xiàn)出明顯的24h周期性波動(dòng)；一日之中室外溫度的最低值一般出現(xiàn)在日出前后，而在午后14-15時(shí)達(dá)到最高值，因此，對(duì)室外溫度進(jìn)行24h的周期性預(yù)測(cè)；采用形狀因子法預(yù)測(cè)室外溫度，形狀因子法是根據(jù)歷史室外溫度數(shù)據(jù)值得出的歷史形狀因子和從當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)預(yù)報(bào)的最高、最低溫度對(duì)未來室外溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并在一個(gè)預(yù)測(cè)周期結(jié)束后，由室外溫度實(shí)測(cè)值對(duì)形狀因子進(jìn)行不斷更新修正。進(jìn)一步的，所述形狀因子法為一段法；一段法室外溫度預(yù)測(cè)公式為：t′i＝ai(t′h-t′l)+t′l(3-1)；式中，ai——第i小時(shí)的預(yù)測(cè)形狀因子；t′i——第i小時(shí)的室外溫度預(yù)測(cè)值(℃)；t′l——預(yù)測(cè)室外溫度最低值(℃)；t′h——預(yù)測(cè)室外溫度最高值(℃)；一個(gè)預(yù)測(cè)周期結(jié)束后，比較當(dāng)天的室外溫度實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值，對(duì)預(yù)測(cè)形狀因子ai進(jìn)行修正，修正后的新形狀因子用于次日的室外溫度預(yù)測(cè)，到獲知第i小時(shí)的溫度實(shí)測(cè)值ti時(shí)，結(jié)合實(shí)測(cè)形狀因子對(duì)此時(shí)刻的形狀因子進(jìn)行修正；由第i小時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的實(shí)測(cè)形狀因子為：式中，ai1——第i小時(shí)的實(shí)測(cè)形狀因子；ti——第i小時(shí)的實(shí)測(cè)室外溫度值(℃)；tl——實(shí)測(cè)室外溫度最低值(℃)；th——實(shí)測(cè)室外溫度最高值(℃)；修正后的新形狀因子為：a′i＝ai(1-b)+ai1b(3-3)；式中，a′i——第i小時(shí)的修正后的新形狀因子；b——遺忘因子。進(jìn)一步的，形狀因子法在確定最高、最低的溫度的時(shí)刻上是按照日氣溫變化規(guī)律確定的；由于室外溫度變化的隨機(jī)性，對(duì)于異常天氣，室外溫度逐漸降低的情況，會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，對(duì)室外溫度預(yù)測(cè)值進(jìn)行在線修正，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，在線修正采用簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法。進(jìn)一步的，所述簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法是通過對(duì)過去某一時(shí)段的數(shù)據(jù)求加權(quán)平均，并將平均值作為將來某一時(shí)期的預(yù)測(cè)值；采用簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法計(jì)算室外溫度如下所示：tτ+1＝f0×tτ+f1×tτ-1+f2×tτ2+…+fn×tτ-n(3-7)；式中，tτ+1——τ+1時(shí)刻的溫度預(yù)測(cè)值(℃)；fi——前i個(gè)采樣周期的溫度值對(duì)下一時(shí)刻溫度的影響度；n——預(yù)測(cè)時(shí)間段的長(zhǎng)度，其取值的大小反映預(yù)測(cè)值對(duì)數(shù)據(jù)變化的反應(yīng)速度；簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法采用相鄰時(shí)刻的數(shù)據(jù)對(duì)下一時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)采樣間隔越短，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度越高，采用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)采樣間隔為1h，預(yù)測(cè)時(shí)間段長(zhǎng)度n為2，即利用當(dāng)前溫度值、前一小時(shí)的溫度值、前兩小時(shí)的溫度值預(yù)測(cè)此后一小時(shí)的溫度值；各階段溫度歷史數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)分別為：f0＝1/2，f1＝1/3，f2＝f0×f1＝1/6，……fn＝fn-2×fn-1。進(jìn)一步的，依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段，將對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)的室外溫度取加權(quán)平均值，作為該時(shí)段內(nèi)的室外溫度量化值，量化公式為：式中，——相應(yīng)時(shí)段的室外溫度量化值(℃)；twi——各時(shí)段第i時(shí)刻對(duì)應(yīng)的室外溫度值(℃)；n——相應(yīng)時(shí)段內(nèi)包含的時(shí)刻個(gè)數(shù)。