JP3160693B2 - Heat load prediction device - Google Patents

Heat load prediction device

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JP3160693B2
JP3160693B2 JP14592094A JP14592094A JP3160693B2 JP 3160693 B2 JP3160693 B2 JP 3160693B2 JP 14592094 A JP14592094 A JP 14592094A JP 14592094 A JP14592094 A JP 14592094A JP 3160693 B2 JP3160693 B2 JP 3160693B2
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outside air
load
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prediction model
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治喜 小田根
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日本電気エンジニアリング株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、必要な要因データを入
力して予測データを作成し出力する予測データ作成シス
テムを用い、熱供給設備に対する熱負荷を予測する熱負
荷予測装置に関し、特に、より簡単に素早く最適な予測
データを求める予測データ作成システムを用いた熱負荷
予測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat load estimating apparatus for estimating a heat load on a heat supply equipment using a prediction data generating system for generating and outputting predicted data by inputting necessary factor data. The present invention relates to a heat load prediction device using a prediction data creation system for easily and quickly obtaining optimum prediction data.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、熱負荷予測装置は、空気調和に
使用される熱供給設備が出力する熱量を熱負荷として予
測する装置である。ここで、熱供給設備とは、ビルディ
ング、家屋、または公共施設等の建物の内部に設置され
る空気調和設備に熱を供給する設備であり、供給する熱
の発生には、電気、ガス等を動力源とする冷凍機、冷温
水発生機等の熱発生機器が用いられる。
2. Description of the Related Art Generally, a heat load prediction device is a device for predicting, as a heat load, the amount of heat output from a heat supply facility used for air conditioning. Here, the heat supply facility is a facility that supplies heat to an air conditioner installed inside a building such as a building, a house, or a public facility. A heat generating device such as a refrigerator or a cold / hot water generator as a power source is used.

【0003】また、この種の熱発生機器としては、水な
どの蓄熱効果の高い流体を満たした蓄熱槽を持つ場合も
あり、この様に、蓄熱槽を用いた場合、発生した熱を蓄
熱槽に蓄積し、蓄積した熱を熱消費が発生したときに放
出する。蓄熱槽を用いた場合、この蓄熱槽に、昼間に使
用する熱を夜間に蓄積して、熱発生機器の容量を軽減で
きるので、初期投資を削減することが出来る。
[0003] Further, this type of heat generating device may include a heat storage tank filled with a fluid having a high heat storage effect such as water, and when the heat storage tank is used, the generated heat is stored in the heat storage tank. And releases the accumulated heat when heat consumption occurs. When a heat storage tank is used, heat used during the day can be stored in the heat storage tank at night, and the capacity of the heat generating device can be reduced, so that the initial investment can be reduced.

【0004】更に、電気を動力源とし、且つ、蓄熱槽を
有する熱発生機器は、「1993年4月 電気設備学会
誌 P347〜P350」に記載されているように、設
備ユーザにとって安価な夜間電力を使用して運用コスト
が削減出来る。また、電力会社にとって、電力負荷の平
準化を図ることが出来る等のメリットがある。
Further, as described in “April 1993, Journal of Electrical Installations, P347-P350”, inexpensive night-time power is used for heat-generating equipment that uses electricity as a power source and has a heat storage tank. The operation cost can be reduced by using. In addition, there is an advantage for the electric power company that the electric power load can be leveled.

【0005】蓄熱槽に蓄える熱量は、建築物が消費する
将来における熱量を予測して決定され、この予測値に従
って熱発生機器は運転される。使用熱量の予測は、天
気、月日、建物内部に蓄積される熱量、曜日の変化によ
る建物の使用状況等の変動による負荷の変動要因が多
く、的確な予測用モデルを作成することが困難なため、
変動要因を基に運用者の経験によって行われていた。運
用者の経験による予測は無人運転を実現出来ない。
The amount of heat stored in the heat storage tank is determined by predicting the amount of heat to be consumed by the building in the future, and the heat generating device is operated according to the predicted value. In the prediction of the amount of heat used, there are many factors that change the load due to changes in the usage of the building due to changes in the weather, month, day, amount of heat accumulated inside the building, and changes in the day of the week, making it difficult to create an accurate prediction model. For,
This was done based on the experience of the operator based on the fluctuation factors. The prediction based on the operator's experience cannot realize unmanned driving.

【0006】このため、最近、この種の予測データ作成
システムを用いた熱負荷予測装置では、特開平4−15
441号公報に記載されているように、ニューラルネッ
トワークモデルのような自己組織化モデルを用いて、精
度よく推定し、効率の向上及び無人化を図っている。
For this reason, recently, a thermal load predicting apparatus using this kind of predictive data creating system is disclosed in
As described in Japanese Patent Publication No. 441, a self-organizing model such as a neural network model is used to perform accurate estimation, thereby improving efficiency and unmanning.

