金蕾

熱負(fù)荷就是單位時(shí)間內(nèi)用戶所需要的熱量。熱負(fù)荷是城鎮(zhèn)集中供暖的設(shè)計(jì)和規(guī)劃的重要依據(jù)，同時(shí)也是對城鎮(zhèn)集中供暖經(jīng)濟(jì)分析的最為重要的原始資料。對熱負(fù)荷的預(yù)測就是以每年熱負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以具體的氣候條件為依據(jù)，通過現(xiàn)代科學(xué)的手段在滿足必要的精度范圍內(nèi)對熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，對未來的熱負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，供暖部門以預(yù)測結(jié)果為依據(jù)對供暖的熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到科學(xué)供暖，目的是節(jié)約集中供暖規(guī)程中的能源消耗。

集中供暖的方式在我國的中部和北方地區(qū)比較常見，集中供暖的熱負(fù)荷種類主要以采暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)和生產(chǎn)工藝等熱負(fù)荷為主，由于供暖的各種熱負(fù)荷存在各自不同的性質(zhì)，因此熱負(fù)荷的性質(zhì)存在一定的差異，如有季節(jié)性的熱負(fù)荷和常年性的熱負(fù)荷等，造成對熱負(fù)荷的變化隨機(jī)性很強(qiáng)，是非線性，使對熱負(fù)荷的預(yù)測所使用的方法和模式繁多，首先對熱負(fù)荷的種類進(jìn)行分析。

一、對熱負(fù)荷預(yù)測方法的分類

根據(jù)供暖系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)階段，對熱負(fù)荷預(yù)測可分為兩部分，設(shè)計(jì)階段熱負(fù)荷的預(yù)測和運(yùn)行階段的熱負(fù)荷預(yù)測。設(shè)計(jì)階段的熱負(fù)荷預(yù)測主要是根據(jù)供暖地區(qū)的歷史熱負(fù)荷數(shù)據(jù)和氣候條件，科學(xué)的選擇供暖的方式，供暖的方式?jīng)Q定供暖所使用的能源種類。設(shè)計(jì)階段的熱負(fù)荷預(yù)測十分重要，直接關(guān)系到集中供暖投資、運(yùn)行費(fèi)用和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。運(yùn)行階段的熱負(fù)荷預(yù)測主要是在供暖系統(tǒng)運(yùn)行后，通過對熱負(fù)荷的預(yù)測實(shí)時(shí)對熱源的供應(yīng)量進(jìn)行調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)熱源的動(dòng)態(tài)供需平衡管理和資源的優(yōu)化配置，同時(shí)制定每年的生產(chǎn)計(jì)劃和設(shè)備檢修和保養(yǎng)計(jì)劃，使供暖設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。在我國大力推行節(jié)能、減排大的背景下，對熱負(fù)荷的預(yù)測對提高供熱效率，降低燃料消耗有著重大深遠(yuǎn)的意義。

根據(jù)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行周期，將熱負(fù)荷的預(yù)測分成三個(gè)階段，即：短期熱負(fù)荷預(yù)測、中期熱負(fù)荷預(yù)測和長期熱負(fù)荷預(yù)測。短期熱負(fù)荷預(yù)測是指對未來一天供暖熱負(fù)荷的變化情況進(jìn)行預(yù)測，其目的是通過對未來一天熱負(fù)荷的預(yù)測，對熱源及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，使系統(tǒng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、高效；中期熱負(fù)荷預(yù)測是只對未來一周內(nèi)的熱負(fù)荷變化進(jìn)行預(yù)測，其目的為供熱企業(yè)的今后采購計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備維修、人員配備及財(cái)務(wù)計(jì)劃提供科學(xué)的依據(jù)；長期熱負(fù)荷的預(yù)測是指未來一年內(nèi)的熱負(fù)荷變化情況，其目的是為今后的優(yōu)化運(yùn)行和今后設(shè)計(jì)規(guī)劃提供依據(jù)。根據(jù)以上對熱負(fù)荷各個(gè)階段的預(yù)測可對熱負(fù)荷的方法進(jìn)行如下分類：概算統(tǒng)計(jì)法、時(shí)間序列預(yù)測法、情景預(yù)測法和回歸分析法等。下面介紹幾種城鎮(zhèn)集中供熱負(fù)荷的預(yù)測方法。

二、城鎮(zhèn)集中供暖熱負(fù)荷預(yù)測方法

1.熱負(fù)荷預(yù)測的概算統(tǒng)計(jì)法。一般在對城鎮(zhèn)供暖的設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)人員很難精確的得到某個(gè)區(qū)域熱負(fù)荷歷史統(tǒng)計(jì)資料，因此采用概算統(tǒng)計(jì)法十分可行，具體過程為對供暖區(qū)域的各類熱用戶的熱負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)概算，根據(jù)統(tǒng)計(jì)概算的結(jié)果確定供暖系統(tǒng)的供暖方式，完成設(shè)備選型，采暖系統(tǒng)的概算統(tǒng)計(jì)法分成：面積概算統(tǒng)計(jì)法和體積概算統(tǒng)計(jì)法。面積概算統(tǒng)計(jì)法主要是按照我國《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中所規(guī)定的面積計(jì)算方法，計(jì)算公式為：