進(jìn)一步的，所述熱負(fù)荷預(yù)測(cè)值的計(jì)算方法為：當(dāng)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)確定后，建筑物采暖熱負(fù)荷與室內(nèi)外溫差成正比，當(dāng)室內(nèi)溫度保持設(shè)定值時(shí)，熱負(fù)荷取決于室外溫度的大??；在氣候補(bǔ)償器的各調(diào)節(jié)時(shí)段內(nèi)，室外溫度的波動(dòng)對(duì)熱負(fù)荷的大小造成影響不大，此時(shí)，依據(jù)各時(shí)段室外溫度量化值對(duì)熱負(fù)荷按穩(wěn)態(tài)傳熱進(jìn)行計(jì)算，是滿足精度要求的，負(fù)荷計(jì)算公式為q＝qs(tn-tw)/(tn-twj)(3-12a)；qs＝qaa(3-12b)；式中，q——采暖實(shí)際熱負(fù)荷(w)；qs——采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷(w)；qa——采暖設(shè)計(jì)熱指標(biāo)(w/m2)；a——建筑面積(m2)；tn——室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(℃)；tw——采暖室外溫度(℃)；twj——采暖室外計(jì)算溫度(℃)。進(jìn)一步的，建立氣候補(bǔ)償動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)模型：通過預(yù)測(cè)全天24小時(shí)的室外溫度，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)熱負(fù)荷；氣候補(bǔ)償器通過對(duì)間接式供熱系統(tǒng)中一次網(wǎng)熱水網(wǎng)路側(cè)和二次網(wǎng)供暖用戶側(cè)的供熱參數(shù)的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供熱量的補(bǔ)償調(diào)節(jié)；在熱力站中，一次網(wǎng)熱水網(wǎng)路側(cè)的供熱量為：q1＝1.163g1(τg-τh)(3-13)；二次網(wǎng)供暖用戶側(cè)的供熱量為：q2＝1.163g2(tg-th)(3-14)；換熱器的換熱量為：q′＝kfδt(3-15)；式中，τg、τh——一次網(wǎng)的供、回水溫度(℃)；tg、th——二次網(wǎng)的供、回水溫度(℃)；g1、g2——一、二次網(wǎng)的流量(m3/h)；k——換熱器的換熱系數(shù)(w·m-2·℃-1)；f——換熱器換熱面積(m2)；δt——換熱器對(duì)數(shù)平均溫差(℃)；在忽略換熱設(shè)備熱損失的前提下，一次網(wǎng)熱水網(wǎng)路側(cè)、二次網(wǎng)供暖用戶側(cè)的供熱量等于一、二次網(wǎng)間換熱器的換熱量，即q1、q2、q′三者對(duì)應(yīng)相等，建立氣候補(bǔ)償器在一、二次網(wǎng)中對(duì)供熱參數(shù)的調(diào)節(jié)模型。進(jìn)一步的，建立二次網(wǎng)供暖用戶側(cè)的調(diào)節(jié)模型：供暖用戶側(cè)供熱調(diào)節(jié)采用質(zhì)調(diào)節(jié)模型，以保持用戶系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定；在質(zhì)調(diào)節(jié)中，通過改變進(jìn)入用戶側(cè)的供水溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)供熱量，循環(huán)水量保持不變；供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)基本公式：將的補(bǔ)充條件代入熱水供暖系統(tǒng)供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)基本公式(3-16)，導(dǎo)出質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度的計(jì)算公式：式中，——相對(duì)供暖熱負(fù)荷之比；tn——用戶室內(nèi)計(jì)算溫度(℃)；tg、th——某一室外溫度tw下，供暖用戶的供、回水溫度(℃)；t′g、t′h——采暖室外計(jì)算溫度t′w下，供暖用戶設(shè)計(jì)供、回水溫度(℃)；b——散熱器的傳熱指數(shù)，一般對(duì)于常用散熱器b＝0.14～0.37；在熱用戶設(shè)定某一室內(nèi)溫度的情況下，供暖用戶側(cè)的供、回水溫度取決于相對(duì)供暖熱負(fù)荷；質(zhì)調(diào)節(jié)隨由室外溫度變化而引起的熱負(fù)荷的改變值對(duì)供回水溫度進(jìn)行適度的超前調(diào)節(jié)，以至于根據(jù)室外溫度的變化進(jìn)行的質(zhì)調(diào)節(jié)更接近實(shí)際而不失真，從而保證用戶室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。