【0007】ニューラルネットワークの構造は、予想デ
ータ、月日、計測データ、現在時刻等の要因データを入
力層のニューロンとし、且つ、各予測データを出力層の
ニューロンとしている。また、入力層と出力層との間に
中間層のニューロンをもつ3層のニューラルネットワー
クが構成されている。
The structure of the neural network is such that predictive data, date, measurement data, current time, and other factor data are used as neurons in the input layer, and each predicted data is used as a neuron in the output layer. Further, a three-layer neural network having an intermediate-layer neuron between the input layer and the output layer is configured.

【0008】より詳細に述べると、図5に示されるよう
に、データ記憶部21は現在制御され稼働している熱発
生機器の熱供給設備に対する熱負荷検出データを熱負荷
実績として記憶する。データ入力部22には、熱負荷変
動の要因データとなる天候、気温、曜日等が、人手によ
って、入力される。パターン分類部23は、データ記憶
部21に記憶された熱負荷実績データと、データ入力部
22に入力された熱負荷を変動させる要因データの気象
実績および曜日情報とを取出し、これらのデータに基い
て、熱負荷パターンを特定するための特徴を定義し、且
つ、この特徴により熱負荷パターンを分類する。
[0010] More specifically, as shown in FIG. 5, the data storage unit 21 stores heat load detection data for the heat supply equipment of the currently controlled and operating heat generating equipment as the actual heat load. The data input unit 22 is manually input with the weather, temperature, day of the week, and the like as the factor data of the heat load fluctuation. The pattern classification unit 23 extracts the actual heat load data stored in the data storage unit 21 and the actual weather data and day of the week data of the factor data that fluctuates the heat load input to the data input unit 22, and based on these data, Then, a feature for specifying the heat load pattern is defined, and the heat load pattern is classified based on the feature.

【0009】熱負荷パターンの変化の特徴は、1時間毎
1日分のパターンに関する(昼間、夜間)特徴と、最高
気温、最低気温、天候等、当日を含む3日間に関する気
象実績と、曜日に関する情報とによって定義されてい
る。この特徴により分類された熱負荷パターン毎に、時
間単位の実績を日量の実績の割合で表現された熱負荷パ
ターンを平均し、各分類毎の代表パターンとしている。
[0009] The characteristics of the change in the heat load pattern are the characteristics relating to the pattern for one day every hour (daytime and nighttime), the actual weather for three days including the current day such as the maximum temperature, the minimum temperature, the weather, etc., and the day of the week. Defined by the information. For each heat load pattern classified according to this feature, the result in time unit is averaged over the heat load pattern expressed by the ratio of the result in daily amount, and is used as a representative pattern for each classification.

【0010】予測モデル作成部24は、パターン分類部
23で分類された熱負荷パターン、および気象、曜日に
関するパターンを取出し、これらパターンに基いて、予
測モデル25を学習する。予測モデル25は過去の気象
データおよび曜日を入力とし、熱負荷パターンを出力す
るニューラルネットワークの重み係数を学習することに
より作成される。この学習の結果得られた重み係数が、
予測モデル25として記憶される。
The prediction model creation unit 24 extracts the heat load pattern classified by the pattern classification unit 23 and the patterns related to weather and day of the week, and learns the prediction model 25 based on these patterns. The prediction model 25 is created by inputting past weather data and day of the week, and learning a weight coefficient of a neural network that outputs a heat load pattern. The weighting factor obtained as a result of this learning is
It is stored as the prediction model 25.

【0011】ニューラルネットワークの各層、各ニュー
ロン間の重み係数の学習は、ネットワークの調整が出力
層から入力層へ逆伝播していくバックプロパゲーション
法を使用して行っている。
The learning of the weight coefficient between each layer and each neuron of the neural network is performed by using a back propagation method in which the adjustment of the network is back-propagated from the output layer to the input layer.

【0012】パターン予測部26は、データ入力部22
に入力された要因データのうち、所望の予測時期、この
例では翌日、の気象予報を取出し、予測モデル25に記
憶された重み係数を用い、ニューラルネットワークモデ
ルに従って出力層の各ニューロン(パターン)の値を演
算する。この出力層の各ニューロンの値の最大値を示す
パターンが、翌日の熱負荷予測パターンとして選択され
る。
The pattern predicting section 26 includes a data input section 22
Out of the factor data input to the prediction forecast 25, in this example, the weather forecast of the next day is taken out, and the weighting factors stored in the prediction model 25 are used, and the respective neurons (patterns) of the output layer are obtained according to the neural network model. Calculate the value. The pattern indicating the maximum value of each neuron in the output layer is selected as the heat load prediction pattern for the next day.

