标准用电特征库建立方法、环保监测方法、系统和监测仪技术方案

本发明专利技术提供了一种标准用电特征库建立方法、环保监测方法、系统和监测仪，通过获取被监测对象的产污设备和治污设备的用电特征数据，建立产污设备、治污设备的用电特征模型，通过工作过程的基础用电特征、高级用电特征在线监测，相似度阈值判定算法，准确识别产污设备和治污设备及其工作状态；可有效避免虚假设备接入冒充治污设备工作引起的监测失效。

【技术实现步骤摘要】
标准用电特征库建立方法、环保监测方法、系统和监测仪
本专利技术涉及环保监测
，尤其涉及一种标准用电特征库建立方法、环保监测方法、系统和监测仪。
技术介绍
随着国家环保政策落实和环保执法部门的努力工作，各类生产过程中产生污染气体的生产企业都按照环保部门的要求安装了相应的废气治污设施对产生的废气进行治理，达标后排放，以保证城市空气不受污染。但由于废气治理设施在工作过程中需要耗费大量的电力，给企业生产经营带来较大的负担。因此，有些企业生产时不按规定开启治理设施进行废气治理，存在偷排现象，影响了空气质量。这种情况主要包括以下三种：1.生产产生废气的同时不按要求同时开启废气治理设施；2.使用产污设备冒充治理设施进行用电，欺骗环保监测系统；3.在恶劣空气条件下不按要求进行停产限产。由于生产企业数量多，分布广，而政府的环保管理部门的执法人员数量少，无法对每个企业生产情况及废气治理设施的运行情况进行监督检查，环保监管工作压力巨大。为解决这个问题，目前环保行业技术人员开发了多种废气治理在线监测系统。这些废气处理的在线监测系统都需要安装大量的智能电表和废气测试分析设备进行实时监测和实时分析，以判断企业派出的废气是否达标。这样的方案安装成本大，运维费用高，无法大面积安装使用，特别不适合于中小规模排污企业的监测。也有人提出用智能电表对排污企业的用电进行监测，例如申请号为201910685676.1的专利申请，公开了一种废气净化设备用电量与废气排放量的联动系统及应用方法，提出使用环保设施用电量占生产总用电量的比值，并把该比值与存储器中在相同时间段的废气在线监测排气量进行关联的监测方法；又例如申请号为202010314310.6的专利申请，公开了一种涉污企业用电信息匹配及数据处理方法，该方法提出，从用电信息采集系统统一接口平台抽取企业用电数据，抽取时段冻结用电量、功率和电流数据进行比对，来判断治污设备是否开启以及是否正常工作。这两种方法相比传统的在线监测方法可以有效降低成本，但是这些方法存在采集数据密度低、数据不及时的问题，而且只靠传统的用电量、用电功率或者电流来识别治污设备是否正常工作，无法判别用电设备就是治理设备。如企业在生产过程中将其他用电设备接入到治污设备监测后端，匹配相应的功率，就可轻松欺骗监测设备。因此，仅靠这样的监测系统是不能完全发现出现污染时，治理设备有没有正常工作，其实际监测效果不佳，无法满足环保部门的监管要求。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本申请实施例的目的在于提供一种标准用电特征库建立方法、环保监测方法、系统和监测仪，有利于有效监测企业在生产过程中治污设备是否正常工作。第一方面，本申请实施例提供一种标准用电特征库建立方法，包括步骤：S1.采集产污设备和治污设备在不同工作模式下的用电特征数据；所述用电特征数据包括基础用电特征数据和高级用电特征数据；所述基础用电特征数据包括用电量、功率、电流、电压中的至少一项；所述高级用电特征数据包括启动电流脉冲含量、有功功率、电流畸变率中的至少一项；S2.对治污设备的用电特征数据进行预处理，得到特征集；S3.对所述特征集中的每一种用电特征数据进行归一化处理；S4.把归一化处理后的特征集存储到标准用电特征库中。第二方面，本申请实施例提供一种环保监测方法，包括步骤：A1.获取被监测对象的产污设备和治污设备的用电特征数据；所述用电特征数据包括基础用电特征数据和高级用电特征数据；所述基础用电特征数据包括用电量、功率、电流、电压中的至少一项；所述高级用电特征数据包括启动电流脉冲含量、有功功率、电流畸变率中的至少一项；A2.根据所述用电特征数据判断所述产污设备和治污设备的工作模式；A3.根据所述产污设备和治污设备的工作模式在标准用电特征库中查询得到对应的所述治污设备的标准用电特征数据；所述标准用电特征库为采用所述的标准用电特征库建立方法得到的标准用电特征库；A4.对所述治污设备的用电特征数据进行归一化处理；A5.计算所述治污设备的归一化处理后的用电特征数据与所述标准用电特征数据的总体相似度，用于与预设的相似度判定值对比以判断所述治污设备是否工作正常；所述总体相似度根据相似度判定目标函数和若干种单用电特征相似度加权计算得到。第三方面，本申请实施例提供一种监测仪，包括数据处理分析模块，以及与所述数据处理分析模块电性连接的通讯模块、数据采集模块和数据存储模块；所述数据采集模块用于获取被监测对象的产污设备和/或治污设备的用电特征数据；所述通讯模块用于与后台数据处理中心通讯连接；所述数据存储模块用于存储所述用电特征数据；所述数据处理分析模块用于执行所述的环保监测方法的步骤。所述的监测仪，还包括与所述数据处理分析模块电性连接的告警模块，所述告警模块用于在检测到被监测对象偷排污染物或治污设备工作异常时发出告警信号。第四方面，本申请实施例提供一种环保监测系统，包括后台数据处理中心，以及与所述后台数据处理中心通讯连接的监测仪和管理平台组；所述监测仪用于采集被监测对象的产污设备和/或治污设备的用电特征数据，并上传至后台数据处理中心；所述后台数据处理中心用于汇集、存储和分析所述用电特征数据；所述管理平台组用于远程监控所述被监控对象的生产治污情况；所述监测仪和/或后台数据处理中心还用于执行所述的环保监测方法的步骤。有益效果：本申请实施例提供的一种标准用电特征库建立方法、环保监测方法、系统和监测仪，通过获取被监测对象的产污设备和治污设备的用电特征数据；根据所述用电特征数据判断所述产污设备和治污设备的工作模式；根据所述产污设备和治污设备的工作模式在标准用电特征库中查询得到对应的所述治污设备的标准用电特征数据；所述标准用电特征库为采用所述的标准用电特征库建立方法得到的标准用电特征库；对所述治污设备的用电特征数据进行归一化处理；计算所述治污设备的归一化处理后的用电特征数据与所述标准用电特征数据的总体相似度，用于与预设的相似度判定值对比以判断所述治污设备是否工作正常；有利于有效判断治污设备是否正常工作，以避免无法发现采用其他用电设备违规接入冒充治污设备工作的违规操作。附图说明图1为本申请实施例提供的环保监测方法的基本流程图。图2为一种示例性的环保监测方法的流程图。图3为另一种示例性的环保监测方法的流程图。图4为本申请实施例提供的环保监测方法中，基础用电特征相似度判断的流程图。图5为本申请实施例提供的环保监测方法中，高级用电特征相似度判断的流程图。图6为本申请实施例提供的标准用电特征库建立方法的基本流程图。图7为一种示例性的标准用电特征库建立方法的流程图。图8为本申请实施例提供的监测仪的结构示意图。图9为本申请实施例提供的环保监测系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中附图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种标准用电特征库建立方法，其特征在于，包括步骤：/nS1.采集产污设备和治污设备在不同工作模式下的用电特征数据；所述用电特征数据包括基础用电特征数据和高级用电特征数据；所述基础用电特征数据包括用电量、功率、电流、电压中的至少一项；所述高级用电特征数据包括启动电流脉冲含量、有功功率、电流畸变率中的至少一项；/nS2.对治污设备的用电特征数据进行预处理，得到特征集；/nS3.对所述特征集中的每一种用电特征数据进行归一化处理；/nS4.把归一化处理后的特征集存储到标准用电特征库中。/n

