辦公建筑內(nèi)部負(fù)荷擾量特性分析與疊加機(jī)理研究

由于傳統(tǒng)建筑負(fù)荷的設(shè)計(jì)計(jì)算依賴于面積指標(biāo)的估算方法，沒(méi)有考慮建筑內(nèi)部負(fù)荷擾量的隨機(jī)性特征，從而導(dǎo)致空調(diào)設(shè)備的體量普遍存在因選型偏大而帶來(lái)的運(yùn)行能效偏低的問(wèn)題。本課題針對(duì)采用空調(diào)系統(tǒng)的辦公建筑，從人員、設(shè)備、燈具等建筑內(nèi)部的負(fù)荷擾量角度出發(fā)，建立了描述內(nèi)部負(fù)荷擾量的參數(shù)指標(biāo)和數(shù)學(xué)分布，形成了內(nèi)擾負(fù)荷隨機(jī)變化特性的數(shù)學(xué)描述方法。在影響建筑負(fù)荷的多個(gè)影響因素中，通過(guò)主成分聚類(lèi)分析的方法，確定了辦公建筑內(nèi)以人員為代表的室內(nèi)熱源對(duì)建筑負(fù)荷的影響占主導(dǎo)作用，該類(lèi)負(fù)荷的時(shí)變性顯現(xiàn)出“雙峰分布”的特點(diǎn)。據(jù)此以時(shí)間為自變量建立了人員負(fù)荷、設(shè)備負(fù)荷和燈具負(fù)荷的分段回歸式?；趯?duì)室內(nèi)人員、設(shè)備數(shù)量的調(diào)研與統(tǒng)計(jì)，提出了人員在室率的指標(biāo)，建立了馬爾科夫轉(zhuǎn)移矩陣的數(shù)學(xué)模型對(duì)人員、設(shè)備負(fù)荷變化的隨機(jī)性特點(diǎn)進(jìn)行描述。本課題基于隨機(jī)方法建立了以人員在室率為核心的一系列數(shù)學(xué)描寫(xiě)構(gòu)建起的內(nèi)擾直接能耗預(yù)測(cè)模型和內(nèi)部負(fù)荷擾量疊加模型，可使辦公設(shè)備引起的直接能耗預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際耗電量的平均誤差率控制在5%以內(nèi)，可使辦公建筑的設(shè)計(jì)冷負(fù)荷與實(shí)測(cè)最大供冷量之間的誤差控制在10%以內(nèi)，有效提高了辦公能耗預(yù)測(cè)和辦公建筑負(fù)荷設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。 2100433B

由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不適用于描述建筑內(nèi)部負(fù)荷的隨機(jī)性特點(diǎn)，故對(duì)內(nèi)部負(fù)荷擾量特性分析和疊加機(jī)理進(jìn)行研究，可改變?cè)O(shè)計(jì)負(fù)荷普遍偏大的現(xiàn)狀，提高建筑能源系統(tǒng)運(yùn)行效率，具有重要意義。本課題通過(guò)對(duì)辦公建筑能耗的敏感性分析，確定內(nèi)部負(fù)荷的影響因素；基于時(shí)間和空間的熱量平衡關(guān)系，建立針對(duì)建筑內(nèi)部負(fù)荷擾量變化規(guī)律的評(píng)價(jià)指標(biāo)；結(jié)合對(duì)調(diào)研建筑樣本的統(tǒng)計(jì)，研究負(fù)荷擾量的特征參數(shù)；建立描述內(nèi)部負(fù)荷隨機(jī)性的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用隨機(jī)數(shù)學(xué)的求解方法，探索負(fù)荷變量出現(xiàn)和變化規(guī)律；依照內(nèi)部負(fù)荷因素的關(guān)聯(lián)性，采用可靠性分析方法，揭示內(nèi)部負(fù)荷的疊加機(jī)理。本課題將形成分析辦公建筑內(nèi)部負(fù)荷的基礎(chǔ)理論和負(fù)荷設(shè)計(jì)方法，為進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)理念提供理論依據(jù)。