【0013】 この結果、毎日24時間分の単位で翌日
のパターンが正確に求められる。
As a result, the pattern for the next day is accurately obtained in units of 24 hours every day.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の予測デ
ータ作成システムを用いた熱負荷予測装置は、稼働中の
熱供給設備の熱負荷実績を検出した熱負荷検出データお
よび過去の3日間の実績データに基づいて、パターン分
類し、予測モデルを作成する構造をもっている。このパ
ターン分類は1日24時間分の単位で翌日分が一括して
形成されており、更に、予測負荷量も、パターン分類に
基づいて1日分の熱負荷パターンとして一括で予測して
いる。このため、一時刻毎の予測負荷と実績負荷との誤
差が当日の他時刻の予測負荷量の算出に反映されず、実
績の急激な変化に、即時には対応出来ないという問題点
がある。
SUMMARY OF THE INVENTION A thermal load predicting apparatus using the above-described conventional predictive data creating system includes a thermal load detection data for detecting a thermal load performance of a heat supply facility in operation and a past three days of performance data. It has a structure to classify patterns based on data and create a prediction model. In this pattern classification, the next day is collectively formed in units of 24 hours a day, and the predicted load is also predicted as a heat load pattern for one day based on the pattern classification. For this reason, there is a problem that an error between the predicted load and the actual load at each time is not reflected in the calculation of the predicted load amount at another time of the day, and it is not possible to immediately respond to a sudden change in the actual result.

【0015】また、24時間以内の気象実績の急激な変
化を受入れ、パターン分類し、且つ、予測モデルを作成
するとしても、特殊パターンになるため、予測モデルの
作成に、ニューラルネットワークの重み係数の多くの繰
返し学習が必要となる。この結果、最適な予測モデルの
作成に多大の時間を要し、熱供給設備への対処が間に合
わない恐れがあるという問題点がある。
Further, even if a sudden change in the actual weather data within 24 hours is accepted, the pattern is classified, and a prediction model is created, the prediction model becomes a special pattern. Many repetitive learnings are required. As a result, there is a problem that it takes a lot of time to create an optimal prediction model, and there is a possibility that the measures for the heat supply facility cannot be made in time.

【0016】本発明の課題は、ニューラルネットワーク
を使用し、最適な予測用モデルが短時間で作成でき、実
績の急激な変化にも短時間で対応出来る予測データ作成
システムおよびこのシステムを用いた熱負荷予測装置を
提供することである。
An object of the present invention is to provide a prediction data creation system capable of creating an optimal prediction model in a short time by using a neural network and responding to a rapid change in results in a short time, and a heat generation system using this system. A load prediction device is provided.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明による予測データ
作成システムは、要因データを入力して予測データを作
成し出力する予測データ作成システムにおいて、予め作
成される予測モデルと、前記要因データを入力し一時保
存する入力部と、当該入力部から受ける要因データを前
記予測モデルに適用してニューラルネットワークモデル
から予測データを作成し出力する予測部と、当該予測部
から受ける予測データに前記入力部から取出した要因を
加えニューラルネットワークの重み係数を演算して予測
モデルを作成し当該予測モデルを前記予測モデルに代替
する予測モデル作成部とを備えている。また、、前記予
測モデル作成部が、一定時間内の教師信号として過去の
実績値と予測値とを用いている。
According to the present invention, there is provided a predictive data creating system for inputting factor data, creating and outputting predictive data, comprising: a predictive model created in advance; An input unit for temporarily storing, a prediction unit for creating and outputting prediction data from a neural network model by applying the factor data received from the input unit to the prediction model, and a prediction data received from the prediction unit from the input unit. A prediction model creation unit that creates a prediction model by calculating a weighting factor of the neural network by adding the extracted factor and substitutes the prediction model for the prediction model. Further, the prediction model creation unit uses the past actual value and the predicted value as the teacher signal within a certain time.

