灰色拓扑预测改进及其在热负荷预测中的应用

付万元 马广兴、2 张宁

1 内蒙古工业大学土木工程学院

2 内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室

3 内蒙古集宁一中

随着我国现代化进程的加快，使得供暖面积以每年2～3%的速度增长[1]。供暖面积的增长使能源消耗急剧上升。因此，有效地降低建筑采暖能耗已经成为了我国节能工作的重中之重[2]。通过跟踪预测用户热负荷的变化，并制定相应运行控制策略是减少热能浪费的有效途径之一[3-4]。灰色拓扑预测模型因具有对样本数据需求少,收敛速度快，精度高以及便于验算的优点已在交通、天文、能源、农业、经济等众多领域得到广泛应用[5-6]。但是笔者发现灰色拓扑预测在应用中还有不足之处。因此笔者对传统灰色拓扑预测做出了改进，目的是提供一种及时准确的热负荷预测方法，为采暖系统协调运行提供依据。

1 原始数据获取与预处理

本文预测所需的数据有集中供暖系统逐时热负荷及逐时室外温度。具体详细数据来源于呼和浩特市某高校供暖系统。数据采集时间为19/02/01 00:00:00至19/02/13 23:00:00，热负荷值共计312 组，室外温度值共计312 组。这一时间段对应室内温度波动幅度不超过依0.4°C，供热质量较高。因此，采集数据经剔除个别异常值可以用作负荷预测。

1.1 原始数据预处理的重要性

由于预测需要一定量的历史负荷数据，对未来的热负荷进行预测。历史数据的准确与完整程度直接关系到负荷预测的精度，在数据采集过程中由于记录仪器、传输通道、接收仪器等发生故障都可能导致所采集数据异常或缺失。……