基于数据关联性的燃料电池数据分析系统和电子设备技术方案

本申请公开了一种基于数据关联性的燃料电池数据分析系统和电子设备，该系统包括：燃料电池大数据存储模块、关联信息存储模块和数据分析模块，燃料电池大数据存储模块，用于存储燃料电池的零部件参数、研发数据、生产数据和实时运行数据；关联信息存储模块，用于根据燃料电池大数据存储模块存储的数据，生成并存储燃料电池对应的多层目标数据之间的关联信息，并存储燃料电池的理论模型；数据分析模块，用于根据关联信息和理论模型构建多个神经网络模型，通过多个神经网络模型对燃料电池进行数据分析和故障预测。该系统定义了燃料电池的各级数据间的关联规则，便于根据数据分析需求提取相应的数据，提高了数据分析的效率和准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于数据关联性的燃料电池数据分析系统和电子设备


[0001]本申请涉及燃料电池
，尤其涉及一种基于数据关联性的燃料电池数据分析系统和电子设备。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种将氢燃料所具有的化学能直接转化为电能的装置。目前，质子交换膜燃料电池以其效率高、功率密度高、环境友好、重量轻和资源丰富等优势，已经在交通、分布式发电及工业生产等多个领域得到日益广泛的应用，成为最有前景的新型发电装置之一。在燃料电池的材料领域，通过机器学习预测材料性能的科学研究展现出巨大潜力，并且为提高燃料电池的竞争力，运用大数据分析进行材料筛选、结构设计和运行管理等方面的工作逐渐成为主流趋势。然而，燃料电池作为一个新兴产业，一些关键技术还未能完全得到充分验证，数据积累不足。
[0003]相关技术中，主要针对某一材料筛选或某种结构设计开发进行大数据分析，缺少针对燃料电池的开发、生产及运行等一个完整周期的大数据分析平台。
[0004]另外，识别燃料电池系统的复杂工艺过程可能发生的各种故障，监测燃料电池的工作效率和安全性尤为重要，针对数据进行燃料电池性能衰退分析(或称为“寿命预测”)及健康状态诊断(或称为“故障诊断”)提供了对燃料电池剩余寿命预测的方法，然而相关技术中主要是对锂电池汽车进行预测和诊断，而针对锂离子电池的故障分析与数学建模计算方法并不适用于燃料电池，因此，目前亟需一种适用于燃料电池系统的故障预测与分析方法。
[0005]并且，由于燃料电池系统设备及元器件众多，包含阀类、管路、电气设备、绝缘设备等，导致燃料电池系统的数据量较为庞大，而相关技术中进行大数据分析时，无法准确和高效的进行数据筛选和降噪，导致数据分析的精确性较低。

