太原理工大学能源管理和数据分析研究

论文摘要

高校作为社会组织结构的重要成员,同时是能源消耗大户,建筑能耗具有耗能量大、类型繁多、节能潜力巨大等特点,高校节能减排工作的核心所在就是校园建筑节能。构建低碳节约型校园不仅可以促进高校持续发展,也是高校的社会职责所在,同时将为建设资源节约、环境友好型社会起到示范和带动作用。近几年来,全国院校积极响应国家“节能减排”环保政策,开展校园节能减排建设,大多数院校都建设了节约型校园能耗监测平台,但由于对节能监管平台建设的目的理解不同,大部分高校只注重能耗监测,没有将平台应用到校园日常的节能工作中。因此,利用平台报表管理功能统计的数据,研究建筑能耗特性的评估策略以及挖掘出能耗的影响因素进而建立能耗预测模型,将对高校能源供给预测及节能建设有一定的现实意义。本课题主要从以下两方面进行研究。首先,根据报表管理中提供的数据类型创建了高校建筑分类分项能耗的数学模型,规定了各模型的适用范围,基于指标对比的方法,研究建筑能耗特性的评估策略,总结出了评估步骤。该研究以太原理工大学的各类型建筑为评估对象,利用报表管理中统计的数据和已创建的能耗指标数学模型,评价分析具有代表性建筑的能耗特点,结果显示校园中各种建筑的能耗指标差异很大,场馆建筑、食堂餐厅、交流中心等为校园耗能量较高的建筑,具有调查意义。其次,分析能耗影响因素并建立能源消耗预测模型。本文中的建筑能耗量是指维持建筑功能所消耗的能量,主要是指空调、暖气、照明、器械等方面的能耗量。近几年来,随着高校人数的增多,规模的扩建,建筑能耗也相应的越来越大,给环境保护和能源供应带来了很大压力。分析出建筑能耗的影响因素,找到节能关键点,对高校节能是非常有意义的。本文以计算机和数学原理相结合的数理方法为研究手段,针对宿舍楼,分别就建筑高度、建筑层数、建筑面积、使用人数等定量因素对电耗量进行相关性分析,最终确定建筑面积、使用人数对电耗量有一定的正相关性,而使用时间与电耗量成负相关。再根据建筑面积、使用人数、使用时间三个影响因素对电耗量进行回归分析,通过MATLAB的实测研究建立一个比较准确、适用的、具有优化参数的能源消耗量预测模型,本研究旨在提供一个挖掘能耗因素的统计分析方法,结果表明该方法对于挖掘能耗因素和高校制定能源供给计划,预测未来的能源消耗以及创建节约型校园等具有一定帮助。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 高校能源状况
• 1.1.3 课题的研究意义
• 1.2 高校建筑节能国内外研究现状
• 1.2.1 节约型校园国内外发展现状
• 1.2.2 校园建筑能耗评价指标的研究现状
• 1.2.3 建筑能耗预测方法研究
• 1.3 校园能耗监管平台存在的问题
• 1.4 课题研究的主要内容和研究思路
• 1.5 论文的组织结构
• 第二章 校园建筑能耗监测系统
• 2.1 高校校园能耗特点
• 2.2 校园建筑能耗特点
• 2.2.1 校园建筑概况
• 2.2.2 校园公共建筑能耗特点
• 2.3 监测系统功能需求分析
• 2.4 能源监测系统在实际工程中的应用
• 2.4.1 工程概况
• 2.4.2 监测点概况
• 2.5 本章小结
• 第三章 校园节能监管平台功能分析
• 3.1 校园节能监管平台系统构架
• 3.1.1 系统结构
• 3.1.2 数据库系统
• 3.1.3 软件开发工具
• 3.2 节能监管平台功能分析
• 3.2.1 用户权限管理
• 3.2.2 基本信息管理
• 3.2.3 数据采集
• 3.2.4 能耗数据展示
• 3.3 本章小结
• 第四章 建筑能耗指标评价
• 4.1 建筑分类分项能耗概述
• 4.2 能耗评价指标模型的建立
• 4.2.1 建筑总能耗分类指标
• 4.2.2 建筑耗水量指标
• 4.2.3 建筑耗电量指标
• 4.2.4 建筑燃料类能耗指标
• 4.3 能耗评价指标的使用范围
• 4.4 建筑能耗指标评价方法
• 4.5 能耗指标评价案例分析
• 4.5.1 案例简介
• 4.5.2 校园分类建筑能耗分析
• 4.5.3 能耗评价总结
• 4.6 本章小结
• 第五章 校园能耗影响因素分析及预测研究
• 5.1 确定调查对象
• 5.2 确定影响因子
• 5.3 多元线性回归的理论基础
• 5.3.1 多元线性回归的计算模型
• 5.3.2 多元线性回归模型的检验
• 5.4 校园建筑电耗量多元线性回归模型的建立
• 5.4.1 回归模型的建立
• 5.4.2 matlab求解多元线性回归模型
• 5.4.3 模型的检验
• 5.4.4 结论
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文