【0018】本発明による熱負荷予測装置は、熱供給設
備に対する熱負荷を予測する熱負荷予測装置において、
予め作成される外気予測モデルと、計測された外気温度
及び外気湿度、並びに、予測時間に対して予想する天
気、最高気温、最低気温を含む変動要因データを入力
し、保存する外気入力部と、当該外気入力部から受ける
変動要因データを前記外気予測モデルに適用してニュー
ラルネットワークモデルから外気温度及び外気湿度とい
う予測データを作成して出力する外気予測部と、当該外
気予測部から受ける外気温度及び外気湿度という予測デ
ータに前記外気入力部から取出した要因データを加えニ
ューラルネットワークの重み係数を演算して外気予測モ
デルを作成し当該外気予測モデルを前記外気予測モデル
に代替する外気予測モデル作成部と、予め作成され受取
った負荷予測モデルと、計測された負荷熱量、並びに、
予測時間に対して予想する天気、及び前記外気予測部か
ら受ける予測データの外気温度及び外気湿度を含む変動
要因データを入力し保存する負荷入力部と、当該負荷入
力部から受ける変動要因データを前記負荷予測モデルに
適用してニューラルネットワークモデルから負荷熱量と
いう予測データを作成して出力する負荷予測部と、当該
負荷予測部から受ける負荷熱量という予測データに前記
負荷入力部から取出した要因データを加えニューラルネ
ットワークの重み係数を演算して負荷予測モデルを作成
し当該負荷予測モデルを前記負荷予測モデルに代替する
負荷予測モデル作成部とを備えている。また、外気予測
モデル作成部及び負荷予測モデル作成部が、一定時間内
の教師信号として過去の実績値と予測値とを用いてい
る。
A heat load prediction device according to the present invention is a heat load prediction device for predicting a heat load on a heat supply facility,
An outside air prediction model, which is created in advance, and a measured outside air temperature and outside air humidity, and a predicted weather, a maximum temperature, and a fluctuation factor data including a minimum temperature for the prediction time, and an outside air input unit for saving, An outside air prediction unit that applies the variation factor data received from the outside air input unit to the outside air prediction model to create and output prediction data of outside air temperature and outside air humidity from a neural network model, and outputs the outside air temperature and the outside air temperature received from the outside air prediction unit. An outside air prediction model creating unit that adds factor data extracted from the outside air input unit to the outside air humidity prediction data, calculates a weight coefficient of the neural network, creates an outside air prediction model, and substitutes the outside air prediction model for the outside air prediction model. , A load prediction model created and received in advance, and the measured load calorie,
A load input unit for inputting and storing the weather to be predicted for the prediction time, and the fluctuation factor data including the outside air temperature and the outside air humidity of the prediction data received from the outside air prediction unit, and the fluctuation factor data received from the load input unit. A load prediction unit that creates and outputs prediction data called load heat from a neural network model by applying the load prediction model, and adds the factor data extracted from the load input unit to the prediction data called load heat received from the load prediction unit. A load prediction model generation unit that calculates a weight coefficient of the neural network to generate a load prediction model, and substitutes the load prediction model for the load prediction model. The outside air prediction model creation unit and the load prediction model creation unit use past actual values and predicted values as teacher signals within a certain period of time.

【0019】[0019]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の一実施例を示す機能ブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of the present invention.

【0021】図1では、2組の予測データ作成システム
が使用されている。第一の予測データ作成システムは、
外気予測ブロック9であり、要因データ11により学習
演算して予測外気温度・予測外気湿度12を求めて出力
している。第二の予測データ作成システムは、負荷予測
ブロック10であり、予測外気温度・予測外気湿度12
および要因データ13の両者により学習演算し、最終目
的の予測負荷を求めて出力している。
In FIG. 1, two sets of prediction data creation systems are used. The first forecast data creation system is
The outside air prediction block 9 performs a learning operation based on the factor data 11 to obtain and output a predicted outside air temperature and a predicted outside air humidity 12. The second prediction data creation system is a load prediction block 10 that includes a predicted outside air temperature and a predicted outside air humidity 12.
The learning calculation is performed using both the data and the factor data 13 to obtain and output the predicted load of the final purpose.

【0022】本発明においても、ニューラルネットワー
クを使用して予測データを求めている。例えば、図2
(A)および図3(A)に示すように、ニューラルネッ
トワークの構造は、予想データ、月日、計測データ、現
在時刻を含む要因データを入力層のニューロンとし、且
つ、各予測データを出力層のニューロンとしている。ま
た、ニューラルネットワークは入力層と出力層との間に
中間層のニューロンをもつ3層構造を成している。
Also in the present invention, the prediction data is obtained by using a neural network. For example, FIG.
As shown in FIG. 3A and FIG. 3A, the structure of the neural network is such that factor data including prediction data, date, measurement data, and current time is used as a neuron of an input layer, and each prediction data is used as an output layer. Of neurons. The neural network has a three-layer structure having an intermediate layer neuron between an input layer and an output layer.

【0023】まず、第一の予測データ作成システム、即
ち、図1に示される予測外気温度・予測外気湿度12を
求める部分の外気予測ブロック9について説明する。
First, the first prediction data creation system, that is, the outside air prediction block 9 for calculating the predicted outside air temperature and predicted outside air humidity 12 shown in FIG. 1 will be described.

【0024】モデル作成用の要因データ11を入力する
外気入力部1は、受けた要因データ11を、外気予測用
データとして記憶保存する。要因データ11は、予測デ
ータである外気温度・外気湿度の変動要因データとな
る、外気温度・外気湿度、予想天気、予想最高外気温
度、および予想最低外気温度を一時間周期に収集し、こ
の収集したデータに収集した期日および時間を付して、
過去24時間分が、保存されている。外気温度は温度セ
ンサー等により計測され、現在の外気湿度は湿度センサ
ー等により計測される。現在の予想天気、予想最高気
温、および予想最低気温は天気予報配給会社等から提供
される。
The outside air input unit 1 for inputting the factor data 11 for model creation stores the received factor data 11 as outside air prediction data. The factor data 11 collects the outside temperature / outside humidity, the expected weather, the expected maximum outside temperature, and the expected minimum outside temperature in one-hour cycles, which are the variation data of the outside temperature / outside humidity which is the prediction data. With the date and time of collection of the collected data,
The past 24 hours are saved. The outside air temperature is measured by a temperature sensor or the like, and the current outside air humidity is measured by a humidity sensor or the like. The current forecast weather, the expected maximum temperature, and the expected minimum temperature are provided by a weather forecast distribution company or the like.

