[发明专利]一种基于k-means聚类算法构建供热系统调控目标模型的方法

权利要求书

1.一种基于k-means聚类算法构建供热系统调控目标模型的方法，其特征在于，它包括：

步骤S1，建立供热系统调控的目标模型库；

步骤S2，对接供热系统SCADA系统数据库，获取运行数据，所述运行数据包括热源、热力站运行数据、工况数据、基础信息数据；

步骤S3，基于算法，对步骤S2中的运行数据进行数据清洗，剔除异常数据；

步骤S4，选取调控目标，基于k-means聚类算法，构建供热系统调控的目标模型；

所述步骤S4包括：

选定供热系统的调控目标Gi，根据对应的影响因素Ei数据，选取供热目标模型训练数据的样本集为X，主要流程如下：

S41、划分目标簇树数量：按室外工况进行划分，令总数量为k，k值根据室外工况的最大温度与最小温度的差值决定；

S42、输入工况样本集：X＝[X1,X2,....,Xj,...,Xm]，最大迭代次数为A；

S43、从数据集E中随机选择k个样本作为初始的k个质心向量：μ＝[μ1,μ2,...,μi,...,μk]；

S44、对于a＝1,2,...,A，根据下述步骤确定目标模型簇：

S441、将C初始化为时；

S442、对于i＝1,2...m时，计算样本Xj和各个质心向量μj(j＝1,2,...k)的距离：dij＝||Xi-μj||2，将Xi标记最小的为dij所对应的类别λi；

此时更新

S443、对于j＝1,2....k时，对Ci中所有的样本点重新计算新的质心：

S444、如果所有的质心向量都没有发生变化，则转到步骤S45；

S45、划分出所对应的供热目标模型簇：C＝[C1,C2,...,Ci...,Ck]与对应的质心向量μ＝[μ1,μ2,...,μi,...,μk]，所包括的目标值为：G*i＝[G*1,G*2,...,G*i...,G*k]；

S46、基于目标模型簇，获取下一时刻天气预报信息数据，实现对下一工况数据目标的预测；

令工况数据为Xt，计算与各质心向量的距离并进行目标簇归类Ct，则对应获得该工况下的目标为G*t。

2.根据权利要求1所述的一种基于k-means聚类算法构建供热系统调控目标模型的方法，其特征在于，所述步骤S1中建立供热系统调控的目标模型库包括：

根据不同热力公司的不同控制目标，建立控制目标库，目标库GE＝[G，E]，包括：目标类型G、影响因素E，其中G＝[G1,G2...,Gi,...Gn]，n为目标数量，则Gi所对应的影响因素为：Ei＝[E1i,E2i....,Eji,....,Eni]；具体表示为：

S11、目标类型G1

目标：二次侧供水温度Tgss；

影响因素E1：工况数据U、一级网供水温度Tps、一级网回水温度Tpr、站点流量Qpq、站点面积A、二级网流量Qsq；

S12、目标类型G2

目标：二次侧供回水平均温度Tgsa＝1/2(Tss+Tsr)；

影响因素E2：工况数据U、一级网供水温度Tps、一级网回水温度Tpr、站点流量Qpq、站点面积A；

S13、目标类型G3

目标：二次侧回水温度Tgsr；

影响因素E3：工况数据U、一级网供水温度Tps、一级网回水温度Tpr、站点流量Qpq、站点面积A、二级网流量Qsq；

S14、目标类型G4

目标：阀门开度Kgs；

影响因素E4：热源侧供水温度Tss，供水流量Qs、供水压力Pss，回水压力Psr、工况数据U、一级网供水温度Tps、一级网回水温度Tpr、站点流量Qpq、一级网供水压力P站点面积A、二级网供水温度Tss、二级网回水温度Tsr、二级网流量Qsq、一级网供水压力Pps、一级网回水压力Ppr、阀门开度Ksh；

S15、目标类型G5

目标：站点流量Qgsq；

影响因素E5：工况数据U、一级网供水温度Tps、一级网回水温度Tpr、站点流量Qpq、站点面积A、二级网流量Qsq；

所述工况数据U包括室外天气温度To、湿度S、风速v、光照Z和辐射W。