《辦公建筑電力能耗特征研究》9700字（論文）

辦公建筑電力能耗特征研究目錄TOC\o"1-2"\h\u28690辦公建筑電力能耗特征研究 1149621辦公建筑電力能耗系統(tǒng)研究 1164991.1辦公建筑電力能耗拆分 197931.2辦公建筑設備運行策略 2224871.3辦公建筑電力能耗占比特征 4314271.4辦公建筑電力能耗線路組成特征 522752電力能耗數(shù)據(jù)準備 6245842.1數(shù)據(jù)收集 6254682.2數(shù)據(jù)異常值處理 6220573辦公建筑電力能耗特征研究 7327593.1人員行為特征 7210573.2時間序列特征 7114423.3影響因素 10102724基于歷史數(shù)據(jù)特征的辦公建筑能耗分類 11229184.1基于歷史數(shù)據(jù)特征的辦公建筑能耗分類原則 11200854.2案例分析 121辦公建筑電力能耗系統(tǒng)研究1.1辦公建筑電力能耗拆分辦公建筑電力能耗系統(tǒng)具有集中管理的組織特點，可以對總能耗數(shù)據(jù)和分項數(shù)據(jù)進行實時采集、監(jiān)視、存儲等功能，實現(xiàn)建筑輔助管理，進一步提升建筑的使用效率和節(jié)能水平。辦公建筑能耗拆分以可比性和易用性為基本原則，功能上還需兼顧完備性。住房和城鄉(xiāng)建設部2008年頒布的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑分項能耗數(shù)據(jù)采集技術導則》[59]建筑能耗分類模型如表2-1所示，該模型對用電能耗按照一級子項和二級子項進行分類，但是未給出各子項的具體分類原則和包含內容。建筑能耗拆分類別一級子項二級子項總電力能耗空調用能末端用能冷站用能熱站用能照明插座用電照明和插座用電走廊和應急照明用電室外景觀照明用電動力用電電梯用電水泵用電通風機用電特殊用電信息中心、洗衣房、廚房、游泳池等在此基礎上結合可比性、易用性和完備性，王鑫[60]提出了如圖2-1所示的辦公建筑具體電力能耗拆分方法。該分類模型主要包含：暖通空調、一般照明插座設備、一般動力設備、特殊功能設備4大類，并對每類設備的具體原則和設備類型進行了說明。辦公建筑具有公區(qū)、租區(qū)和商區(qū)三種業(yè)態(tài)，管理運維者對建筑商區(qū)和租區(qū)等獨立付費線路的關注遠度遠遠低于公區(qū)照明系統(tǒng)、集中暖通空調系統(tǒng)、信息中心等公共線路。1.2辦公建筑設備運行策略辦公建筑設備運行策略作為影響建筑電力能耗的主要因素，其與建筑內設備類型和管理方式高度相關。建筑電力消耗設備根據(jù)運行模式可以分為：定頻設備和變頻設備，其中自動變頻設備控制原理一般為溫差控制或壓差控制，部份變頻設備還可以根據(jù)需求手動設置設備運行頻率。張琦等人[61]從辦公建筑所處地域和辦公建筑使用類型兩方面考慮，對我國南北方典型城市中的55幢辦公建筑（其中，北京42幢、廣州5幢、深圳8幢）進行建筑設備運行模式的調研可以得到如表2-2、表2-3所示的辦公建筑主要設備類型及運維管理人員運行方式調研結果。