【0025】外気予測部2は、外気入力部1から取出し
た要因データ11に基いて予め実験等を行い、最適な予
想値が得られるように構成したニューラルネットワーク
と、予め作成された外気予測モデル3のデータとから、
一時間毎にニューラルネットワークの調整が入力層から
出力層へ伝播するフォワードプロパゲーション法によ
り、その間の予測外気温度および予測外気湿度を得て、
出力する。この得られた予測外気温度・予測外気湿度は
24時間分の予測データとして保存される。
The outside air prediction unit 2 performs an experiment or the like in advance based on the factor data 11 taken out from the outside air input unit 1 to obtain an optimum predicted value. From the data of 3,
By the forward propagation method in which the adjustment of the neural network propagates from the input layer to the output layer every hour, the predicted outside air temperature and the predicted outside air humidity during that time are obtained,
Output. The obtained predicted outside air temperature and predicted outside air humidity are stored as prediction data for 24 hours.

【0026】外気予測モデル3は、外気予測モデル作成
部4が、外気入力部1に保存中の外気温度・外気湿度等
の変動要因データと、外気予測部2が出力する予測外気
温度・予測外気湿度とから、ニューラルネットワークの
調整が出力層から入力層へ伝播するバックプロパゲーシ
ョン法により、作成される。
The outside air prediction model 3 is composed of the outside air prediction model creator 4, which stores variation factor data such as the outside air temperature and the outside air humidity stored in the outside air input section 1 and the predicted outside air temperature and predicted outside air output from the outside air prediction section 2. From the humidity, the neural network adjustment is created by a back propagation method in which the output layer propagates from the output layer to the input layer.

【0027】外気予測モデル作成部4は、例えば23時
台の現在、過ぎ去った22時、または1時間前に予測さ
れた23時から翌日22時までの予測外気温度・予測外
気湿度と23時から現在までの外気温度・外気湿度とを
教師信号として、予測に使用した予想天気、予想最高気
温、予想最低気温、月日、予測時点での現在外気温度・
現在外気湿度、および現在時間に、入力層のこれらに対
応するデータが一致するように、1時間周期でバックプ
ロパゲーション法により、外気予測モデルを変更してい
く。
The outside air prediction model creating unit 4 calculates the predicted outside air temperature / predicted outside air humidity from 23:00, which is, for example, 23:00 at the present time, 22:00 passed, or 2 hours predicted one hour before to 22:00 the next day. The predicted weather, predicted maximum temperature, predicted minimum temperature, month and day, and the current outdoor temperature /
The outside air prediction model is changed by the back propagation method every hour so that the data corresponding to the current outside air humidity and the current time in the input layer match.

【0028】図2(A)には、外気予測部2におけるニ
ューラルネットワークの構造図を示し、また、図2
(B)には、外気予測部2における予測結果が示されて
いる。
FIG. 2A shows a structural diagram of a neural network in the outside air prediction unit 2.
(B) shows a prediction result in the outside air prediction unit 2.

【0029】図示されるように、一方の入力層のニュー
ロンには、変動要因データとして、「空気調和・衛生設
備の基礎 牧野彰一他共著 彰国社刊 P9〜P26」
に記載されている通り、天気の変化に対して影響する要
因が採用されている。図示される要因データは、予測の
対象となる期日の予想天気、天気に影響を及ぼす最高気
温および最低気温の予想値、天気に影響を及ぼす月日、
フォワードプロパゲーション法により出力される予測外
気温度および予測外気湿度の基準値となる現在計測中の
外気温度および外気湿度、並びに、現在時刻を含んでい
る。
As shown in the figure, the neurons in one input layer are provided with fluctuation factor data as "variable factor data on air conditioning and sanitary equipment, Shoichi Makino, et al., Co-authored by Shokokusha P9-P26".
As described in the above, factors affecting the change in weather are adopted. The illustrated factor data includes the expected weather on the due date to be forecast, the predicted maximum and minimum temperatures that affect the weather, the date and time that affects the weather,
It includes the outside air temperature and the outside air humidity currently being measured, which are reference values of the predicted outside air temperature and the predicted outside air humidity output by the forward propagation method, and the current time.

【0030】他方の出力層のニューロンには、1時間毎
の予測外気温度および予測外気湿度が列挙されている。
The neurons in the other output layer list the predicted outside air temperature and the predicted outside air humidity every hour.

【0031】予測データは、例えば、図示されるよう
に、23時から翌日22時までの間で、予測外気温度が
山なりの曲線を描いており、また、予測外気湿度が谷を
もつ曲線を描いている。
For example, as shown in the drawing, the predicted data shows a curve with a predicted outside air temperature peak between 23:00 and 22:00 the next day, and a curve with a predicted outside air humidity having a valley. I'm drawing.