本發(fā)明所取得的有益效果如下：本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)氣候補(bǔ)償器的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，對(duì)室外溫度進(jìn)行了合理的預(yù)測(cè)，該方法根據(jù)超前設(shè)定的熱負(fù)荷值依據(jù)調(diào)節(jié)模型調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱媒參數(shù)，將熱源由原來寬泛的被動(dòng)供熱變?yōu)橹鲃?dòng)供熱，在保證用戶室內(nèi)溫度穩(wěn)定的前提下，提前給出供熱系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行調(diào)節(jié)指標(biāo)，在保證供熱質(zhì)量的前提下，提高供熱效率，減少供熱能耗。附圖說明附圖1為氣候補(bǔ)償器的工作流程的示意圖；附圖2為本發(fā)明室外溫度預(yù)測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比的示意圖；附圖3為本發(fā)明室外溫度預(yù)測(cè)值的在線修正的示意圖；附圖4為本發(fā)明供暖用戶側(cè)供水溫度與相對(duì)供暖熱負(fù)荷的示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)至少個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本申請(qǐng)及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。供熱系統(tǒng)對(duì)建筑物進(jìn)行供熱的目的是為了滿足用戶熱舒適度需求，并保證其室內(nèi)溫度在一定范圍之內(nèi)，防止用戶出現(xiàn)室內(nèi)溫度過低或過高的現(xiàn)象，而系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，由于室外氣象條件等因素的變化，建筑物的熱負(fù)荷會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。因此，為了使熱源供熱量與用戶熱負(fù)荷的變化相適應(yīng)，需要對(duì)熱源的供熱量應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，即供熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)建筑物的熱負(fù)荷變化情況來進(jìn)行供熱量調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)按需供熱，從而保證用戶的室內(nèi)溫度滿足熱舒適度需求。氣候補(bǔ)償器正是一種供熱調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制節(jié)能裝置，其調(diào)節(jié)的目的是使供熱系統(tǒng)可以隨著室外溫度的變化實(shí)現(xiàn)按需供熱。氣候補(bǔ)償器內(nèi)部設(shè)有溫度補(bǔ)償曲線，使其根據(jù)室外溫度的變化情況調(diào)節(jié)熱源的熱媒輸出參數(shù)，使系統(tǒng)的供熱量與用戶熱負(fù)荷相匹配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供熱量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。如附圖1所示，氣候補(bǔ)償器設(shè)置在集中供熱系統(tǒng)的熱力站中，主要由控制器、室外溫度傳感器與供、回水溫度傳感器組成。氣候補(bǔ)償器是根據(jù)不同時(shí)段不同的室外溫度根據(jù)采暖系統(tǒng)的用熱需求對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱量的調(diào)節(jié)。具體講，在某個(gè)時(shí)間段即時(shí)測(cè)得某個(gè)室外溫度，隨即改變供熱量。存在的問題是：一是調(diào)節(jié)時(shí)段劃分較寬泛，如一天24小時(shí)之劃分成4個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)段，相當(dāng)于6個(gè)小時(shí)為一個(gè)時(shí)段，在6個(gè)小時(shí)段里室外溫度變化比較大，若仍按某個(gè)實(shí)測(cè)室外溫度調(diào)節(jié)供回水溫度，與實(shí)際變化的室外溫度偏差較大。保持供水溫度不變會(huì)造成能耗偏高或用戶不熱的現(xiàn)象，這實(shí)際存在著較大誤差。二是由于供熱管網(wǎng)調(diào)節(jié)的滯后性，根據(jù)即時(shí)采集的室外溫度即時(shí)調(diào)節(jié)供熱管網(wǎng)的供熱量有失真現(xiàn)象。鑒于上述兩點(diǎn)，臺(tái)理預(yù)測(cè)室外溫度，超提前調(diào)節(jié)供熱管網(wǎng)供回水溫度，是氣候補(bǔ)償?shù)呐_(tái)理調(diào)節(jié)前提，對(duì)氣候補(bǔ)償器的動(dòng)態(tài)室外溫度的確定是動(dòng)態(tài)負(fù)荷調(diào)節(jié)的關(guān)鍵方法。目前的供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)是建立在穩(wěn)態(tài)計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)調(diào)節(jié)模型模擬出的室外溫度變化的調(diào)節(jié)曲線，調(diào)節(jié)熱網(wǎng)的供回水溫度。