表2-2辦公建筑主要設備類型調研設備名稱設備類型占比冷凍水泵變頻51%定頻49%冷卻水泵變頻39%定頻61%冷卻塔定頻78%分高低檔6%變頻16%新風機組變頻16%定頻84%表2-3辦公建筑主要設備運行方式調研設備名稱運行方式占比冷凍水泵固定運行臺數(shù)55%一機對一泵37%根據(jù)冷機開啟臺數(shù)確定但不一定8%冷卻水泵固定運行臺數(shù)53%一機對一泵33%根據(jù)冷機開啟臺數(shù)確定但不一定13%新風機組全年運行方式從來不開40%四季都開40%春秋季開，冬夏季不開10%冬夏季開，春秋季不開3%夏季開，其他時間不開5%其他3%新風機組夏季逐日運行方式24h10%定時開關71%間歇運行19%照明控制公共區(qū)域、辦公區(qū)域照明統(tǒng)一控制0%公共區(qū)域統(tǒng)一控制、辦公區(qū)域隨機87%不同統(tǒng)一控制13%公共區(qū)域照明控制方式全天開啟4%全天關閉7%定時開，定時關64%燈具智能控制20%其他4%通過表2-2和表2-3可以對辦公常見設備類型和設備一般控制和運行方式進一步的總結得到表2-4。表2-4辦公建筑設備一般運行策略類別主要運行設備運行模式運行調節(jié)依據(jù)：主要影響因素暖通設備冷水機組手動開關根據(jù)氣溫靈活調節(jié)：室外溫度（變頻）冷凍水泵冷水機組聯(lián)動控制聯(lián)動時間程序控制：溫度、壓力控制（變頻/定頻）冷卻塔手動開關根據(jù)回水溫度：回水溫度（變頻/定頻）冷卻水泵冷卻塔關聯(lián)運行聯(lián)動時間程序控制：溫度、壓力控制（變頻/定頻）空調機組時間程序控制運行周期：工作日工作時間/全新風（變頻/定頻）新風機組時間程序控制季節(jié)調節(jié)：定時開關（變頻）照明插座室內插座用戶特征室內照明手動開關室外照明時間程序控制隨季節(jié)調整開關時間公區(qū)照明時間程序控制隨時間段調整開關時間衛(wèi)生間照明手動開關控制常開電梯升降電梯自動運行無人時停使且照明自動關斷自動扶梯自動運行無人搭乘停駛或慢性給排水給排水系統(tǒng)24h運行其他動力其他動力系統(tǒng)24h運行信息中心信息中心24h運行信息中心空調24h運行1.3辦公建筑電力能耗占比特征根據(jù)1.1節(jié)建筑能耗拆分方法可以對辦公建筑各線路進行實地調研整理，按照暖通空調、一般照明插座設備、一般動力設備、特殊功能設備4大類進行二次整合，對每類能耗占比進行分析確定建筑主要耗能分項及其內部設備占比。辦公建筑租區(qū)全年使用時間約為200~250天，平均每日設備運行時間為11小時，設備全年運行時間約為2200~2750小時。根據(jù)對北京市甲級辦公建筑的調查，辦公建筑單位建筑面積全年用電平均約為150~200kWh，以其中一棟建筑為例各分項能耗全年占比均值如圖2-2所示，空調系統(tǒng)分項耗電量占比如圖2-3所示[34]。如圖2-2所示，空調系統(tǒng)占比為37%，照明和辦公設備占比分別為28%和22%，其他能耗（除電梯外的一般動力能耗和特殊用電）占比為10%，電梯分項能耗占比為3%。如圖2-3所示，在全年占比最大的空調系統(tǒng)中，冷凍機占總耗電量的30%，由于該辦公建筑采用變風量系統(tǒng)，空調箱風機占比約為45.3%，冷泵和冷卻塔能耗占比合計為15.5%，而采暖泵電耗約為9.2%。根據(jù)研究人員的實際調研[34]和模擬[62]，可以得到一般辦公建筑中空調系統(tǒng)和照明系統(tǒng)為總能耗占比的第一、二位。1.4辦公建筑電力能耗線路組成特征辦公建筑在設計階段依據(jù)設計圖紙和建筑需求進行電氣設計，對各低壓配電箱引出線路所帶的負載進行規(guī)劃設計并預留部份空白線路，便于根據(jù)建筑后期需求進行電氣線路持續(xù)的增添修改。