電壓閃變是供電系統(tǒng)主要的電能質(zhì)量污染之一，國(guó)標(biāo)《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》(GBl2326-2000)只規(guī)定了閃變的限值和測(cè)試方法，已有的研究集中于電壓信號(hào)分析、閃變值計(jì)算和檢測(cè)裝置等方面，尚未見(jiàn)干擾負(fù)荷的危害評(píng)估及干擾定位的應(yīng)用報(bào)道。閃變通常被認(rèn)為是一系列正弦信號(hào)對(duì)基波電壓的調(diào)制作用，但實(shí)際電網(wǎng)中卻大量存在著非平穩(wěn)性的閃變現(xiàn)象，這種數(shù)學(xué)模型的局限性限制了閃變機(jī)理的深入分析；絕大多數(shù)研究工作也僅研究電壓信號(hào)，忽視了干擾負(fù)荷的運(yùn)行特性分析；目前尚未能夠衡量負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)的閃變干擾強(qiáng)度，也無(wú)法在有背景閃變干擾的情況下搜索存在的干擾負(fù)荷、比較負(fù)荷干擾的大小，這些都限制了閃變治理工作的有效開(kāi)展。本項(xiàng)目擬使用小波分析提取干擾負(fù)荷電壓、電流中包含的非平穩(wěn)特征量，研究閃變干擾負(fù)荷的運(yùn)行特性，定義背景干擾和負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度，獲得閃變干擾源搜索定位的工程方法，具有很好的工程實(shí)用價(jià)值。 2100433B

負(fù)荷特性是指電力負(fù)荷從電力系統(tǒng)的電源吸取的有功功率和無(wú)功功率隨負(fù)荷端點(diǎn)的電壓及系統(tǒng)頻率變化而改變的規(guī)律。

電力負(fù)荷是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它作為電能的消耗者對(duì)電力系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與控制有著重要影響。人們提出了大量的負(fù)荷模型，包括靜態(tài)負(fù)荷模型、機(jī)理動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型、非機(jī)理動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型。同時(shí)，也不斷積累了不少實(shí)測(cè)參數(shù)。建立一個(gè)負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠很方便地對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行各種查詢以及調(diào)用，便于從一個(gè)整體、長(zhǎng)期的范圍來(lái)對(duì)負(fù)荷特性進(jìn)行比較、分析、綜合和應(yīng)用。

從負(fù)荷建模系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求而言，該負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)必須安全可靠并且易于使用，要求提供大容量的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，支持大容量的數(shù)據(jù)調(diào)用且迅速，另外，在與其它數(shù)據(jù)庫(kù)的連接、操作系統(tǒng)的適應(yīng)上應(yīng)該更具有廣泛性。鑒于此，該軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)分別是用Visual Basic 6.0和SQL Server來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研制的。Visual Basic是一個(gè)可視化、面向?qū)ο蟮目焖賾?yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具，具有強(qiáng)大的圖形、圖像處理功能，擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。SQL Server有著很好的易用性、可伸縮性和可靠性等等，這種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能夠滿足各種類(lèi)型的企業(yè)客戶和獨(dú)立軟件供應(yīng)商構(gòu)建應(yīng)用程序的需要。在江蘇電網(wǎng)以及河南電網(wǎng)的負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和應(yīng)用項(xiàng)目中，通過(guò)實(shí)踐證明，該負(fù)荷特性數(shù)據(jù)庫(kù)能夠滿足工程要求 。

為了進(jìn)一步加深對(duì)負(fù)荷特性的了解，摸清各地區(qū)負(fù)荷特性的現(xiàn)狀，把握負(fù)荷特性變化的規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)家電力公司組織各網(wǎng)省電為公司全面、系統(tǒng)收集有關(guān)負(fù)荷特性資料，同對(duì)選取華東、漸江、湖北、四川四個(gè)電網(wǎng)和北京、上海、南京、福州、蘭州、長(zhǎng)沙、南寧、大連等八個(gè)城市進(jìn)行負(fù)荷特性的調(diào)研分析試點(diǎn)工作。在此基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)負(fù)荷特性進(jìn)行了全面的分析和預(yù)測(cè)。本書(shū)是對(duì)以上工作成果的系統(tǒng)綜合。

本書(shū)是我國(guó)第一本有關(guān)負(fù)荷特性的權(quán)威書(shū)籍，具有極高實(shí)用性和指導(dǎo)性。本書(shū)可作為各電力企業(yè)市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)、規(guī)劃計(jì)劃和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等方面工作者的主要工具書(shū)和參考書(shū)，也可作為各研究部門(mén)和高等院校師生的主要工具書(shū)和參考書(shū)。