CN115796840A - 基于数据分析的绿能热电设备管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于数据分析的绿能热电设备管理平台，属于绿能热电设备管理技术领域，用于解决现有绿能热电管理系统仅能依据实际产量和消耗量来判断设备是否运行正常，无法对于设备中的隐形异常进行提前监测维护的问题，包括处理器，处理器通信连接有终端监测模块、过程分析模块以及存储模块，本发明通过对上一生产过程中达到预期生产和消耗的设备进行监测，从而在设备结束运行后将其运行过程中的隐形异常反馈给管理人员的手机终端，使得该设备在进行下一生产时能够得到提前维护，从而延缓设备的使用寿命，以及防止设备在正常产出的情况下突然出现故障的问题出现。

Description

基于数据分析的绿能热电设备管理平台

技术领域

本发明属于绿能热电设备管理技术领域，具体是基于数据分析的绿能热电设备管理平台。

背景技术

热电厂采用供热式机组，除了供应电能以外，同时还利用做过功（即发了电）的汽轮机抽汽或排汽来满足生产和生活上所需热量，这种能量生产方式称为热电联产。

现有判断设备存在异常的标准是从结果出发，针对绿能热电设备的产出与耗能进行监控，通过绿能热电设备的产出效率进行监测来反馈设备运行状态，然而绿能热电设备内部可能会出现零部件磨损、电路老化等隐性异常，这类隐性异常并不会对能源产出和消耗立即造成影响，而在随着运行时间的增加，这类隐性异常不断增加和累积，最终导致设备出现运行故障；现有的绿能热电设备平台无法对设备进行实时状态监控，进而无法对故障进行预测，在故障出现之前提前进行检修维护，导致设备使用寿命低。

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于数据分析的绿能热电设备管理平台；

本发明需要解决的技术问题为：现有判断设备存在异常的标准是从结果出发，通过绿能热电设备的产出效率进行监测来反馈设备运行状态，但并未对设备进行实时状态监控，从而无法对故障进行有效预测，以及无法在故障出现之前进行提前检修维护，导致设备使用寿命大大降低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于数据分析的绿能热电设备管理平台，包括处理器，处理器通信连接有终端监测模块、过程分析模块以及存储模块；

所述终端监测模块用于对绿能热电设备的能耗与产出状态进行监测，并在能耗与产出状态均合格时通过处理器向过程分析模块发送过程监测信号；

所述过程分析模块用于在接收到过程监测信号后对绿能热电设备进行运行过程分析并得到波动系数，通过存储模块中获取波动阈值并与波动系数进行数值比较，并通过比较结果对绿能热电设备的运行过程是否满足要求进行判定。

作为本发明的一种优选实施方式，终端监测模块对绿能热电设备的能耗与产出状态进行监测的过程包括：在绿能热电设备工作完成之后，将能耗设备采集到的能耗数据记为NH，将从工作完成的产出设备采集到的产出数据记为CC，产出数据由产热设备的产出总量与产电设备的产出总量进行数值计算得出；从存储模块中获取能耗阈值NHmax与产出阈值CCmin，并将能耗数据NH、产出数据CC分别与能耗阈值NHmax、产出阈值CCmin进行比较并通过比较结果对绿能热电设备的能耗状态与产出状态是否满足要求进行判定。

作为本发明的一种优选实施方式，能耗数据NH、产出数据CC分别与能耗阈值NHmax、产出阈值CCmin进行比较的具体过程包括：若能耗数据NH＜能耗阈值NHmax且产出数据CC≥产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向过程分析模块发送过程监测信号；

若能耗数据NH＜能耗阈值NHmax且产出数据CC＜产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送产出检修信号，若能耗数据NH≥能耗阈值NHmax且产出数据CC≥产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送能耗检修信号，若能耗数据NH≥能耗阈值NHmax且产出数据CC＜产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送能耗产出检修信号。

作为本发明的一种优选实施方式，波动系数的获取过程包括：将绿能热电设备的工作时长分割为i个监测时段，对监测时段结束时刻的能耗量与产出系数进行数值计算得到监测时段的产能系数；由所有监测时段的产能系数建立产能集合，对产能集合进行方差计算得到波动系数。

