基于贝叶斯理论的区域建筑冷热负荷预测模型的应用研究

摘要

近年来，区域供能技术的研究和应用逐步兴起。其中，对区域建筑的冷热负荷准确预测是区域能源技术开发及推广的重要基础。本课题组在分析现有的建筑负荷预测方法的基础上，提出一种基于贝叶斯理论的区域建筑冷热负荷预测模型，是专门针对在区域能源规划阶段缺乏详细建筑信息的一种区域建筑冷热负荷预测方法。由于该方法提出后缺少工程实例验证和分析，所以本文将通过对实际案例的分析对此方法的准确性和适用性进行验证与分析。
　　本文首先对基于贝叶斯理论的区域建筑冷热负荷预测模型进行了系统介绍，为了验证该方法在不同气候区的适用性、在不同功能类型的区域建筑的适用性以及在冷负荷和热负荷的预测上是否都一样适用。选择3个案例：案例1—寒冷地区某城市的某住宅小区，案例2—夏热冬冷地区某城市的某学校，案例3—严寒地区某城市的大型综合生活区作为验证案例，采用DesignBuilder能耗模拟软件作为工程模拟软件以及Matlab作为数值计算软件。通过对三个案例基本信息的调研与统计，分别建立各自区域的标准单体建筑，并进行动态负荷的模拟获取逐时/日动态负荷。
　　其次，将得到的各个案例的标准建筑的动态负荷分别作为先验信息，将调查和统计得到的各案例对应地区的其他区域对应逐时/日负荷值作为样本信息，分别将每个案例的先验信息和样本信息代入贝叶斯回归模型，得出各自的后验信息，以此作为各案例的负荷预测因子。将最终得到的修正结果与对应的简单面积叠加法得到的预测结果以及实测负荷值进行对比，并根据建筑负荷预测方法评价指标（逐时/日相对误差、均方根相对误差以及最大误差比）分析各案例的预测精度。
　　通过对三个案例的误差结果的分析和比较，可以证明所提出的预测方法较简单面积叠加法的准确性更高。再由横向比较三个案例的相对精准度，分析得出该方法的适用性：
　　1）对区域建筑的夏季冷负荷和冬季热负荷都是适用的；
　　2）适用于我国各类建筑热工区域的区域建筑负荷预测；
　　3）大多数类型和规模下的区域建筑的负荷预测，都是适用的；
　　4）在样本信息质量越好数量越多的情况下，预测效果越好。

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3本课题的研究目的、方法及内容

第2章 基于贝叶斯理论预测方法

2.1 贝叶斯预测方法介绍

2.2 验证时应用到的动态负荷模拟工具

2.3 验证时应用到的计算工具及编程方法

2.4本章小结

第3章 基于3个案例的贝叶斯预测方法应用

3.1案例1

3.2案例2

3.3案例3

3.4 本章小结

第4章 各案例预测结果与统计学分析

4.1 案例1的预测结果分析

4.2 案例2的预测结果分析

4.3 案例3的预测结果分析

4.3 本章小结

第5章 预测模型的准确性与适用性分析

5.1 预测模型的准确性分析

5.2 预测模型的适用性分析

5.3 本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所参与的项目