但是，現(xiàn)階段辦公建筑電力線路實際運行階段存在兩個問題：一方面由于施工、運行階段的不穩(wěn)定因素，線路實際連接設備可能與原始設計不符；另一方面，由于辦公建筑用電設備數(shù)量遠大于建筑電氣線路數(shù)量，無法保證線路與設備一一對應或者一條線路只連接同一種設備，極易出現(xiàn)線路設備混雜的現(xiàn)象。實現(xiàn)電力能耗遠程監(jiān)控一般需要對線路安裝遠程電表，由于該設備費用較高，對于多線路設備一般不單獨安裝，在使用建筑能耗監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)時還需要對線路設備連接情況進行了解。因此，依據(jù)建筑原始電氣設計接口建立的建筑能源監(jiān)測平臺單一線路所連設備出現(xiàn)的7種模式如表2-5所示：表2-5能耗線路組成類型序號能耗線路組成類型1單一定頻2單一變頻3同類定頻4同類變頻5定-定頻線路6定-變頻線路7變-變頻線路綜上所述，通過對建筑管理者關心的電力能耗線路及重點設備的運行方式進行分析說明，進一步明確辦公建筑能耗監(jiān)控平臺電力用能的基本情況。并且可知辦公建筑電力線路“純”度較低，部份線路所連設備組合比較復雜，尤其對于多設備線路尤其是不宜進行二次拆分的變-變頻設備，無法直接根據(jù)設備特性和指標對能耗異常進行有效判斷。因此，利用各線路歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)其用能規(guī)律并進行診斷十分的有意義。2電力能耗數(shù)據(jù)準備2.1數(shù)據(jù)收集計算機、通信、自動化等技術的發(fā)展促進了建筑行業(yè)向智能化、自動化方向的轉型。隨著樓宇智能化和自動化程度的提升，以樓宇自控系統(tǒng)為代表的適應各種智能化應用場景的各類樓宇實時監(jiān)視、控制系統(tǒng)（如機房群控、照明監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)等）不斷涌現(xiàn)。電力監(jiān)控平臺是一種主要針對建筑的電力能源消費建筑能耗監(jiān)測平臺。電力監(jiān)控平臺利用遠傳電表實現(xiàn)對建筑電力線路的監(jiān)控，為建筑供配電網(wǎng)絡和用電設備提供24h不間斷的保護和監(jiān)控，提高供配電可靠性和自動化水平。電力監(jiān)控平臺可以提供電力網(wǎng)絡仿真、可視化建筑電力網(wǎng)絡運行、監(jiān)測電力網(wǎng)絡系統(tǒng)性故障，實現(xiàn)供配電無人值守。電力監(jiān)控平臺通過數(shù)據(jù)采集箱采集各電表的電力數(shù)據(jù)，同時電力監(jiān)控平臺提供Web監(jiān)控和管理平臺。電力監(jiān)控Web平臺具備友好的人機界面，能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關的分合閘狀態(tài)，接地刀閘狀態(tài)及相關故障、告警信號，實時顯示在系統(tǒng)界面中。電力監(jiān)控平臺的建立實現(xiàn)了建筑內的電力消耗在線實時監(jiān)控，其數(shù)據(jù)庫中存儲了大量的建筑分項電力能耗數(shù)據(jù)，為本文研究提出的基于實際建筑能耗數(shù)據(jù)的異常診斷提供了廣泛的數(shù)據(jù)來源。但是，電力監(jiān)控平臺只能監(jiān)控電表所在線路的設備或設備組電力能耗數(shù)據(jù)，而非單一設備的電力監(jiān)控。因此，如何利用能耗自身特性實現(xiàn)異常診斷是本文研究的重點內容之一。