在調(diào)節(jié)控制過程中，由于不能準(zhǔn)確掌握次日24h的室外溫度變化規(guī)律，生產(chǎn)調(diào)度人員只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)熱源的供水溫度，此種調(diào)節(jié)方式造成了熱源處的被動(dòng)供熱，既增大了供熱成本，也無法反映建筑物熱負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性，不能很好地滿足用戶的用熱需求。實(shí)際供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)與控制是隨著用戶需求不斷變化的，應(yīng)該根據(jù)熱負(fù)荷的變化規(guī)律從動(dòng)態(tài)的角度進(jìn)行調(diào)控。熱負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)方法以不同的氣候補(bǔ)償時(shí)段所對(duì)應(yīng)的熱負(fù)荷預(yù)測(cè)值為依據(jù)，通過熱負(fù)荷與供回水溫度關(guān)系曲線，超前給出每天供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)控制參數(shù)，供管理人員按需調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)熱源處的主動(dòng)供熱。氣候補(bǔ)償器進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的前提是對(duì)次日的熱負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便于根據(jù)負(fù)荷值各時(shí)段分布規(guī)律對(duì)供熱參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。動(dòng)態(tài)負(fù)荷預(yù)測(cè)主要包括兩部分，首先是室外溫度的預(yù)測(cè)，即根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史氣象數(shù)據(jù)及氣象部門的天氣預(yù)報(bào)對(duì)次日的室外溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將該值作為熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本數(shù)據(jù)；其次是熱負(fù)荷的預(yù)測(cè)，即根據(jù)室外溫度計(jì)算出次日的熱負(fù)荷曲線。室外溫度預(yù)測(cè)：在室內(nèi)溫度一定的前提下，采暖熱負(fù)荷主要取決于室外溫度的大小，而實(shí)際上，在進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，第二天的室外溫度是難以直接獲得的，要提前24h預(yù)測(cè)采暖負(fù)荷，首先要對(duì)第二天的室外溫度值進(jìn)行預(yù)測(cè)。地球白天接受太陽輻射熱并在夜晚放出熱量，室外溫度在一晝夜內(nèi)隨時(shí)間連續(xù)變化，表現(xiàn)出明顯的24h周期性波動(dòng)。一日之中室外溫度的最低值一般出現(xiàn)在日出前后，而在午后14-15時(shí)達(dá)到最高值。因此，可以對(duì)室外溫度進(jìn)行24h的周期性預(yù)測(cè)。室外溫度預(yù)測(cè)方法。室外溫度的預(yù)測(cè)方法主要包括形狀因子法、ashrae系數(shù)法、簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法。①形狀因子法是根據(jù)歷史室外溫度數(shù)據(jù)值得出的歷史形狀因子和從當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)預(yù)報(bào)的最高、最低溫度對(duì)未來室外溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并在一個(gè)預(yù)測(cè)周期結(jié)束后，由室外溫度實(shí)測(cè)值對(duì)形狀因子進(jìn)行不斷更新修正。形狀因子法可分為一段法與macarthur法。一段法室外溫度預(yù)測(cè)公式為：t′i＝ai(t′h-t′l)+t′l(3-1)；式中，ai——第i小時(shí)的預(yù)測(cè)形狀因子；t′i——第i小時(shí)的室外溫度預(yù)測(cè)值(℃)；t′l——預(yù)測(cè)室外溫度最低值(℃)；t′h——預(yù)測(cè)室外溫度最高值(℃)；一個(gè)預(yù)測(cè)周期結(jié)束后，比較當(dāng)天的室外溫度實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值，對(duì)預(yù)測(cè)形狀因子ai進(jìn)行修正，修正后的新形狀因子用于次日的室外溫度預(yù)測(cè)，到獲知第i小時(shí)的溫度實(shí)測(cè)值ti時(shí)，結(jié)合實(shí)測(cè)形狀因子對(duì)此時(shí)刻的形狀因子進(jìn)行修正；由第i小時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的實(shí)測(cè)形狀因子為：式中，ai1——第i小時(shí)的實(shí)測(cè)形狀因子；ti——第i小時(shí)的實(shí)測(cè)室外溫度值(℃)；tl——實(shí)測(cè)室外溫度最低值(℃)；th——實(shí)測(cè)室外溫度最高值(℃)；修正后的新形狀因子為：a′i＝ai(1-b)+ai1b(3-3)；式中，ai——第i小時(shí)的修正后的新形狀因子；b——遺忘因子。