【0032】次に、再度、図1に戻り、第二の予測デー
タ作成システム、即ち、図1に示される予測負荷14を
求める部分の負荷予測ブロック10について説明する。
各ブロックの動作機能は前述の第一の予測データ作成シ
ステムの外気予測ブロック9と同様である。
Next, returning to FIG. 1, the second prediction data creation system, that is, the load prediction block 10 for calculating the predicted load 14 shown in FIG. 1 will be described.
The operation function of each block is the same as that of the outside air prediction block 9 of the first prediction data creation system described above.

【0033】負荷入力部5は、要因データ13と、外気
予測部2から出力された予測外気温度・予測外気湿度1
2とを入力し、負荷予測用データおよび負荷予測モデル
作成用データとして記憶保存する。要因データ13は予
想天気、月日、曜日、現在までの2次側負荷を含む予測
負荷に対する変動要因データである。
The load input unit 5 receives the factor data 13 and the predicted outside air temperature and predicted outside air humidity 1 output from the outside air prediction unit 2.
2 is input and stored as load prediction data and load prediction model creation data. The factor data 13 is variation factor data for the predicted load including the predicted weather, the date, the day of the week, and the secondary load up to the present.

【0034】負荷予測部6は、負荷入力部5からの変動
要因データと、予め作成された負荷予測モデル7とか
ら、フォワードプロパゲーション法により、24時間分
の2次側の予測負荷を算出する。
The load predicting unit 6 calculates a secondary-side predicted load for 24 hours from the fluctuation factor data from the load input unit 5 and the load prediction model 7 created in advance by the forward propagation method. .

【0035】負荷予測部6に入力する変動要因データ
は、「空気調和設備 吉村武他共著彰国社刊 P7〜P
30」に記載されている通り、天気、外気温度・外気湿
度、等の気象条件の変動による要因と、人体および照明
・OA機器等が発生する熱に関する要因との影響が大き
いとされている。このため、要因データには、予測対象
となる日の予想天気、予測対象となる時刻の予測外気温
度・外気湿度、人体および照明・OA機器等が発生する
熱の変動要因となる部屋の使用状況を間接的に表わす曜
日、時間、および月日、並びに、フォワードプロパゲー
ション法によって出力される予測負荷の基準値となる現
在負荷熱量が採用されている。
The fluctuation factor data input to the load prediction unit 6 is described in “Air Conditioning Equipment Takeshi Yoshimura et al.
As described in “30”, it is said that factors due to fluctuations in weather conditions such as weather, outside air temperature and outside air humidity, and factors related to heat generated by the human body and lighting and OA equipment are large. For this reason, the factor data includes the predicted weather on the day to be predicted, the predicted outside air temperature / outside humidity at the predicted time, and the usage status of the room which is a factor of the fluctuation of the heat generated by the human body and the lighting / OA equipment. Is indirectly expressed, and the current load calorific value, which is a reference value of the predicted load output by the forward propagation method, is adopted.

【0036】尚、空調方式によっては、冷房、暖房を同
時に実現しなければならない場合があり、冷房を必要と
する冷水負荷と暖房を必要とする温水負荷とは、同じ変
動要因も負荷に対する影響力が異なるため、それぞれ独
立した予測モデルを作成して使用する。
Depending on the air-conditioning system, cooling and heating may need to be realized at the same time, and the same factors of variation affect the load as the cold water load requiring cooling and the hot water load requiring heating. Therefore, independent prediction models are created and used.

【0037】負荷予測モデル7は、負荷予測モデル作成
部8が、負荷入力部5から取出した2次側負荷の変動要
因データと、負荷予測部6から出力した2次側の予測負
荷とから、バックプロパゲーション法により、作成され
る。
The load prediction model 7 is obtained by the load prediction model creator 8 based on the secondary factor fluctuation factor data extracted from the load input unit 5 and the secondary predicted load output from the load prediction unit 6. It is created by the back propagation method.

【0038】図3(A)には、負荷予測部6におけるニ
ューラルネットワークの構造図を示し、また、図3
(B)には、負荷予測部6における予測結果が示され
る。
FIG. 3A shows a structural diagram of the neural network in the load predicting section 6.
(B) shows a prediction result in the load prediction unit 6.

【0039】図示されるように、入力層のニューロンに
は、変動要因データとして前述した、予想天気、予測外
気温度、予測外気湿度、月日、曜日、計測負荷、および
現在時刻を列挙し、出力層のニューロンには、1時間毎
の予測負荷を列挙している。
As shown in the figure, the expected weather, the predicted outside air temperature, the predicted outside air humidity, the month, the day, the day of the week, the measured load, and the current time are listed as the fluctuation factor data in the input layer neurons. In the neurons of the layer, the predicted loads for each hour are listed.

【0040】予測結果は、図示する例では、予測冷水負
荷が日中で大きくなり、予測温水負荷が日中で小さくな
ることを示している。
The prediction results show that, in the example shown, the predicted cold water load increases during the day and the predicted hot water load decreases during the day.