2.2數(shù)據(jù)異常值處理電力能耗監(jiān)控平臺具有數(shù)據(jù)遠傳功能，因此易受到數(shù)據(jù)采集、存儲等環(huán)節(jié)的影響，造成數(shù)據(jù)與真實值不符。其異常數(shù)據(jù)的種類如表2-6所示，主要包括：（1）數(shù)據(jù)缺失；（2）數(shù)據(jù)突變；（3）數(shù)據(jù)隱性異常；（4）數(shù)據(jù)傳輸異常。表2-6電力監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)異常及特征數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)特征異常數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)缺失無數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)突變數(shù)據(jù)過大或過小，不能反映真實情況數(shù)據(jù)隱性異常數(shù)據(jù)不符合用能設備實際運行特點數(shù)據(jù)傳輸異常設備掉線（數(shù)據(jù)沖突），數(shù)據(jù)不能反映真實情況其中，數(shù)據(jù)缺失值主要由傳感器故障或者信號傳輸錯誤引起，顯示為空值，一般處理方法包括插補法、刪除法、建模法等[63]。數(shù)據(jù)傳輸異常一般由通信沖突導致，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)出現(xiàn)長期恒值或錯誤代碼值，如“0”、“999”等。而數(shù)據(jù)突變和數(shù)據(jù)隱性異常與數(shù)據(jù)的運行狀態(tài)緊密相關，異常值的判斷和處理方法層出不窮，常見的方法包括箱線圖法、基于距離的聚類法、機器學習的方法等；常見的異常值處理方法有刪除法、常量替換法、插補法和建模分析法[64]。本文將根據(jù)被處理對象的數(shù)據(jù)特征選擇不同的數(shù)據(jù)異常值判斷方法。3辦公建筑電力能耗特征研究3.1人員行為特征辦公建筑人員行為具有明確的周期性，且與時間具有強相關性。一般辦公建筑工況根據(jù)工作日和休息日類型劃分為工作日工況和非工作日工況，星期一至星期五為工作日，星期六、星期日為非工作日，除此之外法定節(jié)假日一般也為非工作日工況。在兩種工況之間的設備運行情況一般具有較大的差異，非工作日工況電力能耗往往低于工作日工況，形成電力能耗波谷，同時設備運行情況也有所不同。因此兩工況之間不進行比較，在各自工況內進行比較。同時，辦公建筑內人員具有相對固定的上下班時間，設備運行也具有周期性特征，一般工作時間開啟、非工作時間關閉。如圖2-5所示，通過某建筑2019年7月1日-7月7日的建筑總能耗、冷水機組能耗和辦公區(qū)域升降電梯三類能耗分析，建筑能耗在一個自然周內逐日能耗分為工作日和非工作日兩種工況，每日逐時能耗可以根據(jù)上下班時間分為工作時間（08:00-19:00）和非工作時間（19:00-08:00）。3.2時間序列特征3.1時間序列平穩(wěn)性分析建筑電力能耗數(shù)據(jù)是典型的時間序列，時間序列對于平穩(wěn)性的定義有兩種一種為嚴平穩(wěn)時間序列，另一種為寬平穩(wěn)時間序列。對于嚴平穩(wěn)時間序列，時間序列的行為（統(tǒng)計學分布）不隨時間的變化而變化；對于寬平穩(wěn)時間序列，時間序列在低階（一階、二階）情況下不隨時間的變化而變化，兩者沒有確定的包含關系。