廣東某經(jīng)濟(jì)合作區(qū)蒸汽負(fù)荷分析方法

梁晶 韓海燕　柯冬冬

摘要：結(jié)合園區(qū)實(shí)際情況，通過(guò)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，采用回歸分析與時(shí)間序列分析相結(jié)合的原則，對(duì)廣東某經(jīng)濟(jì)合作區(qū)的蒸汽負(fù)荷進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：該方法能客觀地反映出變化特點(diǎn)，從而為熱電聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)合理安排生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：回歸分析法；時(shí)間序列法；蒸汽負(fù)荷分析

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文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2017）10015603

1 引言

廣東某經(jīng)濟(jì)合作區(qū)是珠三角核心區(qū)與粵北聯(lián)系的重要節(jié)點(diǎn)，其規(guī)劃面積36 km2。如統(tǒng)籌考慮周邊在建的其他產(chǎn)業(yè)區(qū)，整個(gè)連片區(qū)域的規(guī)劃控制面積可達(dá)48.7 km2。合作區(qū)實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布局，建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目為園區(qū)供冷及供熱。

蒸汽負(fù)荷的分析確定直接影響著熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是整個(gè)系統(tǒng)工作的重中之重，是一切要素之首。蒸汽負(fù)荷的分析是一個(gè)優(yōu)良供熱工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提，對(duì)蒸汽負(fù)荷的快速準(zhǔn)確分析，不僅關(guān)系到供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和合理性，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保的目的。因此尋求高效準(zhǔn)確的分析方法具有格外重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 蒸汽負(fù)荷分析方法

傳統(tǒng)的方法包括直觀性分析和統(tǒng)計(jì)性分析兩大類。大多數(shù)分析方法都是以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法對(duì)其進(jìn)行處理。根據(jù)數(shù)據(jù)處理方式的不同，蒸汽負(fù)荷分析方式基本可分為：時(shí)間序列法、回歸分析法。

2.1 時(shí)間序列分析法

時(shí)間序列法是將蒸汽負(fù)荷按照一定時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)量[1]，并將實(shí)際負(fù)荷和預(yù)測(cè)負(fù)荷之間的差值看作一個(gè)平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程進(jìn)行分析和處理，其在蒸汽負(fù)荷分析方面得到了廣泛應(yīng)用。Chramcov等運(yùn)用時(shí)間序列法建立了集中供熱系統(tǒng)日需熱量模型，并且分析了室外空氣溫度變化對(duì)模型的影響[2]。周恩澤等采用時(shí)間序列分析法建立了供熱負(fù)荷預(yù)測(cè)模型[3]。

在實(shí)際工程中，由于時(shí)間序列法需要大量的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)分析依據(jù)，但對(duì)于新型工業(yè)園來(lái)說(shuō)，其歷史數(shù)據(jù)相對(duì)缺乏，因此不能單純依靠時(shí)間序列法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.2 回歸分析法

回歸分析方法是通過(guò)找出系統(tǒng)內(nèi)各對(duì)象與影響因素之間的相互關(guān)系，對(duì)各現(xiàn)象進(jìn)行變動(dòng)趨勢(shì)分析，建立回歸模型進(jìn)行分析。Pedersen等以測(cè)量區(qū)域熱負(fù)荷為基礎(chǔ)來(lái)預(yù)測(cè)建筑區(qū)域的熱負(fù)荷，通過(guò)分段線性回歸分析，得到依賴溫度與不依賴溫度的兩部分回歸方程[4]。

回歸方程模型的抽象表達(dá)式一般為：

y=f（S，X）（1）

其中y為模型因變量，S為預(yù)測(cè)模型中的參數(shù)向量，X為模型中的自變量標(biāo)量或向量。該方法是通過(guò)自變量來(lái)預(yù)測(cè)響應(yīng)變量，因此自變量的準(zhǔn)確選取對(duì)分析結(jié)果有至關(guān)重要的作用。

時(shí)間序列分析法和回歸分析法是經(jīng)常用到的定量分析方法，這兩種方法可以相互補(bǔ)充、相輔相成，以一定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同的假設(shè)條件可以有不同的應(yīng)用。分析將以已建成的工業(yè)園區(qū)的負(fù)荷資料對(duì)新建工業(yè)園區(qū)的蒸汽負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3 已建工業(yè)園區(qū)負(fù)荷

廣東某經(jīng)濟(jì)合作區(qū)主要有醫(yī)藥化工、皮革印染、新材料制造等產(chǎn)業(yè)，通過(guò)調(diào)研同類工業(yè)園區(qū)，搜集大量有參考價(jià)值的基礎(chǔ)資料，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類處理和研究，歸納總結(jié)出具有規(guī)律性的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)與所分析工業(yè)園區(qū)實(shí)際情況相結(jié)合，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)措施，得到不同產(chǎn)業(yè)單位蒸汽負(fù)荷量，是一個(gè)行之有效的方法。為避免偶然性和特殊性，提高預(yù)測(cè)工作可靠性，應(yīng)以大量實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。

