[發(fā)明專利]基于電力數(shù)據(jù)的企業(yè)污染物排放監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211523428.5
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115752590A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃銳;李宏發(fā);鄧勇;李霄銘;余翔;熊軍;倪文書;陳漢城;謝丹鴻;謝乾武;李棋;謝景宇;許為;徐海東;鄭蔚濤;胡如熠;王宇澤
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司信息通信分公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01R19/06;G01R21/00;G01R23/02;G06F18/24;G06F18/2411
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學(xué)俊

1.一種基于電力數(shù)據(jù)的企業(yè)污染物排放監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1:在污染企業(yè)電力進(jìn)線處安裝電力數(shù)據(jù)采集裝置，采集企業(yè)的電力數(shù)據(jù)；在企業(yè)環(huán)保設(shè)備進(jìn)線處安裝電力終端，監(jiān)測環(huán)保設(shè)備的啟停工況:

其中，電力進(jìn)線處電力數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)包括基本電氣數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)和環(huán)保設(shè)備的工況；基本電氣數(shù)據(jù)包括各相電壓和/或電流有效值、各相功率與總功率；

電能質(zhì)量數(shù)據(jù)包括1-31次諧波電流均方根值與電流總諧波畸變率、1-31次諧波電壓與電壓總諧波畸變率、0.5-10.5次間諧波電壓含有率、三相電壓不平衡度、正序、負(fù)序、零序電流、電壓、各相電壓偏差、頻率；

步驟S2：對電力數(shù)據(jù)中的三相總有功功率數(shù)據(jù)進(jìn)行變點(diǎn)識(shí)別，得到企業(yè)的生產(chǎn)工況；

步驟S3：利用步驟S2得到的企業(yè)生產(chǎn)工況，根據(jù)環(huán)保規(guī)則，將歷史時(shí)段的企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和企業(yè)治污設(shè)備啟停狀態(tài)組合得到企業(yè)的環(huán)保工況；

其中具體環(huán)保規(guī)則為：若生產(chǎn)設(shè)備正常生產(chǎn)，且環(huán)保設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)，那么環(huán)保工況即為正常；若生產(chǎn)設(shè)備正常生產(chǎn)，但此時(shí)環(huán)保設(shè)備關(guān)閉，則視為異常，其中，生產(chǎn)設(shè)備關(guān)閉時(shí)視為環(huán)保工況正常；

步驟S4：將歷史得到的企業(yè)環(huán)保工況作為標(biāo)簽，歷史電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)作為輸入，以SVM方法訓(xùn)練獲得分類器模型；

步驟S5：將新獲得的電力數(shù)據(jù)輸入到步驟S4得到的模型中，識(shí)別出污染企業(yè)環(huán)保工況異常的情況，并進(jìn)行報(bào)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電力數(shù)據(jù)的企業(yè)污染物排放監(jiān)測方法，其特征在于：

步驟S2中，變點(diǎn)識(shí)別后，得到企業(yè)生產(chǎn)工況的具體步驟為：

步驟S201：對于時(shí)序三相總有功功率數(shù)據(jù)P＝(p₁,...,p_n)，假設(shè)存在ω個(gè)突變點(diǎn)Τ＝(τ₁,...,τ_ω)，每個(gè)突變點(diǎn)的位置均為1至n之間的整數(shù)，并定義τ₀＝0，τ_ω+1＝n；

步驟S202：ω個(gè)突變點(diǎn)Τ＝(τ₁,...,τ_ω)將時(shí)序三相總有功功率數(shù)據(jù)P＝(p₁,...,p_n)分割為ω+1段子序列，其中第i段表示為：

步驟S203：將多變點(diǎn)監(jiān)測問題轉(zhuǎn)為最小目標(biāo)函數(shù)F(n)求解：

其中，C(P_i)表示第i段子序列所計(jì)算的代價(jià)函數(shù)；βf(ω)為目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化的附加懲罰項(xiàng)，用于平衡所計(jì)算的突變點(diǎn)數(shù)量，減少出現(xiàn)變點(diǎn)過多或過少的現(xiàn)象，β為懲罰因子，f(ω)為一個(gè)隨變點(diǎn)數(shù)量增多而增大的懲罰函數(shù)；

步驟S204：令懲罰項(xiàng)f(ω)＝ω+1，則求取F(n)的迭代式如下所示：

將步驟S203求解全局最優(yōu)解的問題轉(zhuǎn)化為不斷尋找前一個(gè)變點(diǎn)的過程；

步驟S205：設(shè)置初值F(0)＝-β，在1至n中循環(huán)計(jì)算，將滿足目標(biāo)函數(shù)最小的時(shí)間點(diǎn)作為新的變點(diǎn)，不斷迭代求解出所有的突變點(diǎn)；

步驟S206：在每次搜尋過程中，去除不可能成為變點(diǎn)的數(shù)據(jù)索引，減少計(jì)算量；引入如下的判斷條件：假設(shè)，對于數(shù)據(jù)時(shí)間點(diǎn)t,s,l(t＜s＜l)，存在一個(gè)常數(shù)K滿足C(p_t+1,...,p_s)+C(p_s+1,...,p_l)+K≤C(p_t+1,...,p_l)，則當(dāng)F(t)+C(p_t+1,...,p_s)+K≤F(s)成立時(shí)，認(rèn)為t不可能成為l之前的最后一個(gè)變點(diǎn)，將其排除；

步驟S207：利用最后迭代出的變點(diǎn)Τ＝(τ₁,...,τ_n)，將各時(shí)序三相功率數(shù)據(jù)分成n+1個(gè)子段,分別計(jì)算各子段中的均值，得到

步驟S208：分別比較相鄰兩個(gè)子段均值的大小，假設(shè)第i個(gè)均值為下一個(gè)均值為若則認(rèn)為變點(diǎn)τ_i至τ_i+1之間為企業(yè)正在生產(chǎn)，反之則認(rèn)為企業(yè)停止生產(chǎn)；以得到企業(yè)的生產(chǎn)工況。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的基于電力數(shù)據(jù)的企業(yè)污染物排放監(jiān)測方法，其特征在于：

步驟S4中，SVM分類模型的訓(xùn)練步驟具體為：

步驟S401：假設(shè)有n維電力數(shù)據(jù)x_i{x₁,x₂,…,x_n}，且對應(yīng)的環(huán)保工況標(biāo)簽為y_i∈{-1，1}；

步驟S402：選擇懲罰函C＞0,構(gòu)造并求解凸二次規(guī)劃問題：

其中有計(jì)算得到最優(yōu)解：

步驟S403：計(jì)算選擇α^*的一個(gè)分量滿足條件b^*

計(jì)算得到分離超平面w^*·x+b^*＝0；

步驟S404：通過步驟S403中的w^*與b^*得到分類決策函數(shù)：y_i＝sign(w^*·x_i+b^*)；

基于該函數(shù)，輸入電力數(shù)據(jù)x_i得到最后的環(huán)保工況標(biāo)簽y_i。