本文利用建筑電力能耗數(shù)據(jù)的時間序列特征進行研究，而不利用其統(tǒng)計學特征對其進行建模，不涉及后續(xù)的時間序列穩(wěn)定性轉化。本文采用自相關性（ACF）、偏自相關性（PACF）和ADF-KPSS聯(lián)合檢驗對建筑時間序列平穩(wěn)性特征進行可視化和定量的分析。ACF描述了一個觀測值和另一個觀測值之間的自相關，包括直接和間接的相關性信息；PACF是部分自相關函數(shù)或者偏自相關函數(shù)，可以實現(xiàn)時間序列的平穩(wěn)性的可視化檢驗。ADF檢驗通過確定時間序列中單位根的存在性判斷序列是否平穩(wěn)，ADF檢驗原假設為序列有一個單根，存在單根則序列平穩(wěn)或差分平穩(wěn)。ADF檢驗假設一個時間序列Y滿足高階自相關：(2-1)同時減去Yt?1(2-2)其中，，，可得到：包含截距項序列：(2-3)包含截距項和趨勢向序列：(2-4)對式（2-2）、式（2-3）和式（2-4）求解。若γ=0，則支持原假設；若γ<0，則備擇假設為真。KPSS檢驗假設序列趨勢平穩(wěn)，備擇假設為原序列為單位根過程，其假設與備擇與ADF檢驗相悖。KPSS檢驗假設序列yi(2-5)其中，yi為觀測序列，zi為yi與趨勢得偏差值，且zi=γi+εi，γi為隨機游走序列，滿足γi=綜上所述，ADF檢驗和KPSS檢驗都是利用檢驗統(tǒng)計量與置信區(qū)間進行比較，不同的是ADF檢驗中檢驗統(tǒng)計量小于臨界值，拒絕原假設，即序列平穩(wěn)；KPSS檢驗中檢驗統(tǒng)計量大于臨界值，拒絕原假設，即序列不平穩(wěn)。根據(jù)ADF檢測原理可知ADF檢驗的備擇假設為線性平穩(wěn)或差分平穩(wěn)時間序列，而KPSS檢驗則可以識別時間序列的趨勢平穩(wěn)性。因此，綜合兩類檢驗結果得到如表2-7所示的時間序列特征分析結果。表2-7ADF-KPSS聯(lián)合檢驗結果分析矩陣序號ADF檢驗KPSS檢驗平穩(wěn)性分析1平穩(wěn)平穩(wěn)平穩(wěn)2非平穩(wěn)非平穩(wěn)非平穩(wěn)3平穩(wěn)非平穩(wěn)差分平穩(wěn)4非平穩(wěn)平穩(wěn)趨勢平穩(wěn)其中，兩類檢驗皆平穩(wěn)的序列為嚴格平穩(wěn)序列其均值、方差和協(xié)方差均不隨時間變化；ADF檢驗結果平穩(wěn)且KPSS檢驗結果非平穩(wěn)的序列為差分平穩(wěn)序列，進行差分后序列平穩(wěn)；ADF檢驗結果非平穩(wěn)且KPSS檢驗結果平穩(wěn)，則該序列為趨勢平穩(wěn)序列，該序列沒有單位根但顯示出明顯趨勢；其余序列為非平穩(wěn)序列。根據(jù)本文研究對象，即辦公建筑電力線路能耗，不存在趨勢平穩(wěn)，因此本文不給予考慮。3.2時間序列離散度分析根據(jù)時間序列平穩(wěn)性定義，時間序列平穩(wěn)需要滿足以下三個要求，式（2-6）、式（2-7）和式（2-8）所示：(2-6)(2-7)(2-8)也就是對于時間序列Y：（1）隨機變量的期望(均值)μ不隨時間t改變；（2）任意時刻二階矩都存在；（3）兩個隨機變量之間的自相關系數(shù)，只與這兩個變量的時間間隔有關，而不隨時間的推移而改變。通過上三式可知，即使是平穩(wěn)序列依舊可能具有較大的離散度，而離散度較大的時間序列與離散度較小的時間序列相比其回歸和預測誤差更大。因此，離散度也應作為辦公建筑能耗特征分析內容之一。