城鎮(zhèn)區(qū)域供熱負(fù)荷時(shí)空預(yù)測方法研究.pdf

1、隨著我國現(xiàn)代化發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，城鎮(zhèn)人口、建筑面積和供熱面積不斷增加，從而導(dǎo)致建筑能耗和供熱能耗日漸增加與建筑和供熱系統(tǒng)能源供應(yīng)總量限制之間的矛盾日益突出，并且隨著我國居民生活水平的不斷提高，對(duì)室內(nèi)環(huán)境和舒適度的要求不斷提高，供熱范圍擴(kuò)大和供熱量增加不可避免。因此，必須合理規(guī)劃能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。供熱系統(tǒng)能耗作為建筑能耗的重要組成部分，合理地預(yù)測城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷是供熱系統(tǒng)能源規(guī)劃的基礎(chǔ)。針對(duì)目前供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測主要基于

2、供熱系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)等歷史數(shù)據(jù)，對(duì)單一供熱系統(tǒng)的負(fù)荷實(shí)現(xiàn)預(yù)測，或是用指標(biāo)概算法預(yù)測城鎮(zhèn)負(fù)荷或年供熱量，造成供熱系統(tǒng)負(fù)荷高估的現(xiàn)狀，本文以嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)67個(gè)代表城鎮(zhèn)為研究對(duì)象，致力于對(duì)城鎮(zhèn)級(jí)別供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法的研究。
　　首先，本文以城鎮(zhèn)級(jí)別供熱系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析城鎮(zhèn)供熱水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)生活、城鎮(zhèn)建設(shè)和政府政策、宏觀調(diào)控等5個(gè)方面共17個(gè)宏觀影響因素對(duì)城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷的影響，確定了城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測宏觀指標(biāo)體系；然后研究6

3、7個(gè)城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷隨時(shí)間、空間變化特性，基于城鎮(zhèn)職能分工的不同將城鎮(zhèn)分為綜合性城鎮(zhèn)、工礦業(yè)城鎮(zhèn)、礦業(yè)城鎮(zhèn)、工業(yè)城鎮(zhèn)、旅游城鎮(zhèn)和交通運(yùn)輸城鎮(zhèn)6類，采用熵值法分別計(jì)算6個(gè)類型城鎮(zhèn)反映供熱規(guī)模的綜合得分，得出不同職能類型城鎮(zhèn)供熱規(guī)模差異明顯，但對(duì)于給定職能類型的城鎮(zhèn)，供熱規(guī)模隨時(shí)間相對(duì)變化幅度小，不同個(gè)體間供熱規(guī)模差異較大。
　　其次，本文基于建立的供熱系統(tǒng)宏觀影響因素指標(biāo)體系，建立2種城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷宏觀預(yù)測模型。一種是以單個(gè)城鎮(zhèn)供

4、熱系統(tǒng)負(fù)荷為預(yù)測對(duì)象的基于灰色系統(tǒng)理論（GST）的預(yù)測模型。該模型通過灰色關(guān)聯(lián)度驗(yàn)證、共線性檢驗(yàn)以及逐步回歸分析等，縮減并確定最終的模型解釋變量，并對(duì)解釋變量和因變量分別建立基于灰色系統(tǒng)理論的灰色動(dòng)態(tài) GM(1,1)和GM(1，N+1)模型，通過求解灰色系統(tǒng)預(yù)測狀態(tài)方程，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測。另一種是基于城鎮(zhèn)職能分工不同對(duì)研究城鎮(zhèn)的分類建立的基于Panel Data（PD）的城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測模型。在建立類型城鎮(zhèn)面板數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，

5、經(jīng)變系數(shù)模型、變截距模型和不變系數(shù)模型的選擇，確定適用不同類型城鎮(zhèn)的面板數(shù)據(jù)模型，通過規(guī)劃期解釋變量預(yù)測值的代入實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測。
　　最后，本文對(duì)基于灰色系統(tǒng)理論（GST）的模型和基于Panel Data（PD）的模型從模型解釋變量的選擇、模型預(yù)測精度和預(yù)測結(jié)果等方面進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證模型的合理性同時(shí)，得出灰色系統(tǒng)理論（GST）的模型具有自學(xué)習(xí)性，隨模型構(gòu)建樣本數(shù)據(jù)的更新，調(diào)整模型解釋變量和模型參數(shù)，進(jìn)而更好的對(duì)城鎮(zhèn)供熱

6、系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)預(yù)測；基于Panel Data（PD）的模型可根據(jù)所要研究城鎮(zhèn)（新建或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)缺失城鎮(zhèn)）的特性，將與該城鎮(zhèn)特性相似且統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)完整的城鎮(zhèn)進(jìn)行聚類（如煤礦城市、沿海城市等），給出類型城鎮(zhèn)負(fù)荷的發(fā)展趨勢和波動(dòng)范圍，為該城鎮(zhèn)的規(guī)劃提供依據(jù)，在城鎮(zhèn)解釋變量規(guī)劃數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可提高模型預(yù)測精度。在城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測中，灰色系統(tǒng)理論（GST）的模型和基于Panel Data（PD）的模型配合使用，可更好地為城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測提供幫助。