基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统技术方案

本发明专利技术的名称为基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统。属于能源管理和节能技术领域。它主要是解决现有的能源管理系统无法对运行自动筛选设备状态得到精确的能效差异和安全运行状态差异的问题。它的主要特征是：包括在线分析模块、离线分析模块、时比分析模块和类比分析模块；在线分析模块实现设备能效和安全的实时在线诊断；离线分析模块记录设备相关的能效和安全的参数变量值；通过时比分析模块和类比分析模块，综合诊断得到设备的能效和安全的节能改进策略建议。本发明专利技术解决了大数据、多变量类型、设备工序繁杂条件下能效差异和运行状态差异的诊断问题，主要用于提升能源信息管理平台的实际应用节能效果。

【技术实现步骤摘要】
基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统
本专利技术属于能源管理和节能
，具体涉及一种基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统。
技术介绍
当前，能源短缺和环境污染问题已成为全球性的问题，国家高度重视节能减排工作，针对企业的能源使用的考核与监管日趋严格，同时提高能源使用效率本身也是企业提高竞争力，实现可持续发展的内在驱动力。在企业层面，随着各种节能项目的应用，单位产品能耗的下降的难度越来越大，越来越多的企业通过建设综合能源信息管理平台，完善能源统计监测体系，从而提高能源综合管理水平，实现综合系统节能。在现有的能源信息管理平台中，其实现节能方式都是首先建立能源数据的采集计量体系，在详细的能源信息计量的基础上，实现重点设备、各能源介质、工序和产品能耗能效指标的统计。因各种工业现场设备运行状态一直处于变化状态，反映设备和工序能效和运行安全的参数种类不同，数据量大，在现有的能源管理系统中仅仅实现能效指标和安全运行参数的数据汇总，仅能按时间顺序提供系统采集的数据集，无法对运行自动筛选设备状态得到精确的能效差异和安全运行状态差异。一种基于实时在线分析和模拟离线分析的能效与安全诊断技术通过数据滚动循环计算，结合系统数据的采集周期和特定状态周期分配，解决了大数据、多变量类型、设备工序繁杂条件下能效差异和运行状态差异的诊断问题，提升了能源信息管理平台实际应用节能效果
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统，通过数据滚动循环计算，结合系统数据的采集周期和特定状态周期分配，解决了大数据、多变量类型、设备工序繁杂条件下能效差异和运行状态差异的诊断问题。本专利技术的技术解决方案是：一种基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统，其特征在于：包括在线分析模块、离线分析模块、时比分析模块和类比分析模块；所述在线分析模块，根据设备和工序特征，确定设备和工段的能效及安全工艺参数变量，进行数据的运算和处理，根据当前时段均值与历史时段均值的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断；所述离线分析模块包括历史数据记录模块，记录设备相关的能效和安全的参数变量值；所述时比分析模块用于获得设备参数在不同时段的状态差异；所述类比分析模块用于获得多个设备在选定时段的状态差异；通过时比分析模块和类比分析模块，综合诊断得到设备的能效和安全的节能改进策略建议。本专利技术的技术解决方案中所述的在线分析模块包括数据采集模块、数据处理模块和诊断模块；所述数据采集模块根据设备和工序特征，确定设备和工段的能效及安全工艺参数变量；所述数据处理模块获取数据采集模块的数据，进行数据的运算和处理；所述诊断模块根据当前时段均值与历史时段均值的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断。本专利技术的技术解决方案中所述的数据采集模块按一定的周期间隔t采集设备或工段相关的能效和运行安全的工艺参数变量，将变量值分别定义为Ai,Bi,…，对应采集值分别记为（A0，A1，A2，…，An），（B0，B1，B2，…，Bn）,…；所述数据处理模块根据设备的运行参数，得到设备运行状态变化的时刻及变化后的状态值S，当设备处于运行状态定义为1，当设备处于停机状态定义为0；设定时间同期T，当在一个时间同期T内，设备状态全部为1时则记录该周期有效，否则记为无效；计算设定时间同期T各变量的均值，按日历时间，再分别计算获取在设备正常运行状态下的日均值、月均值、前三月均值和历史均值；所述诊断模块将当前时间周期均值与计算获取在设备正常运行状态下的日均值、月均值、前三月均值和历史均值进行对比，得到当前时间周期均值与日均值、月均值、前三月均值和历史均值的差异，从而发现当前运行状态与设备正常运行状态的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断。本专利技术的技术解决方案中所述的数据处理模块中设定时间同期T为15min；按15min周期，将能耗和运行安全的工艺参数变量进行分组，每组变量数为j=0.25/t；当Ti周期有效时，计算该周期内的各变量的平均值，按变量值为瞬时值和累积值分为两种算法，令Ai表示为瞬时值类型变量，Bi表示为累积值型变量，对应的平均值的算法分别如下：对于瞬时值类型的变量Ai，平均值Aave计算方法为：对于累积值类型的变量Bi，平均值Bave计算方法为：为每个周期T中变量的最后一个值，为该周期的前一个T周期的最后一个值；通过以上算法得到有效T周期的各变量的均值后，将每个有效周期的均值依次定义为，按日历时间，再分别计算对应的小时均值，日均值，月均值，前三月均值和历史均值；将小时均值记为Mh，将每个小时有效的周期数记为a，则将日均值记为Md,每天中12个小时小时均值记为每天12个小时中每个小时的效周期数记为得到日均值为月均值记为Mm，每月中每天的日均值记为该月中每一天的有效周期数记为p为该月的总天数，得到月均值为前三月均值记为M3m,将前1,2,3个月的月均值分别记为Md-1，Md-2，Md-3，三个月的有效周期记为得到前三个月的均值为历史均值记为MY，历史均值为所有历史有效值的和除以所有有效值的数量，为实现快速计算，历史均值每个月更新一次，定义上个月的历史均值为，当前月的历史均值为,则当前月的均值通过上月历史均值和当前月的月均值进行计算。令当前月的月均值为Mm，当前月的有效周期数为d，上月已经计算得到的历史均值为，上月统计历史均值时总历史有效周期数为e，当前月历史均值计算方法为：通过以上计算方法，对监测变量，按小时、日、月、月、月为周期，计算获取在设备正常运行状态下的日均值、月均值、前三月均值和历史均值。本专利技术的技术解决方案中所述的诊断模块中的当前时间周期为小时，在每个小时将当前的小时均值与日均值、月均值、前三月均值和历史均值进行对比，得到当前小时均值与日均值、月均值、前三月均值和历史均值的差异，从而发现当前运行状态与设备正常运行状态的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断。本专利技术的技术解决方案中所述的历史数据记录模块按15min为周期记录设备相关的能效和安全的参数变量值。本专利技术的技术解决方案中所述的时比分析模块是在数据记录模块的基础上得到设备参数在不同的日周期，月周期和年周期中的状态差异；所述的类比分析模块是在数据记录模块的基础上得到多个设备在选定日周期，月周期和年周期的状态差异。本专利技术的技术解决方案中通过时比分析模块和类比分析模块，综合诊断得到设备的精确能效差异和安全运行状态差异，输出对应的节能改进策略建议。本专利技术的优点是：与现有的能源管理中心系统相比，本专利技术根据企业不同的工艺和设备，结合安全和能效参数的特征，提出基于不同运行状态下数据采集、数据处理和数据诊断的方式，解决了大数据、多变量类型、设备工序繁杂条件下能效差异和运行状态差异的诊断问题。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统，其特征在于：包括在线分析模块、离线分析模块、时比分析模块和类比分析模块；所述在线分析模块，根据设备和工序特征，确定设备和工段的能效及安全工艺参数变量，进行数据的运算和处理，根据当前时段均值与历史时段均值的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断；所述离线分析模块包括历史数据记录模块，记录设备相关的能效和安全的参数变量值；所述时比分析模块用于获得设备参数在不同时段的状态差异；所述类比分析模块用于获得多个设备在选定时段的状态差异；通过时比分析模块和类比分析模块，综合诊断得到设备的能效和安全的节能改进策略建议。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统，其特征在于：包括在线分析模块、离线分析模块、时比分析模块和类比分析模块；所述在线分析模块，根据设备和工序特征，确定设备和工段的能效及安全工艺参数变量，进行数据的运算和处理，根据当前时段均值与历史时段均值的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断；所述离线分析模块包括历史数据记录模块，记录设备相关的能效和安全的参数变量值；所述时比分析模块用于获得设备参数在不同时段的状态差异；所述类比分析模块用于获得多个设备在选定时段的状态差异；通过时比分析模块和类比分析模块，综合诊断得到设备的能效和安全的节能改进策略建议。