技术实现思路

[0006]本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0007]为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于数据关联性的燃料电池数据分析系统。该系统定义了燃料电池的各级数据间的关联规则，便于根据数据分析需求提取相应的数据，提高了数据分析的效率和准确性，解决了大数据分析在燃料电池领域应用过程中数据关联项不清晰的问题。
[0008]本申请的第二个目的在于提出一种电子设备。
[0009]为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于数据关联性的燃料电池数据分析系统，该系统包括：
[0010]燃料电池大数据存储模块、关联信息存储模块和数据分析模块，其中，所述燃料电池大数据存储模块、所述关联信息存储模块和所述数据分析模块相互连接，
[0011]所述燃料电池大数据存储模块，用于存储燃料电池的零部件参数、研发数据、生产数据和实时运行数据；
[0012]所述关联信息存储模块，用于根据所述燃料电池大数据存储模块存储的数据，生成并存储所述燃料电池对应的多层目标数据之间的关联信息，并存储所述燃料电池的理论模型；
[0013]所述数据分析模块，用于根据所述关联信息和所述理论模型构建多个神经网络模型，通过所述多个神经网络模型对所述燃料电池进行数据分析和故障预测。
[0014]另外，本申请实施例的分布式空冷燃料电池系统还具有如下附加的技术特征：
[0015]可选地，在一些实施例中，关联信息存储模块具体用于：根据所述燃料电池的历史数据和所述理论模型，建立所述燃料电池的材料参数之间的关联，所述历史数据包括所述零部件参数、所述研发数据和所述生产数据；根据所述历史数据和所述理论模型，建立所述燃料电池的材料参数与所述燃料电池的组件之间的关联；根据所述燃料电池的测试数据和专家知识，建立所述燃料电池的组件与所述燃料电池的单电池结构之间的关联；根据所述历史数据和所述理论模型，建立所述单电池结构与所述燃料电池对应的关键设备之间的关联；根据所述历史数据和所述燃料电池的衰减模型，建立所述关键设备和所述燃料电池所处的动力系统之间关联，以及外部环境因素与所述动力系统之间关联，以生成树状结构的所述多层目标数据之间的关联信息。
[0016]可选地，在一些实施例中，关联信息存储模块和所述数据分析模块通过数据传输接口相连，所述关联信息存储模块还包括：关联性查询子模块，所述关联性查询子模块，用于获取待研究的参数；所述关联信息存储模块，还用于基于所述关联信息确定与所述待研究的参数对应的数据集；所述数据分析模块，还用于通过所述数据传输接口从所述关联信息存储模块中提取出所述数据集。
[0017]可选地，在一些实施例中，数据分析模块包括：数据预处理子模块、统计分析子模块和机器学习子模块，所述机器学习子模块用于：从所述关联信息存储模块中获取与待训练的神经网络模型对应的理论模型；根据所述对应的理论模型编码所述待训练的神经网络模型。
[0018]可选地，在一些实施例中，数据预处理子模块用于：去除所述数据集中的毛刺数据；对所述数据集中的无效值进行补齐；通过独热码one
‑
hot标准化数据。
[0019]可选地，在一些实施例中，燃料电池大数据存储模块与远程监控系统、零部件物料管理系统和车间生产信息化管理系统远程连接，所述燃料电池大数据存储模块，具体用于：通过所述零部件物料管理系统获取所述燃料电池的零部件参数，并通过所述车间生产信息化管理系统获取所述研发数据和所述生产数据。
[0020]可选地，在一些实施例中，燃料电池大数据存储模块包括多个关系型数据库、第一非关系型数据库和分布式文件系统，所述燃料电池大数据存储模块，还用于：接收所述远程监控系统发送的所述燃料电池的实时运行数据；通过开源流处理平台或第二非关系型数据库对所述实时运行数据进行分析，并将分析结果存储至所述关系型数据库、所述第一非关系型数据库和所述分布式文件系统。
[0021]可选地，在一些实施例中，燃料电池大数据存储模块，还用于：检测接收的所述零部件参数、所述研发数据、所述生产数据和所述实时运行数据中是否存在重复数据；如果存在重复数据，则删除所述重复数据。
[0022]可选地，在一些实施例中，关联信息存储模块还用于：根据所述数据传输接口接收
的更新指令，对所述关联信息和所述理论模型进行对应的删除、增加或修改。
[0023]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请先通过集成式的开放型大数据存储模块，接入采购、研发、生产和运营端的数据存储系统，实现了不同来源的数据互不干扰和可交互性，并通过删除重复数据降低硬件要求，该大数据存储模块基于燃料电池产品结构存储数据，提高了存储数据的全面，适用于燃料电池的研发、生产、运行及售后等各个方面的数据分析需求。并且，根据技术和生产经验及理论模型得到燃料电池数据间的关联性，将其存储在系统中的关联数据存储模块，通过设置开放性的接口，便于根据实际运行状况增加、删除或修改关联信息，还提供了前端数据关联性查询界面，便于后续分析数据时准确、高效的提取出相关的数据，还通过存储关联参数的理论模型，在训练神经网络模型时提供检索，便于更加准确的进行数据分析。该系统还集成了多种机器学习算法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据关联性的燃料电池数据分析系统，其特征在于，包括：燃料电池大数据存储模块、关联信息存储模块和数据分析模块，其中，所述燃料电池大数据存储模块、所述关联信息存储模块和所述数据分析模块相互连接，所述燃料电池大数据存储模块，用于存储燃料电池的零部件参数、研发数据、生产数据和实时运行数据；所述关联信息存储模块，用于根据所述燃料电池大数据存储模块存储的数据，生成并存储所述燃料电池对应的多层目标数据之间的关联信息，并存储所述燃料电池的理论模型；所述数据分析模块，用于根据所述关联信息和所述理论模型构建多个神经网络模型，通过所述多个神经网络模型对所述燃料电池进行数据分析和故障预测。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述关联信息存储模块，具体用于：根据所述燃料电池的历史数据和所述理论模型，建立所述燃料电池的材料参数之间的关联，所述历史数据包括所述零部件参数、所述研发数据和所述生产数据；根据所述历史数据和所述理论模型，建立所述燃料电池的材料参数与所述燃料电池的组件之间的关联；根据所述燃料电池的测试数据和专家知识，建立所述燃料电池的组件与所述燃料电池的单电池结构之间的关联；根据所述历史数据和所述理论模型，建立所述单电池结构与所述燃料电池对应的关键设备之间的关联；根据所述历史数据和所述燃料电池的衰减模型，建立所述关键设备和所述燃料电池所处的动力系统之间关联，以及外部环境因素与所述动力系统之间关联，以生成树状结构的所述多层目标数据之间的关联信息。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述关联信息存储模块和所述数据分析模块通过数据传输接口相连，所述关联信息存储模块还包括：关联性查询子模块，所述关联性查询子模块，用于获取待研究的参数；所述关联信息存储模块，还用于基于所述关联信息确定与所述待研究的参数对应的数据集；所述数据分析模块，还用于通过所述数据传输接口从所述关联信息存储模块中提取出所述数据集。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓荷，杨建兴，熊思江，李松乔，贾子璇，陆维，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：