Q=qfF

Q-設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。

qf-單位建筑面積熱指標(biāo)（W/（m2）；

F-建筑面積（m2）

例如：樓房體積是已知的，可采用每立方米建筑體積在室內(nèi)外溫差為1°C時(shí)的熱指標(biāo)qv【W(wǎng)/（m3·℃）】

Q=qvV（t2-t1）

V--建筑體積（m3）；

t2--室內(nèi)計(jì)算溫度（°C）；

t1--采暖室外計(jì)算溫度（°C）。

采暖熱指標(biāo)qv和qf的大小與樓房外墻結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、外墻體積、外墻的密閉性或通風(fēng)條件、樓房的類型和外形以及墻窗面積比等很多因素有著直接的關(guān)系，在通常的情況下就是采用概算統(tǒng)計(jì)分析得到，因此概算統(tǒng)計(jì)法主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段對熱負(fù)荷的預(yù)測，同時(shí)也適合長期對熱負(fù)荷的預(yù)測。

2.熱負(fù)荷的時(shí)間序列預(yù)測法。熱負(fù)荷的時(shí)間序列預(yù)測法是一種熱負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)的延伸預(yù)測，也稱歷史數(shù)據(jù)引伸預(yù)測法。具體的操作方法為對之前的熱負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立時(shí)間序列模型，通過時(shí)間序列模型來描述熱負(fù)荷的運(yùn)行規(guī)律，最終確定熱負(fù)荷的預(yù)測的數(shù)學(xué)公式，通過數(shù)學(xué)公式計(jì)算出未來的熱負(fù)荷的需求，歷史數(shù)據(jù)的建立是通過不斷的按照規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行采樣所得，目前建立的模型有自回歸（AR）模型、滑動(dòng)平均（MA）模型等。時(shí)間序列預(yù)測法是通過對大量的歷史熱負(fù)荷的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，因此對供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷的預(yù)測速度快，能夠很真實(shí)的反應(yīng)出熱負(fù)荷的變化規(guī)律（除了特殊氣候的變化），對歷史數(shù)據(jù)的分析結(jié)果和準(zhǔn)確度要求比較高，因此建立模型的過程比較復(fù)雜，同時(shí)沒有考慮到特殊天氣的變化因素，因此只適合城鎮(zhèn)集中供暖短期熱負(fù)荷的預(yù)測。

3.熱負(fù)荷的情景分析預(yù)測法。情景預(yù)測法也稱為情景評估法和前景分析預(yù)測法。它以推測為基礎(chǔ)描述未來熱負(fù)荷的變化，并作出一系列的連續(xù)假設(shè)，對假設(shè)進(jìn)行全面的和連續(xù)的描述，對建筑物內(nèi)的熱負(fù)荷進(jìn)行高度主觀性的描述，也可以對復(fù)雜熱負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，最后以數(shù)據(jù)的形式做情景再現(xiàn)，達(dá)到對供暖的熱負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測的目的。在預(yù)測中將多個(gè)建筑物進(jìn)行組合，確定區(qū)域內(nèi)建筑物的熱負(fù)荷的情景。首先選擇一個(gè)情景，在此時(shí)此刻建筑物內(nèi)的熱負(fù)荷情況是怎樣的，所有個(gè)體建筑物的熱負(fù)荷的情景組成區(qū)域內(nèi)的此時(shí)此刻的建筑物情景，不同時(shí)刻區(qū)域內(nèi)建筑物熱負(fù)荷的情景是不同的，在全日24小時(shí)內(nèi)的就可以得到無數(shù)個(gè)情景。預(yù)測試可以選擇某些關(guān)鍵點(diǎn)，利用模擬軟件計(jì)算出建筑物內(nèi)各點(diǎn)的熱負(fù)荷，最后得到一系列的熱負(fù)荷的數(shù)據(jù)，連接這些點(diǎn)就可以得到一天中建筑物內(nèi)熱負(fù)荷的變化規(guī)律，時(shí)刻選取的越多，得到的熱負(fù)荷曲線越真實(shí)。

情景分析法提供了最可能出現(xiàn)的熱負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，因此屬于高概率性預(yù)測，精度較高，但結(jié)果依賴于各個(gè)熱負(fù)荷的變化規(guī)律，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，預(yù)測偏差將無法估量。

結(jié)束語

在實(shí)際工作中，城鎮(zhèn)集中供熱對熱負(fù)荷的預(yù)測意義重大，它不僅關(guān)系到供暖方式的合理性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也關(guān)系到在今后運(yùn)行過程中的運(yùn)行成本，因此在今后對熱負(fù)荷預(yù)測研究中，通過對熱負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)的大量積累，要向著快速、高精度方向發(fā)展，以便提高預(yù)測的有效性。

參考文件

[1]梁艷，陳文楷，焦洪峰，祁鴻科；供暖系統(tǒng)的混雜自動(dòng)機(jī)建模與模糊控制[J]；電工技術(shù)雜志；2004年04期.

[2]周芮錦；潘毅群；黃治鐘；；時(shí)間序列方法及其在實(shí)際辦公樓能耗預(yù)測中的應(yīng)用[J]；建筑節(jié)能；2012年02期.