【0041】図4は予測モデルの作成に使用する算出負
荷予測と教師信号との関係を示す遷移図であり、1時間
目(A)、数時間目(B)、及び24時間目(C)を示
している。図示されるように、1時間毎に予測モデルの
作成を行う場合、既に実績値がある時刻に対してのモデ
ルが作成出来、例えば、数時間目の実績値が1時間目の
実績値から掛離れたような異常気象時に、その1時間後
には異常気象に則した予測を行うことが出来る。
FIG. 4 is a transition diagram showing the relationship between the calculated load prediction used for creating the prediction model and the teacher signal. The first hour (A), the several hours (B), and the 24th hour (C). Is shown. As shown in the figure, when the prediction model is created every hour, a model can be created for a time at which there is already an actual value. For example, the actual value of several hours is multiplied by the actual value of the first hour. At the time of abnormal weather such as when away, an hour later, prediction according to the abnormal weather can be performed.

【0042】以上説明したように、本実施例は、出力す
る予測データの変動要因データを要因データとして入力
して保存し、この要因データと予め作成された予測モデ
ルとを参照して予測データを予測する予測データ作成シ
ステムを、気象条件に大きく影響を受ける外気温度・外
気湿度の予測を行う外気予測ブロックと、要因データに
この予測外気温度・予測外気湿度を加えて、建物設備お
よび人体密度に影響する負荷の予測を行う負荷予測ブロ
ックとを別々に備え、変動パターンの相違するデータを
別個に処理して演算の簡略化を図っている。
As described above, in this embodiment, the fluctuation factor data of the prediction data to be output is input and stored as the factor data, and the prediction data is referred to by referring to the factor data and a previously created prediction model. The forecast data creation system is used to create an outside air prediction block that forecasts the outside temperature and outside humidity that are greatly affected by weather conditions, and adds the predicted outside temperature and predicted outside air humidity to the factor data to determine the building equipment and human body density. A load prediction block for predicting the load to be affected is separately provided, and data having different fluctuation patterns are separately processed to simplify the calculation.

【0043】また、各予測データ作成システムは、予測
結果を即時、予測モデル作成部の要因データとして入力
しているので、予測の周期を短くした状態で、即時に供
給設備へ予測データを出力出来る。
Further, since each prediction data creation system inputs the prediction result immediately as the factor data of the prediction model creation section, the prediction data can be immediately output to the supply equipment with the prediction cycle shortened. .

【0044】本実施例による予測データ作成システムを
用いた熱負荷予測装置を、機能ブロックで図示して説明
したが、機能ブロックは別の構成でもよく、また、予
測、計測、演算等の周期、および保存データ等の数量も
別の数量に設定してもよい。
Although the thermal load predicting apparatus using the predictive data creating system according to the present embodiment has been described with reference to functional blocks, the functional blocks may have another configuration. Also, the quantity of stored data and the like may be set to another quantity.

【0045】本発明は、上記機能を満たすものであれ
ば、ブロック構成および数量において、上記説明により
限定されるものではない。
The present invention is not limited by the above description in terms of block configuration and quantity as long as the above functions are satisfied.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、予
測モデルが、システムの出力である予測データと、この
予測データを変動させる要因データとを用いて作成され
る構成を有し、予測周期に対して短時間で予測データを
出力することが出来る。この結果、一時刻毎の予測デー
タと実績データとの誤差が当日の他時刻の予測データの
演算に反映でき、実績の急激な変化に、短時間で対応出
来る。
As described above, according to the present invention, the prediction model has a configuration in which the prediction model is created using the prediction data which is the output of the system and the factor data which fluctuates the prediction data. The prediction data can be output in a short time with respect to the cycle. As a result, an error between the prediction data at each time and the actual data can be reflected in the calculation of the prediction data at another time of the day, and a rapid change in the actual performance can be dealt with in a short time.

【0047】 また、システムが、気象条件に大きく影
響を受ける外気温度・外気湿度を予測する部分と、要因
データにこの予測外気温度・予測外気湿度を加えて、建
物設備および人体密度に影響する負荷を予測する部分と
の、二組を備え、変動パターンの相違するデータを別個
に演算処理する構成を有している。このため、個別の最
適な予測モデルの作成が、簡単で済み、短時間で出来
る。
Further, the system predicts the outside air temperature and the outside air humidity which are greatly affected by the weather conditions, and adds the predicted outside air temperature and the predicted outside air humidity to the factor data to load the building equipment and the human body density. And a part for estimating the data, and has a configuration in which data having different fluctuation patterns are separately processed. For this reason, creation of an individual optimal prediction model is simple and can be performed in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す機能ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a functional block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の外気予測部におけるニューラルネットワ
ークの一例を示す構造図(A)、及び、予測結果図
(B)である。
FIG. 2 is a structural diagram (A) showing an example of a neural network in an outside air prediction unit of FIG. 1, and a prediction result diagram (B).

