一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NOX浓度异常值处理方法技术

本发明专利技术涉及一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NO

A processing method for abnormal value of NOx concentration in flue gas based on standard deviation and median absolute deviation

【技术实现步骤摘要】
一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NOX浓度异常值处理方法
本专利技术涉及一种燃煤电厂脱硝系统过程参数监测方法，具体地说，涉及一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NOX浓度异常值处理方法。
技术介绍
氮氧化物是空气污染物的重要组成部分，如何处理燃煤电厂锅炉燃烧产生废气中的氮氧化物是当前的一大热点话题，而如何做到节能和环保的平衡成了目前的一个技术难点。根据脱硝出口氮氧化物数据可以调整供氨流量以确保反应剂完全合理的利用，有效节约成本。由于测点、数据采集流程中的一系列问题，测量数据势必存在误差，如何有效的降低误差，达到测量准确，做到节能降耗，使得氮氧化物偏差在可接受范围内，是非常有必要的。进一步地，燃煤电厂SCR（选择性催化还原方法）脱硝系统基于其较高的脱销效率，是大型火电机组脱硝系统改造首选类塑。SCR脱硝控制性能的优劣很大程度上依赖于参数的准确性和完整性，然而，SCR进出口的NOX、O2测量长期处于烟尘环境下，易出现部分参数失真；测量仪表定期吹扫、标定亦会导致测量值瞬间突变，吹扫时采集到的烟气失去真实性，测量值大幅变化，影响了测量准确度和相应时间。为了实现高效的SCR脱硝控制，有必要对烟气NOX浓度异常值进行处理，获得准确可用的NOX测量值。现有方法大多通过对特定场景的特定分析，采用一系列物理方法降低测量偏差，而缺少具有泛化能力的数据驱动方法进行异常值处理。另外，目前常用的如移动中位数滤波和标准差滤波的方法在滤波时易将正常突变值也作为异常值进行过滤，无法得到可靠的滤波效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NOX浓度异常值处理方法。这种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NOX浓度异常值处理方法，包括以下步骤：步骤1：采集n维历史SCR脱硝系统A侧烟气NOX浓度的测量值序列和B侧烟气NOX浓度的测量值序列，计算每一时刻和的差值，n由历史正常数据量和数据实际要求而定；步骤2：计算n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的均值和标准差；步骤3：依据n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的均值和标准差，设置上下限阈值：上式中，为下限阈值，为上限阈值；为阈值系数，由历史数据和实际业务要求确定；为n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的均值；为n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的标准差；步骤4：根据上限阈值和下限阈值对A侧和B侧NOX浓度实时测量数据的浓度差值进行标准差滤波，提取出异常值位置：步骤5：对步骤4处理后标注为异常区域的浓度差值对应的A侧和B侧NOX浓度测量值采用中位数区域滤波的方式处理；步骤6：根据步骤5计算得到的中位数值和绝对离差中位数，设置和的上下限阈值；上式中，为和的上阈值，为和的下阈值；为和中m个测量值的绝对离差中位数；表示中位数计算；为阈值系数，由实际业务要求确定；步骤7：分别计算步骤4处理后标注为异常区域的和序列中的测量值是否在上下限阈值内：若在和的上下限阈值内，则保留对应的测量值；若在和的上下限阈值外，则为离群值并将其剔除；步骤8：基于保留的和中的测量值，对步骤7所剔除的离群值进行拟合，将测量值序列填充还原为正常时序的烟气NOX浓度序列。作为优选，所述步骤1具体包括如下步骤：步骤1.1：采集n维历史SCR脱硝系统A侧烟气NOX浓度测量值序列和B侧烟气NOX浓度测量值序列，其中和为i时刻A侧和B侧烟气NOX浓度测量值，i=1,2,…n；步骤1.2：计算每一时刻A侧和B侧浓度差值，，i为时刻，i=1,2,…n。作为优选，所述步骤4具体包括如下步骤：步骤4.1、计算实时测量数据中每个A侧和B侧NOX浓度差值；步骤4.2、若实时测量数据中每个A侧和B侧NOX浓度差值<下限阈值，则浓度差值为离群值，将该浓度差值标注为异常区域；步骤4.3、若实时测量数据中每个A侧和B侧NOX浓度差值>上限阈值，则浓度差值为离群值，将该浓度差值标注为异常区域；步骤4.4、若实时测量数据中每个A侧和B侧NOX浓度差值满足：下限阈值≤浓度差值≤上限阈值，则该浓度差值为正常值。作为优选，所述步骤5具体包括如下步骤：步骤5.1、记由步骤4处理后标注为异常区域的和的测量值序列的数量均为m，分别计算和中这m个测量值的中位数值：步骤5.2、并分别计算和中m个测量值的绝对离差中位数；上式中，为经过步骤4处理后标注为异常区域内的和序列，为或，表示中位数计算。作为优选，所述步骤8中正常时序的烟气NOX浓度序列为异常值处理后的SCR脱硝系统中A侧烟气NOX浓度的测量值序列和B侧烟气NOX浓度。作为优选，所述步骤8中对步骤7所剔除的离群值采用插值法进行拟合。本专利技术的有益效果是：本专利技术为SCR系统进出口的NOX测量值存在异常的问题提供了一种新的处理方法，利用多测点的NOX测量值序列，通过基于标准差和绝对离差中位数的滤波方法对异常值进行处理，即得到可靠适用的烟气NOX浓度。该方法可利用相对简单的统计学方法处理烟气NOX浓度测量异常问题，并可进一步推广至其他测量异常问题。附图说明图1为本专利技术的异常值处理方法流程图；图2为中位数滤波方法流程图；图3为实例中A、B侧烟气NOX浓度测量值和A、B侧NOX浓度差；图4为实例中采用移动中位数滤波的结果图；图5为实例中采用标准差滤波的结果图；图6为实例中采用本专利技术方法进行标准差滤波及异常区域定位图；图7为实例中采用本专利技术方法进行标准差-中位数滤波的结果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。本专利技术针对SCR系统进出口的NOX测量值存在异常的问题，利用SCR系统多测点的NOX测量值序列，通过基于标准差和绝对离差中位数的滤波方法，对异常值进行处理，得到可靠适用的烟气NOX浓度。本专利技术通过两次滤波的方式，首先通过标准差滤波进行滤波并定位异常区域，随后针对异常区域采用中位数滤波的方法作进一步滤波处理，可得到更优的滤波效果，并且避免了正常突变值被处理的问题。本专利技术所提方法可处理烟气NOX浓度测量异常问题，并可进一步推广至其他测量异常问题。作为一种实施例，采用来自某电厂脱硝系统的烟气NOX浓度测量数据对本专利技术所提方法的有效性进行验证，使用该脱硝系统2020年3月1日由20:30至24:00的A、B侧烟气NOX浓度值，采样频率为3秒，数据长度为4200。如图1所示，本专利技术具体包括如下步骤：步骤1：采集某电厂SCR脱硝系统2020年3月1日由20:30至24:00的A测烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NO