macarthur等其預(yù)測(cè)算法將一天24小時(shí)作為一個(gè)預(yù)測(cè)周期并將其分為下降和上升兩個(gè)階段，形狀因子的修正步驟與一段法相同。從周期開始到溫度最低時(shí)刻，定義第i小時(shí)的形狀因子為：式中，ai——第i小時(shí)的形狀因子；t′i——第i小時(shí)的溫度預(yù)測(cè)值(℃)；t0——預(yù)報(bào)周期開始時(shí)刻的溫度測(cè)量值(℃)；tl——?dú)庀箢A(yù)報(bào)的最低溫度(℃)；從溫度最低時(shí)刻到周期結(jié)束，定義第i小時(shí)的形狀因子為：式中，ai——第i小時(shí)的形狀因子；t′i——第i小時(shí)的溫度預(yù)測(cè)值(℃)；tl——?dú)庀箢A(yù)報(bào)的最低溫度(℃)；th——?dú)庀箢A(yù)報(bào)的最高溫度(℃)。②ashrae系數(shù)法[25]根據(jù)氣象部門預(yù)報(bào)的次日最高和最低室外溫度，用溫度預(yù)測(cè)系數(shù)對(duì)逐時(shí)室外溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)。逐時(shí)室外溫度按式(3-6)計(jì)算得出。tτ＝th-ατ(th-tl)；式中，tτ——τ時(shí)刻室外溫度預(yù)測(cè)值(℃)；ατ——τ時(shí)刻的溫度預(yù)測(cè)系數(shù)；th——?dú)庀箢A(yù)報(bào)的最高溫度(℃)；th——?dú)庀箢A(yù)報(bào)的最低溫度(℃)。表3-2ashrae法溫度預(yù)測(cè)系數(shù)時(shí)刻ατ時(shí)刻ατ時(shí)刻ατ時(shí)刻ατ0：000.826：000.9812：000.2318：000.211：000.877：000.9313：000.1119：000.342：000.928：000.8414：000.0320：000.473：000.969：000.7115：000.0021：000.584：000.9910：000.5616：000.0322：000.685：00111：000.3917：000.1023：000.76從表3-2中的溫度預(yù)測(cè)系數(shù)可知：每日逐時(shí)室外溫度的變化規(guī)律近似滿足正弦分布。室外溫度預(yù)測(cè)的ashrae系數(shù)法，是根據(jù)室外溫度的長(zhǎng)期觀察形成的普遍適用經(jīng)驗(yàn)值，其中a是固定不變的，與預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況可能會(huì)出現(xiàn)不相符的情況。③簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均是通過對(duì)過去某一時(shí)段的數(shù)據(jù)求加權(quán)平均，并將平均值作為將來某一時(shí)期的預(yù)測(cè)值。采用簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法計(jì)算室外溫度如式所示：tτ+1＝f0×tτ+f1×tτ-1+f2×tτ2+…+fn×tτ-n；式中，tτ+1——τ+1時(shí)刻的溫度預(yù)測(cè)值(℃)；fi——前i個(gè)采樣周期的溫度值對(duì)下一時(shí)刻溫度的影響度；n——預(yù)測(cè)時(shí)間段的長(zhǎng)度，其取值的大小反映預(yù)測(cè)值對(duì)數(shù)據(jù)變化的反應(yīng)速度。簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法采用相鄰時(shí)刻的數(shù)據(jù)對(duì)下一時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)采樣間隔越短，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度越高，但由于需要當(dāng)前和前若干時(shí)刻的溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，只能對(duì)相鄰時(shí)刻進(jìn)行預(yù)測(cè)，存在一定的局限性。如果采用簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法在前一天晚上對(duì)次日24小時(shí)的室外逐時(shí)溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，只能是對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行層層推進(jìn)，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度將會(huì)大大降低。(2)各種溫度預(yù)測(cè)方法對(duì)比分析。