應用改良式傅立葉級數預測辦公大樓用電

Using the Modified Fourier Series Model to Predict Office Building's Utility

張欽翔 ； 陳維東 ； 蔡佐良

《物業管理學會論文集》 第6屆 (2012/10) Pp. 51-58

https://doi.org/10.29468/PMR.201210.0051

摘要

電力消費需求隨著時間增長而增加，且由於環保意識的抬頭與電費的增長，建築物用電的精確掌控日漸重要。針對建築物能源的管理者來說，用電量分析有助於了解用電的變化情形，甚至可以預測未來的用電趨勢。從分析過往的已知資料來建立數學模式以達精確預測之目的，必須考慮諸多因素。用電量具有相當的週期性，用電量會隨著時間、氣候、建築物的使用狀況、購置新電器等因素而變動。因此，建築物會因使用機能之不同，而呈現出不同的用電量週期性。由於用電量之預測深受用電週期性趨勢之影響，故欲準確預測用電量並非易事。若能蒐集歷史資訊，分析並觀察其趨勢，再依據趨勢發展預測模式，乃是掌控未知資訊的一種方法。傅立葉級數模型不同於傳統預測法需要大量歷史資料來建構預測模型，適於具週期性數字且僅需少量資訊。本研究蒐集案例辦公大樓97年至99年的用電資訊，利用具週期性傳統傅立葉級數模型與兼具有週期性與趨勢性的改良式傅立葉級數模型進行用電預測，再以規劃求解方式縮減預測誤差，並從中了解改良式傅立葉級數模型的適用性與用電資料的變化，最後再利用平均法進行比較。研究結果顯示，案例辦公大樓用電因電費增加也有些微增加趨勢，改良式模型的預測結果SSE（2.5x10^7）優於傳統模型SSE（2.7x10^7），其年度精度達99.10%，可提供公司用電預算管理極高的參考價值。此外，運用傅立葉級數的預測結果也都優於平均法。本研究利用兼具週期性與趨勢性的改良式傅立葉級數模型進行探討，目前國內無相關方式進行討論，本文冀利用案例進行討論適用性，但因只是建立初步架構階段，針對運算式中的主觀選取與歷史資料不足進行週期性的比較，仍待後續之探討。

關鍵字

用電費預測 ； 改良式傅立葉級數 ； 辦公大樓