[發明專利]基于電氣特征的環保設備狀態監測方法

在審

• 申請號: 202011230180.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112561230A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 王亮;岑迪慶;謝知寒;謝運夫;陳仕軍;沈妍莎
• 申請（專利權）人: 國網浙江慈溪市供電有限公司;國網浙江省電力有限公司;國網浙江省電力有限公司寧波供電公司;國網浙江省電力有限公司雙創中心
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26;G06K9/62;G06F30/20;G06F16/9537;G06F16/2458;G06F16/21
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本申請實施例提出了基于電氣特征的環保設備狀態監測方法，包括獲取正常運行環保設備的歷史電氣數據，對歷史電氣數據進行聚類分析，對得到的每一個簇進行擬合得到二元高斯分布模型，計算二元高斯分布模型參數；基于得到的二元高斯模型分布參數計算每一個簇的平均概率密度；定期采集環保設備的電氣數據時間序列，計算電氣數據時間序列與環保設備的電氣特征隸屬度；將電氣特征隸屬度與預先整定的閾值進行比較，輸出對環保設備運行狀態的監測結果。通過分析環保設備的電流、功率等電氣特征，對工業企業的環保設備的使用情況進行在線監測，及時發現企業的“消極環保”行為，從而輔助政府環保部門進行有效監管。

技術領域

本申請屬于數據庫管理領域，尤其涉及基于電氣特征的環保設備狀態監測方法。

背景技術

長期以來，工業生產帶來的環境污染問題一直是社會各界關注的熱點話題，為此，國家推行了一系列措施激勵工業企業安裝環保設備，以盡可能地降低工業生產中的污染物排放量，實現綠色生產。2014年，國家發展改革委和環保部出臺了面向煤電企業的“環保電價”政策，只要煤電企業安裝了符合要求的環保設備，即可得到一定最高每千瓦時4.5分錢的加價補貼。

然而，某些企業向政府報備并安裝了環保設備后，為了節省運維成本，并未按規定使用環保設備。在“環保電價”政策開始實施的第一年，五大發電集團下屬的多個火電廠就因擅自停運發電機組脫硫設施而被重罰；根據2015年環保部公布的數據顯示，2014年僅脫硫、脫硝設施存在突出問題的企業就多達17家。這種“消極環保”行為不僅揮霍了國家下發的補貼資金，同時也嚴重阻礙了環保政策的順利推行。

目前，環保部門主要通過監控污染物排放量來掌握企業對環保政策的落實情況，對環保設備本身的使用情況卻缺乏有效監管，這一漏洞是造成上述不良行為屢屢發生的主要原因。ZL201420121769.4公開了一種環保設備遠程自動監測數據采集技術，旨在實時監控環保設備的用電狀態，輔助環保執法人員對企業環保設備使用情況進行在線監管。不過，該技術的側重點在于數據采集，并簡單地通過環保設備實際功率與額定功率之比來判斷其運行狀態是否存在異常，這一監測方法在面對功率波動較大、以及具有多種工作狀態的設備時會表現出一定的局限性，在復雜工況下可能造成大規模的誤判與漏判。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺點和不足，本申請提出了基于電氣特征的環保設備狀態監測方法，通過環保設備的用電數據，定期對環保設備的運行狀態進行評估。

具體的，本申請實施例提出的基于電氣特征的環保設備狀態監測方法，包括：

步驟1，獲取正常運行環保設備的歷史電氣數據，對歷史電氣數據進行聚類分析，對得到的每一個簇進行擬合得到二元高斯分布模型，計算二元高斯分布模型參數；

步驟2，基于得到的二元高斯模型分布參數計算每一個簇的平均概率密度；

步驟3，定期采集環保設備的電氣數據時間序列，計算電氣數據時間序列與環保設備的電氣特征隸屬度；

步驟4，將電氣特征隸屬度與預先整定的閾值進行比較，輸出對環保設備運行狀態的監測結果。

可選的，所述步驟1包括：

選取有功功率P和無功功率Q作為待分析的環保設備電氣數據，利用均值漂移算法，對環保設備的歷史功率數據進行聚類，得到具有不同數值分布特征的簇；

為聚類生從的每一個簇擬合一個二元高斯分布模型，其概率密度函數形式如下：

其中，x＝[P,Q]^T，μ和Σ分別為隨機變量x的均值向量參數和協方差矩陣參數，可以通過極大似然估計求得，如下式所示：

其中X_i表示隨機變量x的觀測樣本，N為觀測樣本的總數。