[发明专利]一种供暖系统热负荷分层预测方法、存储介质及预测设备

权利要求书

1.一种高层建筑区域供暖系统热负荷分层预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以各个换热站为标志对高层建筑群进行区域划分，以一次换热站、区域内供热管网节点和二次换热站为分界点将系统分为建筑层面、分配管网层面和主管网层面；

S2、确定对热负荷影响大的模型输入变量，根据需求确定模型的输出变量为温度和流量；

S3、将步骤S2所需预测模型定义为矩阵形式的线性模型，根据输入矩阵X对输出矩阵Y进行预测，完成对建筑层面热负荷的预测，并对预测结果进行验证；

S4、使用图论知识和流体动力学三大方程对分配管网和主管网进行物理模型构建；

S5、将步骤S3中预测得到的建筑层面热负荷作为步骤S4中分配管网层面对应的三大方程的狄利克雷边界条件，运用压力耦合方程组的半隐式方法对质量方程和动量方程求解得到流量，再对能量方程求解得到温度，完成对分配管网层面的热负荷预测；

S6、将步骤S5中预测得到的分配管网层面热负荷作为步骤S4中主管网层面对应的三大方程的狄利克雷边界条件，运用压力耦合方程组的半隐式方法对质量方程和动量方程求解得到流量，再对能量方程求解得到温度，完成对主管网层面的热负荷预测。

2.根据权利要求1所述的高层建筑区域供暖系统热负荷分层预测方法，其特征在于，步骤S2中，使用相关性分析方法来讨论影响因素与供热负荷之间的关系，将与供热量有关的影响因素作为变量x，将供热量作为变量y，计算各个影响因素与供热量的相关系数r值，用相关系数确定相关性大小，通过计算显著性水平值，当显著性水平值大于或者等于表中对应的数时，关系为显著，反之则为不显著；确定的模型输入变量包括前一天平均温度T_m,d-1；前一天最低温度T_min,d-1；前一天的最高温度T_max,d-1和当天的平均温度T_m,d；被测量的量包括换热站一次侧的流量G；一次侧入口处的水温T₁；一次侧出口处的水温T₂；二次侧入口处的水温T₄；二次侧出口处的水温T₃和环境温度T_env。

3.根据权利要求2所述的高层建筑区域供暖系统热负荷分层预测方法，其特征在于，相关系数r具体为：

其中，为x和y的协方差，δ_x为x的标准差，δ_y为y的标准差，x为第一个变量，y为第二个变量，为x的平均数，为y的平均数。

4.根据权利要求2所述的高层建筑区域供暖系统热负荷分层预测方法，其特征在于，显著性水平值δ具体为：

其中，n-2为自由度，r为相关系数。

5.根据权利要求1所述的高层建筑区域供暖系统热负荷分层预测方法，其特征在于，步骤S3中，采用预测模型的评价指标平均绝对百分比MAPE误差衡量模型的精确程度，拟合度γ²表示预测结果和实际值的拟合程度，具体为：

其中，y_i为i时实际热负荷，y_i'为i时的预测负荷，n为数据的数量。