選取dest軟件生成的石家莊標(biāo)準(zhǔn)年1月份室外溫度作為預(yù)測(cè)溫度的參考數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種預(yù)測(cè)方法的分析對(duì)比。對(duì)比計(jì)算中，假設(shè)氣象預(yù)報(bào)的最高、最低溫度值與實(shí)際測(cè)量值無偏差或偏差很小。選用最大誤差、均方差和誤差算數(shù)平均值作為預(yù)測(cè)方法優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)，這三個(gè)指標(biāo)表示預(yù)測(cè)值偏離實(shí)際值的程度。最大誤差m＝max(|t′i-ti|)(3-8)均方差誤差算數(shù)平均值表3-3預(yù)測(cè)方法誤差統(tǒng)計(jì)表預(yù)測(cè)方法最大誤差均方差誤差算數(shù)平均值一段法3.371.020.00macarthur法5.201.400.06ashrae系數(shù)法5.971.41-0.043小時(shí)簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法4.451.450.00如附圖2所示，對(duì)各種室外逐時(shí)溫度預(yù)測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比分析可知，在短期溫度預(yù)測(cè)中，一段法準(zhǔn)確度最高。溫度移動(dòng)平均利用在線溫度測(cè)量數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的溫度，其準(zhǔn)確度更高。從圖2中可知，在各種預(yù)測(cè)方法之中，采用一段法預(yù)測(cè)的室外溫度與實(shí)際值最接近，簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法預(yù)測(cè)值相對(duì)實(shí)際值存在延遲滯后現(xiàn)象。對(duì)比以上室外溫度預(yù)測(cè)方法可知，ashrae系數(shù)法中的預(yù)測(cè)系數(shù)是在對(duì)室外溫度進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)后形成的經(jīng)驗(yàn)值，其值是固定的不變的，考慮到室外溫度的隨機(jī)變化性，此種方法存在一定的局限性。形狀因子法采用室外溫度實(shí)測(cè)值對(duì)預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行每日更新，能更好的反應(yīng)溫度的變化規(guī)律，從而對(duì)室外溫度準(zhǔn)確進(jìn)行預(yù)測(cè)。簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均法采用相鄰時(shí)刻的室外溫度對(duì)下一時(shí)刻溫度值進(jìn)行遞推預(yù)測(cè)，充分考慮室外溫度的相互關(guān)聯(lián)性，能很好地反應(yīng)室外溫度的變化規(guī)律，但由于是對(duì)相鄰幾小時(shí)前的溫度的加權(quán)平均，預(yù)測(cè)值相對(duì)實(shí)際值會(huì)出現(xiàn)延遲滯后現(xiàn)象。綜上所述，選用形狀因子法中的一段法作為室外溫度的預(yù)測(cè)方法。如附圖3所示，室外溫度預(yù)測(cè)值的在線修正。形狀因子法在確定最高、最低的溫度的時(shí)刻上是按照一般日氣溫變化規(guī)律確定的。由于室外溫度變化的隨機(jī)性，對(duì)于異常天氣，如圖中1月14日室外溫度逐漸降低的情況，會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，采用溫度的在線修正將提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。在線修正采用簡(jiǎn)單移動(dòng)平均法，采用預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)采樣間隔為1h，預(yù)測(cè)時(shí)間段長(zhǎng)度n為2，即利用當(dāng)前溫度值、前一小時(shí)的溫度值、前兩小時(shí)的溫度值預(yù)測(cè)此后一小時(shí)的溫度值。各階段溫度歷史數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)分別為：f0＝1/2，f1＝1/3，f2＝f0×f1＝1/6，……fn＝fn-2×fn-1。室外溫度值分段量化。依據(jù)氣候補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)時(shí)段，將對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)的室外溫度取加權(quán)平均值，作為該時(shí)段內(nèi)的室外溫度量化值，量化公式為：式中，——相應(yīng)時(shí)段的室外溫度量化值(℃)；twi——各時(shí)段第i時(shí)刻對(duì)應(yīng)的室外溫度值(℃)；n——相應(yīng)時(shí)段內(nèi)包含的時(shí)刻個(gè)數(shù)。當(dāng)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)確定后，建筑物采暖熱負(fù)荷與室內(nèi)外溫差成正比(忽略日照及風(fēng)力的影響)，當(dāng)室內(nèi)溫度保持設(shè)定值時(shí)，熱負(fù)荷取決于室外溫度的大小。