作为本发明的一种优选实施方式，波动阈值与波动系数的比较过程包括：

若波动系数小于波动阈值，则判定绿能热电设备的运行过程满足要求，过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程正常信号；

若波动系数大于等于波动阈值，则判定绿能热电设备的运行过程不满足要求，过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程异常信号。

本发明具备下述有益效果：

1、本发明中，终端监测模块通过对能耗设备与产出设备的实际能源消耗总量和实际产出总量进行采集，并将其与存储模块中的能耗阈值和产出阈值进行比对，从而能够快速判断出各设备的运行状况，同时并将该设备状况信号发送给管理人员的手机终端，便于管理人员及时查阅信息并对设备进行及时检修。

2、本发明中，过程分析模块通过对实际能源消耗总量符合标准的能耗设备以及实际产出总量符合标准的产出设备的运行过程进行进一步监测，并在绿能热电设备在结束上一正常运行和准备进行下一阶段运行的间隔时间内，过程分析模块对相关能耗设备和产出设备的上一运行过程中各个时段内的消耗和产出数据进行计算比对，对各个运行时段内的产能系数的差异性进行分析，差异性过大则表示设备在运行过程中受某些隐性异常因素影响而导致运行稳定性不合格，过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程异常信号，从而使管理人员能够在设备准备下一阶段的运行前进行提前检修和维护，使得设备的使用寿命大大延长，同时还有效防止设备在正常产出的情况下突发故障的问题发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，基于数据分析的绿能热电设备管理平台，包括处理器，处理器通信连接有终端监测模块、过程分析模块以及存储模块；

终端监测模块用于对能耗设备与产出设备进行监测分析：在绿能热电设备工作完成后获取能耗数据NH、产出数据CC，能耗数据NH是绿能热电设备工作时消耗的能源总量与工作时长的比值，其中产出设备包括产热设备和产电设备，产出数据CC的获取工程包括：获取产热设备的产出总量并标记为CR，获取产电设备的产出总量并标记为CD，通过公式CX=α1*CR+α2*CD得到产出系数CX，产出系数CX是表示产出设备产出效率的数值，产出系数的数值越大，则表示产出设备的产出效率越高；其中α1、α2均为比例系数，将产出系数CX与工作时长的比值标记为产出数据CC，通过存储模块获取到能耗阈值NHmax与产出阈值CCmin，将能耗数据NH、产出数据CC分别与能耗阈值NHmax、产出阈值CCmin进行比较：

若能耗数据NH小于能耗阈值NHmax且产出数据CC大于等于产出阈值CCmin，则判定绿能热电设备的能耗与产出均满足要求，终端监测模块通过处理器向过程分析模块发送过程监测信号；

若能耗数据NH小于能耗阈值NHmax且产出数据CC小于产出阈值CCmin，则判定能耗设备满足要求但产出设备不满足要求，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送产出检修信号；

若能耗数据NH大于等于能耗阈值NHmax且产出数据CC大于等于产出阈值CCmin，则判定能耗设备不满足要求但产出设备满足要求，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送能耗检修信号；

若能耗数据NH大于等于能耗阈值NHmax且产出数据CC小于产出阈值CCmin，则判定能耗设备与产出设备均不满足要求，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送能耗产出检修信号。

实施例二：

过程分析模块用于在接收到过程监测信号后对能耗设备与产出设备进行运行过程监测分析：将绿能热电设备的工作时长分割为监测时段i，i=1，2，…，n，n为正整数，将监测时段i结束时刻的能耗量标记为NLi，其中能耗量为该监测时段结束时刻的能源消耗总质量，将监测时段i结束时刻的产出系数标记为CLi，通过公式CNi=a1*CLi/NLi得到监测时段i的产能系数CNi，其中a1为比例系数，且1.25≤a1≤1.87；由所有监测时段的产能系数建立产能集合，对产能集合进行方差计算得到波动系数BD，通过存储模块获取到波动阈值BDmax，将波动系数BD与波动阈值BDmax进行比较：若波动系数BD小于波动阈值BDmax，则判定绿能热电设备的运行过程满足要求，过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程正常信号，若波动系数BD大于等于波动阈值BDmax，则判定绿能热电设备的运行过程不满足要求，过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程异常信号。