【技术特征摘要】
1.一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气NOX浓度异常值处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采集n维历史SCR脱硝系统A侧烟气NOX浓度的测量值序列和B侧烟气NOX浓度的测量值序列，计算每一时刻和的差值；
步骤2：计算n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的均值和标准差；
步骤3：依据n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的均值和标准差，设置上下限阈值：






上式中，为下限阈值，为上限阈值；为阈值系数；为n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的均值；为n个A侧烟气NOX浓度和B侧烟气NOX浓度差值的标准差；
步骤4：根据上限阈值和下限阈值对A侧和B侧NOX浓度实时测量数据的浓度差值进行标准差滤波，提取出异常值位置：
步骤5：对步骤4处理后标注为异常区域的浓度差值对应的A侧和B侧NOX浓度测量值采用中位数区域滤波的方式处理；
步骤6：根据步骤5计算得到的中位数值和绝对离差中位数，设置和的上下限阈值；






上式中，为和的上阈值，为和的下阈值；为和中m个测量值的绝对离差中位数；表示中位数计算；为阈值系数；
步骤7：分别计算步骤4处理后标注为异常区域的和序列中的测量值是否在上下限阈值内：若在和的上下限阈值内，则保留对应的测量值；若在和的上下限阈值外，则为离群值并将其剔除；
步骤8：基于保留的和中的测量值，对步骤7所剔除的离群值进行拟合，将测量值序列填充还原为正常时序的烟气NOX浓度序列。


2.根据权利要求1所述基于标准差和绝对离差中位数的烟气NOX浓度异常值处理方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：
步骤1.1：采集n维历史SCR脱硝系统A侧烟气NOX浓度测量值序列和B...

【专利技术属性】
技术研发人员：范海东，周君良，解剑波，李清毅，王豆，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，浙江省能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33