合同能源管理中節(jié)能量的計算, 就是要客觀地反映節(jié)能改造與運(yùn)行管理水平提高后所減少的能耗, 反映人的節(jié)能活動所產(chǎn)生的節(jié)能效益。故只應(yīng)當(dāng)反映那些人為因素的作用, 而從能耗中排除那些自然因素的作用, 這樣才能準(zhǔn)確、客觀地對節(jié)能改造后的節(jié)能效果進(jìn)行評估。因此,節(jié)能量的計算應(yīng)采用如下方式。
設(shè)未進(jìn)行節(jié)能改造前的建筑為B0 ,其運(yùn)行的基礎(chǔ)條件為T0 ,圍護(hù)結(jié)構(gòu)為X 0 , 設(shè)備系統(tǒng)為Y 0 ,運(yùn)行管理模式為Z0 ;節(jié)能改造完成后的為BN ,其運(yùn)行的基礎(chǔ)條件為TN ,圍護(hù)結(jié)構(gòu)為X N,設(shè)備系統(tǒng)為Y N ,
運(yùn)行管理模式為ZN。則節(jié)能量為
ΔE =E0-EN （1）
式中ΔE 為節(jié)能量;E0為未進(jìn)行節(jié)能改造的建筑B0 在T N 條件下所產(chǎn)生的建筑能耗；EN 為節(jié)能改造后既有設(shè)備BN 的實際總能耗。 EN 是改造后實際發(fā)生的能耗,可通過實際計量獲得；E0是未改造設(shè)備在節(jié)能改造完成后的基礎(chǔ)條件下的一個能耗理論模擬值。故節(jié)能量計算的關(guān)鍵問題即是計算E0 ,而計算E0 則必須先建立未改造設(shè)備在不同基礎(chǔ)條件下的能耗模型。
1 能耗模型的建立
1.1 能耗的建模工具
設(shè)備能耗系統(tǒng)是多輸入單輸出的非線性系統(tǒng), 難以運(yùn) 用機(jī)理分析或系統(tǒng)辨識的方法獲得足夠精確的數(shù)學(xué)模型。 ANN 具有逼近任意非線性函數(shù)的能力, 為多輸入單輸出的非線性系統(tǒng)提供了一種通用的建模方法。
1.2 樣本參數(shù)的確定
根據(jù)前述分析, ANN 的輸入?yún)?shù)應(yīng)當(dāng)反映自然因素對設(shè)備能耗的影響, 通常包括以下幾種。
歷史年份內(nèi)建筑內(nèi)部人員和使用面積情況、室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)等。
3)歷史年份的能耗數(shù)據(jù)
既有建筑歷史年份的建筑能耗作為輸入數(shù)據(jù)的樣本期望輸出。 如逐月或逐年耗電量、耗氣量(天然氣)、耗油量(主 要為冬季供暖用柴油)等。 該項樣本輸出的數(shù)據(jù)量的多少直 接決定了能耗建模和預(yù)測的準(zhǔn)確性, 故需提供大量的數(shù)據(jù)。 具體采用哪些輸入?yún)?shù), 取決于具體工程受哪些自然 變化因素影響, 而那些未發(fā)生變化的自然因素可不作為輸 入?yún)?shù)。 若建筑內(nèi)有常年運(yùn)行的工藝設(shè)備或高能耗設(shè)備, 如高功 耗電腦、大功率網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等, 該部分設(shè)備產(chǎn)生的建筑能耗 與上述各影響因素均無關(guān)系, 故歷史年份的能耗數(shù)據(jù)應(yīng)盡可 能地剔除掉工藝設(shè)備能耗, 以此建立建筑常規(guī)能耗的模型。
2.1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建立
采用三層反向傳播網(wǎng)絡(luò)建立能耗模型。 求解工具采用 Matlab 的 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 工 具 箱 (neural netw ork too lbox)[ 3] 。 其中, 隱層的傳遞函數(shù)采用正切 Sigmoid 函 數(shù);輸出層采用 Purelin 線性函 數(shù);訓(xùn)練采 用 Levenber g- Marquardt 的優(yōu)化算法(L-M 算法), 該算法在高斯牛頓法 和最速下降法之間進(jìn)行平滑調(diào)和, 避免出現(xiàn)迭代無法計算 的局面, 減少了訓(xùn)練時間, 收斂速度快, 收斂誤差小。