专利名称：一种时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于工程应用的供热负荷预报方法。属于供热负荷预报技术领域。
背景技术：
现有供热负荷预报方法多根据天气进行线性预报，其预报精度较低，无法满足供热节能控制的需要；现有的供热调节方式一种是根据天气温度进行调节，属于横向预报，预报精度低，另外一种是根据供热负荷前几个时刻的负荷进行预报，精度也比较低。而且，现有智能供热负荷预报方法，研究针对离线进行的，停留在实验室仿真层面，并且没有给出供热工程节能应用实例，更没有开发供热负荷预报软件，使得理论成果无法应用于实际工程。 总而言之，现有的供热负荷预报方法存在计算复杂、速度慢、精度不高，不适合用于工程上供热负荷预报，因此，亟需一种预报精度高、实时性好的工程预报方法，满足供热工程应用需要。发明内容
本发明为了解决现有的供热负荷预报方法存在计算复杂、速度慢、精度不高，不适合用于工程上供热负荷预报的问题，进而提供了一种时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是时间序列交叉预报按照以下步骤实现首先分别使用时间序列的横向及纵向预报对数据进行预报。使用^le-Walker法的建模理论，以及F定阶准则，确定模型的AR模型。纵向预报选取了采样周期内每天同一时刻的热负荷值，进行建模；横向预报则选取一天内的所有热负荷数据进行预报。然后根据最小平方误差和原则，利用最小二乘法，确定交叉预报的加权系数从而确定热负荷交叉预报模型。本文所采用的交叉预报中横向和纵向所采用的模型类是相同的，但数据源和模型阶是不同的，组合方法采用加权平均法，权值的确定采用最小二乘法确定。
所述时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法是按照以下步骤实现的
步骤一、横向预报将第t天第i时刻的负荷记为Lt(i)，根据横向负荷时间序列， Lt (i)可由第i时刻的前Hl1个时刻的历史负荷预报；
步骤二、纵向预报将第t天第i时刻的负荷记为Lt(i)，根据纵向负荷时间序列， Lt (i)可由第t天之前m2天第i时刻的历史负荷来预报；
步骤三、时间序列交叉预报在横向预报和纵向预报的基础上，将两种预报结合起来，根据最小平方误差和原则，确定交叉预报的加权系数，得到交叉预报模型
yc = f (yH, yv) = kHyH+kvyv(1)
式中ye为交叉预报结果，yH为横向预报结果，yv为纵向预报结果；所述交叉预报的加权系数包括横向预报权数kH和纵向预报权数kv。
本发明的有益效果是
本发明所述的时间序列交叉预报方法是一种高精度的工程预报方法，其可以减少预报的系统误差，较常规工程预报算法具有更高的精度，为节能监控工程应用提供了参考。 而且预报速度快，能够达到预报速度与预报精度的最佳折衷。与横向预报相比，误差平方和降低10%以上。本发明所述的时间序列交叉预报方法，充分挖掘了负荷时间序列自身的信息，仅采用负荷时间序列交叉就可得到较高的预报精度，可以避免引入天气、节假日属性等影响因素，提高预报算法实时性。北方建筑采暖能耗高、比例大，应为建筑节能的重点，而热力站调节是实现供热系统节能的关键之一。根据供热过程的特点和节能控制的要求，对供热系统热力站作实时负荷预报，并以此作节能监控信号。本项发明的时间序列交叉预报方法可直接为供热系统热力站节能控制应用。
图1是本发明的原理示意图。图1是本发明所述的时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法的原理示意图，图2是实施例中的供热系统日平均负荷曲线图，图3是实施例中的热负荷AR⑶模型的纵向预报曲线图，图4是热负荷AR⑶模型的横向预报曲线图，图5 是热负荷ARC3)模型的交叉预报曲线图。
具体实施例方式具体实施方式
一如图1所示，本实施方式所述的一种时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法是按照以下步骤实现的步骤一、横向预报将第t天第i时刻的负荷记为Lt(i)，根据横向负荷时间序列， Lt (i)可由第i时刻的前Hl1个时刻的历史负荷预报；步骤二、纵向预报将第t天第i时刻的负荷记为Lt(i)，根据纵向负荷时间序列， Lt (i)可由第t天之前m2天第i时刻的历史负荷来预报；步骤三、时间序列交叉预报在横向预报和纵向预报的基础上，将两种预报结合起来，根据最小平方误差和原则，确定交叉预报的加权系数，得到交叉预报模型yc = f (yH, yv) = kHyH+kvyv(1)式中ye为交叉预报结果，yH为横向预报结果，yv为纵向预报结果；所述交叉预报的加权系数包括横向预报权数kH和纵向预报权数kv。
具体实施方式
二 本实施方式所述所述横向预报和纵向预报均由AR模型来实现， 利用Yule-Walker法的建模理论以及F定阶准则确定AR模型，具体过程为步骤A、AR模型的描述AR模型就是自回归模型，AR模型的系统函数H(Z)表示为
权利要求
1.一种时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法，其特征在于所述方法是按照以下步骤实现的步骤一、横向预报将第t天第i时刻的负荷记为Lt(i)，根据横向负荷时间序列，Mi) 可由第i时刻的前Hl1个时刻的历史负荷预报；步骤二、纵向预报将第t天第i时刻的负荷记为Lt⑴，根据纵向负荷时间序列山⑴ 可由第t天之前m2天第i时刻的历史负荷来预报；步骤三、时间序列交叉预报在横向预报和纵向预报的基础上，将两种预报结合起来， 根据最小平方误差和原则，确定交叉预报的加权系数，得到交叉预报模型
2.根据权利要求1所述的一种时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法，其特征在于所述横向预报和纵向预报均由AR模型来实现，利用Yule-Walker法的建模理论以及F 定阶准则确定AR模型，具体过程为步骤A、AR模型的描述AR模型就是自回归模型，AR模型的系统函数H(Z)表示为
3.根据权利要求1所述的一种时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法，其特征在于在步骤三中，所述交叉预报的加权系数利用最小二乘法来确定。
全文摘要
一种时间序列交叉的供热负荷预报工程化方法，涉及一种适用于工程应用的供热负荷预报方法。本发明为了解决现有的供热负荷预报方法存在计算复杂、速度慢、精度不高，不适合用于工程上供热负荷预报的问题。主要步骤为首先分别使用时间序列的横向及纵向预报对数据进行预报；纵向预报选取了采样周期内每天同一时刻的热负荷值，进行建模；横向预报则选取一天内的所有热负荷数据进行预报；然后根据最小平方误差和原则，利用最小二乘法，确定交叉预报的加权系数从而确定热负荷交叉预报模型。本发明可以减少预报的系统误差，较常规工程预报算法具有更高的精度，为节能监控工程应用提供了参考。而且预报速度快，能够达到预报速度与预报精度的最佳折衷。
文档编号G06Q50/06GK102509169SQ20111030203
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者于德亮, 张永明, 邓盛川, 陈烈, 齐维贵 申请人:哈尔滨工业大学