時間序列離散度采用變異系數(shù)（CV）表示，CV代表數(shù)據(jù)的離散程度的絕對值大小。變異系數(shù)為無量綱數(shù)據(jù)，可以對不同組別的數(shù)據(jù)進行橫向的分析和比較。變異系數(shù)計算公式，如式（2-9）所示：(2-9)其中，CV為差異系數(shù)，Stv.為標準差，Mean為平均數(shù)，一般變異系數(shù)大于15%，則序列離散度較大。3.3影響因素對現(xiàn)有研究的分析，梁等人[65]對商業(yè)辦公建筑能耗基準模型進行分析指出日類型、室外溫度對于其能耗預測至關重要；趙德印等人[66]以室外干球溫度、日期和小時為輸入?yún)?shù)對辦公建筑VRV系統(tǒng)能耗進行輸入和評價；孫勇軍[67]在輸入?yún)?shù)中加入室外溫度和相對濕度變量可以提升辦公建筑能耗預測的精度。可以看出現(xiàn)有研究：一方面，強調了室外溫度、相對濕度和時間變量對于辦公建筑用能特性評估的重要性；另一方面，這些變量在實際建筑（即使是信息較少的老建筑）的BAS系統(tǒng)中也是普遍存在的。根據(jù)表2-2、表2-3和表2-4可知，辦公建筑設備的運行策略和調節(jié)依據(jù)。室外氣候條件和操作人員的手工調節(jié)對設備運行有較大影響，進而影響建筑各設備電力能耗水平。對于室外氣候條件中溫度和濕度對建筑能耗影響最為明顯，夏季建筑開啟空調、加濕等設備、冬季建筑則需要開啟采暖設備，這些都會導致能耗的急劇增加；對于操作人員的手工調節(jié)，現(xiàn)階段大部分設備都具有內部控制邏輯，操作人員一般都針對設備的開啟時間進行調節(jié)，具有一定的經驗規(guī)律。本節(jié)通過同工況工作模式下的逐時能耗與時間變量、室外天氣變量和室外濕度變量關系分析確定影響該線路電力能耗的主要影響因素。常見的相系數(shù)有三種：Pearson系數(shù)、Spearman系數(shù)和Kendall系數(shù)。其中，Pearson系數(shù)最為常用，但是該方法就有兩點局限性：一方面，Pearson系數(shù)算法適用于正態(tài)分布數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)分布不呈現(xiàn)正態(tài)分布，則可能造成計算偏差；另一方面，Pearson系數(shù)利用協(xié)方差進行相關計算，易受異常值影響魯棒性差。針對真實建筑能耗逐時數(shù)據(jù)波動性強和非嚴格線性的特點，選擇Spearman系數(shù)作為相關行分析計算依據(jù)，其計算公式為：(2-10)其中，Ui為變量Xi的相對位置或者順序，Vi則對應著Yi的具體值的相對位置或者順序，利用位置變量替代絕對值變量，降低了Spearman系數(shù)的敏感性。相關性系數(shù)在-1~1之間，因此相關類型分為：正相關、負相關和不相關三種。絕對值越接近1，變量之間相關性越強；反之則相關性越弱。4基于歷史數(shù)據(jù)特征的辦公建筑能耗分類4.1基于歷史數(shù)據(jù)特征的辦公建筑能耗分類原則根據(jù)1節(jié)對辦公建筑電力能耗系統(tǒng)研究和3.1節(jié)對辦公建筑人員行為特征的分析研究，可知辦公建筑內人員行為具有典型的周期性，并且設備實際運行具有季節(jié)性和不確定性。因此，根據(jù)辦公建筑設備實際運行策略和人員行為特征將建筑全年工況進行如表2-8劃分。按照設備實際運行策略和不同月份設備運行的策略，將全年分為供冷季、供暖季和過渡季；按照人員使用特征，將全年工況劃分為工作日和非工作日、工作時間和非工作時間。