[發明專利]一種火電廠負荷運行數據的穩態檢測與提取方法

在審

• 申請號: 202011592919.6
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112700039A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 胡陽;楊澤;房方;王慶華;劉吉臻
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/18;H02J13/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種火電廠負荷運行數據的穩態檢測與提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、獲取火電廠負荷運行的實測數據，按照采樣時間t、采樣周期T，完成數據采集及存儲，所采集的數據長度記作L；

步驟2、確定窗口初始長度h及滑動窗口開始位置h₀,設h＝n，h₀＝0；

步驟3、若h+h₀大于L，則結束流程；

若h+h₀小于L，則取h₀+1:h₀+h之間的數據點作為采樣點，采用RANSAC結合最小二乘算法對數據進行多項式濾波處理，得到多項式濾波參數，進而得到窗口內的數據擬合模型；

步驟4、對擬合后的數據模型進行穩態判別，具體為根據窗口內抽取樣本濾波值的最大值與最小值的差值C₁、RANSAC算法篩選出穩態點的最大值與最小值的差值C₂和最小二乘法擬合出的多項式系數P₁來進行判斷，采用的穩態判別條件為：

C₁＝20，C₂＝20，P₁3δ，其中δ為抽取樣本的標準差；

若滿足判別條件，則認為該窗口的數據為穩態數據，采用滑動窗口的方法，記錄下h₀+1:h₀+h窗口內的數據后，令h＝h+10，h₀保持不變，返回步驟3；

若不滿足穩態判別條件則進行下一步；

步驟5、判斷h是否大于n，若hn，令h₀＝h₀+h，h＝n，返回第三步；

若h＝n，則剔除h₀+1:h₀+10窗口內的數據，令h₀＝h₀+10，并返回步驟3。

2.根據權利要求1所述的一種火電廠負荷運行數據的穩態檢測與提取方法，其特征在于，步驟1中采樣時間t為1h，采樣周期T為10s。

3.根據權利要求1所述的一種火電廠負荷運行數據的穩態檢測與提取方法，其特征在于，步驟3中所述的RANSAC算法通過反復選擇數據集去估計出模型，一直迭代，直到估計出最優模型，具體包括以下步驟；

S41.選擇出可以估計出模型的最小數據集；

S42.使用這個數據集計算出估計的模型；

S43.將數據帶入該模型計算出“內點”的數目，所述內點指累加在一定誤差范圍內的適合當前迭代推出模型的數據；

S44.比較當前模型和之前推出的最優模型的“內點”的數量，記錄最大“內點”數的模型參數和“內點數”；

S45.重復S41-S44步，直到迭代結束；

其中，算法的迭代次數根據如下方法確定：

假設“內點”在數據中的占比，即內點概率t如下所示，

在每次計算模型使用N個點的情況下，選取的點至少有一個是外點的情況為(1-t^N)，在迭代k次的情況下，k次迭代計算模型都至少采樣到一個“外點”去計算模型的概率為(1-t_n)^k，那么采樣到正確的N個點去計算正確模型的概率P表示為：

P＝1-(1-tⁿ)^k，

從而得到迭代次數k如下式所示：

4.根據權利要求3所述的一種火電廠負荷運行數據的穩態檢測與提取方法，其特征在于，所述采用RANSAC結合最小二乘算法對數據進行多項式濾波處理，得到多項式濾波參數的方法具體包括：

基于多項式回歸模型的處理方法，將火電廠負荷表示為時間t的函數x(t)，即：

x(t)＝p₀+p₁t+p₂t²+…+p_mt^m，

θ＝[p₀p₁…p_m]′，

r(t)＝[t⁰t…t^m]′，

其中m為模型階數，θ為模型參數向量，r(t)為回歸變量，從而，

x(t)＝θ′r(t)，

測量信號用序號i表示采樣時間，其中i＝1，…,n，應用最小二乘法得到θ的最優估計θ’如下式所示：

式中：

采樣窗口內的數據曲線x(i)＝P₀+P₁i+P₂i²+P_mi^m，取模型階數m＝2，根據P₁系數的大小來檢測負荷的穩態與非穩態，其閾值根據“3δ”原則來確定，其中抽取樣本的標準差δ為：