【技术特征摘要】
1.一种标准用电特征库建立方法，其特征在于，包括步骤：
S1.采集产污设备和治污设备在不同工作模式下的用电特征数据；所述用电特征数据包括基础用电特征数据和高级用电特征数据；所述基础用电特征数据包括用电量、功率、电流、电压中的至少一项；所述高级用电特征数据包括启动电流脉冲含量、有功功率、电流畸变率中的至少一项；
S2.对治污设备的用电特征数据进行预处理，得到特征集；
S3.对所述特征集中的每一种用电特征数据进行归一化处理；
S4.把归一化处理后的特征集存储到标准用电特征库中。


2.根据权利要求1所述的标准用电特征库建立方法，其特征在于，步骤S1之后还包括：
S5.根据所述用电特征数据判断所述产污设备和治污设备是否均正常工作；若是，才执行步骤S2-S4；若否，则发出采集失败告警信号。


3.一种环保监测方法，其特征在于，包括步骤：
A1.获取被监测对象的产污设备和治污设备的用电特征数据；所述用电特征数据包括基础用电特征数据和高级用电特征数据；所述基础用电特征数据包括用电量、功率、电流、电压中的至少一项；所述高级用电特征数据包括启动电流脉冲含量、有功功率、电流畸变率中的至少一项；
A2.根据所述用电特征数据判断所述产污设备和治污设备的工作模式；
A3.根据所述产污设备和治污设备的工作模式在标准用电特征库中查询得到对应的所述治污设备的标准用电特征数据；所述标准用电特征库为采用如权利要求1-2任一项所述的标准用电特征库建立方法得到的标准用电特征库；
A4.对所述治污设备的用电特征数据进行归一化处理；
A5.计算所述治污设备的归一化处理后的用电特征数据与所述标准用电特征数据的总体相似度，用于与预设的相似度判定值对比以判断所述治污设备是否工作正常；所述总体相似度根据相似度判定目标函数和若干种单用电特征相似度加权计算得到。


4.根据权利要求3所述的环保监测方法，其特征在于，所述预设的相似度判定值包括第一相似度判定值；
步骤A5包括：
计算所述治污设备的归一化处理后的基础用电特征数据与对应的标准用电特征数据的第一总体相似度；
判断所述第一总体相似度是否大于所述第一相似度判定值；
若否，则判定所述治污设备工作异常。


5.根据权利要求4所述的环保监测方法，其特征在于，所述预设的相似度判定值包括第二相似度判定值；
步骤A5还包括：
计算所述治污设备的归一化处理后的高级用电特征数据与对应的标准用电特征数据的第二总体相似度；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁炳基，文享龙，蔡高琰，陈迪，陈声荣，
申请(专利权)人：广东浩迪创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44