結合辦公建筑電力能耗線路及已知設備管理運行規(guī)律對辦公建筑能耗進行初步分類。根據(jù)3.2節(jié)和3.3節(jié)對辦公建筑電力能耗時間序列特征的分析和影響因素相關性的研究，提出如圖2-6所示的基于歷史數(shù)據(jù)的辦公建筑能耗分類方法。該方法在了解辦公建筑設備運行策略和線路基本組成的基礎上，發(fā)掘歷史能耗特征，為實現(xiàn)對多模式的子項能耗的電力能耗異常診斷打下基礎。同時，該方法有效拓寬了辦公建筑電力能耗診斷方法應用范圍，并針對性的解決了辦公建筑能耗線路組成不“純”導致的無法直接根據(jù)設備特性和指標對能耗異常進行有效判斷的問題。基于數(shù)據(jù)的辦公建筑電力能耗分類算法，針對逐日和逐時能耗分層次進行時間序列和影響因素相關性判斷，最終根據(jù)能耗線路數(shù)據(jù)特征得到如表2-9所示的5類能耗線路，為下一步利用數(shù)據(jù)特征建立多模式能耗異常診斷奠定數(shù)據(jù)基礎。表2-8辦公建筑全年工況劃分序號月類型日類型時間類型1供冷季工作日工作時間2供冷季非工作日非工作時間3供暖季工作日工作時間4供暖季非工作日非工作時間5過渡季工作日工作時間6過渡季非工作日非工作時間根據(jù)3.2節(jié)和3.3節(jié)對辦公建筑電力能耗時間序列特征的分析和影響因素相關性的研究，提出如圖2-6所示的基于歷史數(shù)據(jù)的辦公建筑能耗分類方法。該方法在了解辦公建筑設備運行策略和線路基本組成的基礎上，發(fā)掘歷史能耗特征，為實現(xiàn)對多模式的子項能耗的電力能耗異常診斷打下基礎。同時，該方法有效拓寬了辦公建筑電力能耗診斷方法應用范圍，并針對性的解決了辦公建筑能耗線路組成不“純”導致的無法直接根據(jù)設備特性和指標對能耗異常進行有效判斷的問題?；跀?shù)據(jù)的辦公建筑電力能耗分類算法，針對逐日和逐時能耗分層次進行時間序列和影響因素相關性判斷，最終根據(jù)能耗線路數(shù)據(jù)特征得到如表2-9所示的5類能耗線路，為下一步利用數(shù)據(jù)特征建立多模式能耗異常診斷奠定數(shù)據(jù)基礎?；跉v史數(shù)據(jù)特征的辦公建筑能耗分類算法流程為：（1）對選擇線路逐日能耗進行穩(wěn)定性檢驗。計算ADF檢驗和KPSS檢驗結果并根據(jù)表2-7判斷能耗序列的平穩(wěn)性和非平穩(wěn)性；（2）若線路為平穩(wěn)序列，計算其變異系數(shù)：變異系數(shù)小于15%，線路為Ⅰ類線路；變異系數(shù)大于15%，線路為Ⅴ類線路；（3）若線路為非趨勢平穩(wěn)的非平穩(wěn)序列，對月類型、日類型和時間類型相同的運行工況，即同運行工況下的線路逐時能耗穩(wěn)定性進行分析；（4）若該線路同工況下逐時能耗為平穩(wěn)序列，該線路為Ⅱ類線路；（5）若該線路同工況下逐時能耗為非趨勢平穩(wěn)的非平穩(wěn)序列，將逐時能耗、室外天氣和小時變量進行Spermanen相關系數(shù)分析，進一步將序列分為室外氣候強相關序列和弱相關序列。若該能耗與室外氣候具有較強的相關性，則該能耗線路為Ⅲ類能耗；（6）若同工況下逐時能耗與室外氣候具有較弱，對日運行能耗進行進一步平穩(wěn)性驗證，確定其能耗運行模式。日運行數(shù)據(jù)平穩(wěn)則該能耗線路為Ⅳ類線路；否則，該能耗線路為Ⅴ類線路；（7）選取新的線路返回步驟（1）。表2-9基于數(shù)據(jù)特征的能耗線路分類類型編號能耗序列特征Ⅰ類逐日能耗平穩(wěn)且離散度?