在氣候補(bǔ)償器的各調(diào)節(jié)時(shí)段內(nèi)，室外溫度的波動(dòng)對(duì)熱負(fù)荷的大小不造成影響，此時(shí)，依據(jù)各時(shí)段室外溫度量化值對(duì)熱負(fù)荷按穩(wěn)態(tài)傳熱進(jìn)行計(jì)算，是滿足精度要求的，負(fù)荷計(jì)算公式為q＝qs(tn-tw)/(tn-twj)；qs＝qaa；式中，q——采暖實(shí)際熱負(fù)荷(w)；qs——采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷(w)；qa——采暖設(shè)計(jì)熱指標(biāo)(w/m2)；a——建筑面積(m2)。tn——室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(℃)；tw，——采暖室外溫度(℃)；twj——采暖室外計(jì)算溫度(℃)。通過預(yù)測(cè)全天24小時(shí)的室外溫度，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)熱負(fù)荷。氣候補(bǔ)償器通過對(duì)間接式供熱系統(tǒng)中一次網(wǎng)熱水網(wǎng)路側(cè)和二次網(wǎng)供暖用戶側(cè)的供熱參數(shù)的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供熱量的補(bǔ)償調(diào)節(jié)。在熱力站中，一次網(wǎng)熱水網(wǎng)路側(cè)的供熱量為：q1＝1.163g1(τg-τh)；二次網(wǎng)供暖用戶側(cè)的供熱量為：q2＝1.163g2(tg-th)；換熱器的換熱量為：q＝kfδt：式中，τg、τh——一次網(wǎng)的供、回水溫度(℃)；tg、th——二次網(wǎng)的供、回水溫度(℃)；g1、g2——一、二次網(wǎng)的流量(m3/h)；k——換熱器的換熱系數(shù)(w·m-2·℃-1)；f——換熱器換熱面積(m2)；δt——換熱器對(duì)數(shù)平均溫差(℃)。在忽略換熱設(shè)備熱損失的前提下，一次網(wǎng)熱水網(wǎng)路側(cè)、二次網(wǎng)供暖用戶側(cè)的供熱量等于一、二次網(wǎng)間換熱器的換熱量，即q1、q2、q三者對(duì)應(yīng)相等，建立氣候補(bǔ)償器在一、二次網(wǎng)中對(duì)供熱參數(shù)的調(diào)節(jié)模型。供暖用戶(二次網(wǎng))側(cè)的調(diào)節(jié)模型：供暖用戶側(cè)供熱調(diào)節(jié)采用質(zhì)調(diào)節(jié)模型，以保持用戶系統(tǒng)的水力工況穩(wěn)定。在質(zhì)調(diào)節(jié)中，通過改變進(jìn)入用戶側(cè)的供水溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)供熱量，循環(huán)水量保持不變。供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)基本公式[28]：將的補(bǔ)充條件代入熱水供暖系統(tǒng)供熱運(yùn)行調(diào)節(jié)基本公式(3-16)，可以導(dǎo)出質(zhì)調(diào)節(jié)的供、回水溫度的計(jì)算公式：式中，——相對(duì)供暖熱負(fù)荷之比；tn——用戶室內(nèi)計(jì)算溫度(℃)；tg、th——某一室外溫度tw下，供暖用戶的供、回水溫度(℃)；t′g、t′h——采暖室外計(jì)算溫度t′w下，供暖用戶設(shè)計(jì)供、回水溫度(℃)；b——散熱器的傳熱指數(shù)，一般對(duì)于常用散熱器b＝0.14～0.37。如附圖4所示，在熱用戶設(shè)定某一室內(nèi)溫度的情況下，供暖用戶側(cè)的供、回水溫度取決于相對(duì)供暖熱負(fù)荷。質(zhì)調(diào)節(jié)隨由室外溫度變化而引起的熱負(fù)荷的改變值對(duì)供回水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證用戶室內(nèi)溫度穩(wěn)定，不受室外溫度變化產(chǎn)生大幅度的干擾。為實(shí)現(xiàn)氣候補(bǔ)償器的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，對(duì)室外溫度進(jìn)行了合理的預(yù)測(cè)，該方法根據(jù)超前設(shè)定的熱負(fù)荷值依據(jù)調(diào)節(jié)模型調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱媒參數(shù)，將熱源由原來寬泛的被動(dòng)供熱變?yōu)橹鲃?dòng)供熱，在保證用戶室內(nèi)溫度穩(wěn)定的前提下，提前給出供熱系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行調(diào)節(jié)指標(biāo)，在保證供熱質(zhì)量的前提下，提高供熱效率，減少供熱能耗。以上所述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本發(fā)明可行實(shí)施的窮舉。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對(duì)其所作出的任何顯而易見的改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12