【図3】図1の負荷予測部におけるニューラルネットワ
ークの一例を示す構造図(A)、及び、予測結果図
(B)である。
3 is a structural diagram (A) showing an example of a neural network in a load prediction unit in FIG. 1, and a prediction result diagram (B).

【図4】図1での予測モデルの作成に使用する算出負荷
予測と教師信号との関係を示す遷移図である。
FIG. 4 is a transition diagram showing a relationship between a calculated load prediction used for creating the prediction model in FIG. 1 and a teacher signal.

【図5】従来の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram showing an example of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外気入力部 2 外気予測部 3 外気予測モデル 4 外気予測モデル作成部 5 負荷入力部 6 負荷予測部 7 負荷予測モデル 8 負荷予測モデル作成部 9 外気予測ブロック 10 負荷予測ブロック 11、13 要因データ 12 予測外気温度・予測外気湿度 14 予測負荷 REFERENCE SIGNS LIST 1 outside air input unit 2 outside air prediction unit 3 outside air prediction model 4 outside air prediction model creation unit 5 load input unit 6 load prediction unit 7 load prediction model 8 load prediction model creation unit 9 outside air prediction block 10 load prediction block 11, 13 factor data 12 Predicted outside air temperature and predicted outside air humidity 14 Predicted load

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−102908(JP,A) 特開 平4−15441(JP,A) 特開 平4−58188(JP,A) 特開 平8−100940(JP,A) 特開 平6−313605(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 G05B 13/02 L G06F 15/18 550 Continuation of front page (56) References JP-A-6-102908 (JP, A) JP-A-4-15441 (JP, A) JP-A-4-58188 (JP, A) JP-A-8-100940 (JP) (A) JP-A-6-313605 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F24F 11/02 G05B 13/02 L G06F 15/18 550

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】熱供給設備に対する熱負荷を予測する熱負
荷予測装置において、予め作成される外気予測モデル
と、計測された外気温度及び外気湿度、並びに、予測時
間に対して予想する天気、最高気温、最低気温を含む変
動要因データを入力し、保存する外気入力部と、当該外
気入力部から受ける変動要因データを前記外気予測モデ
ルに適用してニューラルネットワークモデルから外気温
度及び外気湿度という予測データを作成して出力する外
気予測部と、当該外気予測部から受ける外気温度及び外
気湿度という予測データに前記外気入力部から取出した
要因データを加えニューラルネットワークの重み係数を
演算して外気予測モデルを作成し当該外気予測モデルを
前記外気予測モデルに代替する外気予測モデル作成部
と、予め作成され受取った負荷予測モデルと、計測され
た負荷熱量、並びに、予測時間に対して予想する天気、
及び前記外気予測部から受ける予測データの外気温度及
び外気湿度を含む変動要因データを入力し保存する負荷
入力部と、当該負荷入力部から受ける変動要因データを
前記負荷予測モデルに適用してニューラルネットワーク
モデルから負荷熱量という予測データを作成して出力す
る負荷予測部と、当該負荷予測部から受ける負荷熱量と
いう予測データに前記負荷入力部から取出した要因デー
タを加えニューラルネットワークの重み係数を演算して
負荷予測モデルを作成し当該負荷予測モデルを前記負荷
予測モデルに代替する負荷予測モデル作成部とを備える
ことを特徴とする熱負荷予測装置。
1. A heat load predicting apparatus for predicting a heat load on a heat supply facility, comprising: an outside air prediction model prepared in advance; a measured outside air temperature and outside air humidity; Temperature, inputting and storing fluctuation factor data including the minimum temperature, and predicting data such as outside temperature and outside humidity from a neural network model by applying the fluctuation factor data received from the outside air input unit to the outside air prediction model. The outside air prediction unit that creates and outputs the outside air prediction model by adding the factor data extracted from the outside air input unit to the prediction data of the outside air temperature and the outside air humidity received from the outside air prediction unit and calculating the weight coefficient of the neural network. An outside air prediction model creation unit that creates and substitutes the outside air prediction model with the outside air prediction model; A load prediction model, measured heat load, and, weather to predict the prediction time,
A load input unit for inputting and storing fluctuation factor data including the outside air temperature and the outside air humidity of the prediction data received from the outside air prediction unit, and applying the fluctuation factor data received from the load input unit to the load prediction model, A load prediction unit that creates and outputs prediction data of load heat from the model, and calculates the weighting factor of the neural network by adding the factor data extracted from the load input unit to the prediction data of load heat received from the load prediction unit. A heat load prediction device, comprising: a load prediction model generation unit that generates a load prediction model and replaces the load prediction model with the load prediction model.
【請求項2】請求項1において、外気予測モデル作成部
及び負荷予測モデル作成部が、一定時間内の教師信号と
して過去の実績値と予測値とを用いることを特徴とする
熱負荷予測装置。
2. The thermal load predicting device according to claim 1, wherein the outside air predictive model generating unit and the load predictive model generating unit use past actual values and predicted values as teacher signals within a predetermined time.
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