[發明專利]一種基于異常點及離群點檢測的風機功率曲線數據預處理方法

在審

• 申請號: 201711279005.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108171400A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 楊秦敏;鮑雨濃;王旭東;林巍;陳積明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

1.一種基于異常點及離群點檢測的風機功率曲線數據預處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據待評估風機功率曲線獲取需求，讀取相應需求周期內總計N條待評估風機的SCADA系統中測量得到的風機運行數據信息，該信息包含風速{v_i}、有功功率{P_i}、槳距角{β_i}以及環境溫度{T_i}，將信息數據集記為其中i＝1,2,3,…,N；

2)對步驟1)中的數據集進行異常點檢測，并剔除異常點，保留余下不符合異常點特征的總計N_normal條運行數據作為風機標準運行數據集其中i＝1,2,3,…,N_normal；

3)利用步驟2)中標準運行數據集計算得出相應時刻空氣密度集{ρ_i}，將標準運行數據集中的風速{v_i}修正為參考空氣密度ρ₀下的修正風速

4)將步驟3)中修正后的標準運行數據集中的修正風速以及有功功率{P_i}合成功率曲線數據集{PC_i}，并以一定的風速間隔將功率曲線數據集{PC_i}劃分為M個區間，記第k個區間的數據個數為N_k、功率曲線數據集為其中k＝1,2,3,…,M，i＝1,2,3,…,N_k；

5)分別對步驟4)中劃分得到的每個區間的數據集進行標準差標準化，并對各個區間進行離群點檢測，剔除離群點，然后進行標準差標準化還原；

6)將步驟5)中還原后的每個區間的數據集進行合并，得到最終功率曲線數據集作為預處理后的風機功率曲線數據。

2.根據權利要求1所述的一種基于異常點及離群點檢測的風機功率曲線數據預處理方法，其特征在于，所述步驟2)中，利用基于時間序列的風機功率曲線異常點判據進行異常點檢測，包括兩種情況：

情況1：根據風速{v_i}、有功功率{P_i}以及槳距角{β_i}定義基于時間序列的風機功率曲線異常點判據，如下表1所示：

表1風機功率曲線異常點基礎判據

其中P_rated為風機額定有功功率，v_{cut_in}為風機切入風速，v_rated為風機額定風速，v_{cut_off}為風機切出風速，P_thres為有功功率閾值，β_thres為槳距角閾值。

情況2：通過SCADA系統獲取風機狀態{Cond_i}，根據風速{v_i}、有功功率{P_i}、槳距角{β_i}以及風機狀態{Cond_i}定義基于時間序列的風機功率曲線異常點判據，如下表2所示：

表2風機功率曲線異常點改進判據

其中Cond_normal為風機正常運行狀態，Cond_ls為風機低風速正常運行狀態，Cond_hs為風機高風速正常運行狀態，P_rated為風機額定有功功率，v_{cut_in}為風機切入風速，P_thres為有功功率閾值，β_thres為槳距角閾值。