本发明的工作原理如下：

基于数据分析的绿能热电设备管理平台，工作时，终端监测模块对能耗设备与产出设备工作完成后的消耗量和产出量同数存储模块的相应数据进行比对，根据实际比对情况将不同信号发送给管理人员的手机终端，便于管理人员对设备进行及时维修；

过程分析模块通过对已经运行完毕且均符合实际能耗和产出的能耗设备以及产出设备进行进一步的监测，并在绿能热电设备在结束上一正常运行和准备进行下一阶段运行的间隔时间内，过程分析模块对相关能耗设备和产出设备的上一运行过程中各个时段内的消耗和产出数据进行计算比对，从而判别在产出和消耗符合标准的情况下能耗设备和产出设备在上一运行过程中各时段运行是否正常，随后过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程异常信号，从而使管理人员能够在设备准备下一阶段的运行前进行提前检修和维护，使得设备的使用寿命大大延长，同时还有效防止设备在正常产出的情况下突发故障的问题发生。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式CX=α1*CR+α2*CD；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的有害系数；将设定的有害系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1与α2的取值分别为2.54和2.21；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的有害系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如有害系数与氨气含量的数值成正比。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.基于数据分析的绿能热电设备管理平台，其特征在于，包括处理器，处理器通信连接有终端监测模块、过程分析模块以及存储模块；

所述终端监测模块用于对绿能热电设备的能耗与产出状态进行监测，并在能耗与产出状态均合格时通过处理器向过程分析模块发送过程监测信号；

所述过程分析模块用于在接收到过程监测信号后对绿能热电设备进行运行过程分析并得到波动系数，通过存储模块中获取波动阈值并与波动系数进行数值比较，并通过比较结果对绿能热电设备的运行过程是否满足要求进行判定。

2.根据权利要求1所述的基于数据分析的绿能热电设备管理平台，其特征在于，终端监测模块对绿能热电设备的能耗与产出状态进行监测的过程包括：在绿能热电设备工作完成之后，对绿能热电设备进行分析，其中绿能热电设备包括能耗设备和产出设备，将能耗设备采集到的能耗数据记为NH，将从工作完成的产出设备采集到的产出数据记为CC，产出数据由产热设备的产出总量与产电设备的产出总量进行数值计算得出；从存储模块中获取能耗阈值NHmax与产出阈值CCmin，并将能耗数据NH、产出数据CC分别与能耗阈值NHmax、产出阈值CCmin进行比较并通过比较结果对绿能热电设备的能耗状态与产出状态是否满足要求进行判定。

3.根据权利要求1所述的基于数据分析的绿能热电设备管理平台，其特征在于，能耗数据NH、产出数据CC分别与能耗阈值NHmax、产出阈值CCmin进行比较的具体过程包括：若能耗数据NH＜能耗阈值NHmax且产出数据CC≥产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向过程分析模块发送过程监测信号；

若能耗数据NH＜能耗阈值NHmax且产出数据CC＜产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送产出检修信号，若能耗数据NH≥能耗阈值NHmax且产出数据CC≥产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送能耗检修信号，若能耗数据NH≥能耗阈值NHmax且产出数据CC＜产出阈值CCmin，终端监测模块通过处理器向管理人员的手机终端发送能耗产出检修信号。

4.根据权利要求1所述的基于数据分析的绿能热电设备管理平台，其特征在于，波动系数的获取过程包括：将绿能热电设备的工作时长分割为若干个监测时段，对监测时段结束时刻的能耗量与产出系数进行数值计算得到监测时段的产能系数；由所有监测时段的产能系数建立产能集合，对产能集合进行方差计算得到波动系数。

5.根据权利要求1所述的基于数据分析的绿能热电设备管理平台，其特征在于，波动阈值与波动系数的比较过程包括：

若波动系数小于波动阈值，则判定绿能热电设备的运行过程满足要求，过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程正常信号；

若波动系数大于等于波动阈值，则判定绿能热电设备的运行过程不满足要求，过程分析模块向管理人员的手机终端发送过程异常信号。

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