、蝾愔鹑漳芎牟黄椒€(wěn)且逐時能耗平穩(wěn)Ⅲ類逐日能耗非平穩(wěn)且逐時能耗氣候條件強相關Ⅳ類逐日能耗非平穩(wěn)且室外氣候弱相關且日運行逐時能耗平穩(wěn)Ⅴ類逐日能耗非平穩(wěn)且室外氣候弱相關且日運行逐時能耗非平穩(wěn)4.2案例分析4.1數(shù)據(jù)來源 本小節(jié)使用北京市某建筑2018年12月-2019年12月全年逐日、逐時電力能耗數(shù)據(jù)對辦公建筑電力能耗數(shù)據(jù)的分類原則進行驗證。由于該辦公建筑電力能耗計量線路共計168條（包含商區(qū)和租區(qū)）數(shù)量過大，經訪談可知該建筑運維人員主要關注包含公區(qū)照明和暖通空調設備的電力線路能耗消耗，且設備運行具有季節(jié)性規(guī)律。因此，本小節(jié)針對該建筑公區(qū)照明（低區(qū)干線）和暖通空調設備（冷水機組、冷卻塔、冷泵組合線路、新風機組）子線路共5條線路數(shù)據(jù)工作日工況進行分類驗證。4.2線路分類結果 （1）對公區(qū)照明（低區(qū)干線）和暖通空調子線路全年運行期間能耗平穩(wěn)性進行檢驗，首先對其進行自相關圖和偏自相關圖分析，得到如圖2-7、圖2-8、圖2-9、圖2-10和圖2-11。再進行ADF-KPSS聯(lián)合檢驗，結果如表2-10所示,表2-11為KPSS檢驗臨界水平參照值，即置信水平1%、5%和10%置信度下的T檢驗臨界值。表2-10運行階段ADF-KPSS聯(lián)合檢驗結果設備名稱ADF檢驗KPSS檢驗T檢驗P值（保留兩位小數(shù)）T檢驗P值（保留兩位小數(shù)）公區(qū)照明（低區(qū)干線）-5.590.000.180.10冷水機組-2.030.270.280.10冷泵組合-1.380.590.460.05冷卻塔-170.220.260.10新風機組-160.220.440.06表2-11KPSS檢驗參照KPSS檢驗參照值（T檢驗）臨界水平/%臨界值10.73950.463100.347根據(jù)ADF檢驗和KPSS檢驗原理可知：ADF檢驗中顯著性P<0.05拒絕原假設，則該序列ADF檢驗平穩(wěn)；KPSS檢驗中顯著性P<0.05拒絕原假設，則該序列KPSS檢驗非平穩(wěn)。根據(jù)表2-10和表2-11中ADF-KPSS聯(lián)合檢驗結果，與表2-7ADF-KPSS聯(lián)合檢驗結果分析矩陣進行比較可以得到：公區(qū)照明（低區(qū)干線）、冷水機組、冷泵組合、冷卻塔、新風機組5條線路中只有公區(qū)照明（低區(qū)干線）線路全年運行階段工作日能耗平穩(wěn)，其余四條線路全年運行階段工作日能耗不平穩(wěn)。ADF-KPSS聯(lián)合檢驗結果與自相關圖、偏自相關圖結果一致。（2）對公區(qū)照明（低區(qū)干線）能耗的離散度進行分析。對公區(qū)照明（低區(qū)干線）線路全年運行階段工作日能耗進行離散度分析，根據(jù)式（2-9）可以計算出該線路變異系數(shù)為6.8%<15%。綜合上述分析，可知公區(qū)照明（低區(qū)干線）線路為Ⅰ類線路，即全年運行階段逐日能耗平穩(wěn)且離散度小。（3）暖通空調設備（冷水機組、冷卻塔、冷泵組合線路、新風機組）子線路月類型、日類型和時間類型相同的運行工況進行分析。以暖通空調設備供冷季能耗為例，對工作日運行工況逐時能耗進行自相關圖、偏自相關圖分析，得到如圖2-12、圖2-13、圖2-14和圖2-15。再對工作日運行工況逐時能耗進行