2.根据权利要求1所述的基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统，其特征在于：所述的在线分析模块包括数据采集模块、数据处理模块和诊断模块；所述数据采集模块根据设备和工序特征，确定设备和工段的能效及安全工艺参数变量；所述数据处理模块获取数据采集模块的数据，进行数据的运算和处理；所述诊断模块根据当前时段均值与历史时段均值的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断。


3.根据权利要求2所述的基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统，其特征在于：所述的数据采集模块按一定的周期间隔t采集设备或工段相关的能效和运行安全的工艺参数变量，将变量值分别定义为Ai,Bi,…，对应采集值分别记为（A0，A1，A2，…，An），（B0，B1，B2，…，Bn）,…；
所述数据处理模块根据设备的运行参数，得到设备运行状态变化的时刻及变化后的状态值S，当设备处于运行状态定义为1，当设备处于停机状态定义为0；设定时间同期T，当在一个时间同期T内，设备状态全部为1时则记录该周期有效，否则记为无效；计算设定时间同期T各变量的均值，按日历时间，再分别计算获取在设备正常运行状态下的日均值、月均值、前三月均值和历史均值；
所述诊断模块将当前时间周期均值与计算获取在设备正常运行状态下的日均值、月均值、前三月均值和历史均值进行对比，得到当前时间周期均值与日均值、月均值、前三月均值和历史均值的差异，从而发现当前运行状态与设备正常运行状态的差异，实现设备能效和安全的实时在线诊断。


4.根据权利要求3所述的基于实时在线分析和模拟离线分析的能效安全诊断系统，其特征在于：所述的数据处理模块中设定时间同期T为15min；
按15min周期，将能耗和运行安全的工艺参数变量进行分组，每组变量数为j=0.25/t；
当Ti周期有效时，计算该周期内的各变量的平均值，按变量值为瞬时值和累积值分为两种算法，令表示为瞬时值类型变量，表示为累积值型变量，对应的平均值的算法分别如下：
对于瞬时值类型的变量平均值计算方法为：



对于累积值类型的变量平均值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏化，赵世运，梁鹏辉，周勇进，胡赛，
申请(专利权)人：万洲电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42