調(diào)研工作主要針對(duì)經(jīng)濟(jì)合作區(qū)中的同類工業(yè)企業(yè)，內(nèi)容包括企業(yè)名稱、企業(yè)產(chǎn)品、用熱介質(zhì)、用汽參數(shù)（壓力、溫度、流量）、用途、使用時(shí)段（自每年1月1日至12月31日，每天0～24時(shí)）、單位產(chǎn)品能耗、年產(chǎn)量、平均熱負(fù)荷、制冷面積、生產(chǎn)班制、檢修周期、季節(jié)特性等內(nèi)容。

主要調(diào)研了江蘇某經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)和廣東某經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園集中供熱情況等。這兩個(gè)工業(yè)園都是地方工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要載體，起步早、發(fā)展快，配套設(shè)施完備。整個(gè)工作從各園區(qū)熱力中心入手，得到最基本的原始數(shù)據(jù)。

3.1 工業(yè)園區(qū)負(fù)荷蒸汽量調(diào)查

某大型工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)主要是醫(yī)藥、印染、新材料制造業(yè)，其各自負(fù)荷蒸汽曲線如圖1所示。

在做負(fù)荷分析工作時(shí)，將此園區(qū)根據(jù)不同產(chǎn)業(yè)分為幾個(gè)地塊，見(jiàn)表1。

3.2 不同類型企業(yè)的用熱需求情況

（1）印染類產(chǎn)業(yè)調(diào)研了印染類產(chǎn)業(yè)的染織、漂染和印染生產(chǎn)企業(yè)，蒸汽負(fù)荷見(jiàn)表 2。

4 經(jīng)濟(jì)合作區(qū)負(fù)荷分析

本文按照不同產(chǎn)業(yè)分類，采用線性回歸預(yù)測(cè)方法，以每平方公里批租面積為單位對(duì)經(jīng)濟(jì)合作區(qū)的蒸汽負(fù)荷進(jìn)行了分析。以下就以一個(gè)典型的產(chǎn)業(yè)為例，用線性回歸預(yù)測(cè)方法來(lái)進(jìn)行分析。

4.1 印染類產(chǎn)業(yè)區(qū)蒸汽負(fù)荷分析

江蘇某工業(yè)園園區(qū)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)類型主要為印染企業(yè)，所以采用表1和表2的數(shù)據(jù)，采用最小二乘法，以用地面積對(duì)規(guī)劃蒸汽負(fù)荷回歸分析（表3）。

4.2 年運(yùn)行時(shí)數(shù)及同時(shí)使用系數(shù)

對(duì)于工業(yè)園區(qū)，由于其范圍廣、涵蓋企業(yè)眾多，所以同時(shí)使用系數(shù)是個(gè)不可忽略的因素；另外，年運(yùn)行時(shí)數(shù)對(duì)得到最終的熱負(fù)荷值也至關(guān)重要。

4.2.1 年運(yùn)行時(shí)數(shù)

根據(jù)調(diào)研其他工業(yè)園區(qū)內(nèi)各類企業(yè)得出以下結(jié)論。

（1）印染類企業(yè)大部分實(shí)行兩班制，且基本無(wú)單雙休制度。采用每年5500工作小時(shí)。

（2）醫(yī)藥化工類企業(yè)大部分實(shí)行兩班制，且實(shí)行每周雙休日制。采用每年 4000工作小時(shí)。

（3）新材料制造類企業(yè)大部分實(shí)行兩班制，且每周單休日制。采用每年 4500工作小時(shí)。

4.3.3 同時(shí)使用系數(shù)

多數(shù)用戶最大蒸汽負(fù)荷同時(shí)出現(xiàn)的概率不高，根據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊(cè)的推薦值，選取工業(yè)蒸汽負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)為0.80（表4）。

5 結(jié)語(yǔ)

采用回歸分析與時(shí)間序列分析相結(jié)合的原則，聯(lián)系實(shí)際情況，對(duì)廣東某經(jīng)濟(jì)合作區(qū)的熱負(fù)荷進(jìn)行了分析，從而得出經(jīng)濟(jì)合作區(qū)單位面積的規(guī)劃蒸汽負(fù)荷指標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)相似、產(chǎn)業(yè)相近的工業(yè)園區(qū)蒸汽負(fù)荷分析有一定的借鑒參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]

潘紅宇. 時(shí)間序列分析[M ]. 北京： 對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社，2006.

[2]Chramcov B，Dostal P，Balate J.Forecastmodel of heat demand[C]∥ISF：Proceedings of the 28th International Symposium on Forecasting.Hong Kong：ISF，2009.

[3]周恩澤，方修睦.供暖熱水鍋爐房的熱負(fù)荷預(yù)測(cè)[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，33（3）：56～60.

[4]Pedersen L，Stang J，Ulseth R.Load prediction method for heat and electricity demand in buildings for the purpose of planning for mixed energy distribution systems[J].Energy and Buildings，2008，40（7）：1124～1134.