[发明专利]一种基于异常点及离群点检测的风机功率曲线数据预处理方法

权利要求书

1.一种基于异常点及离群点检测的风机功率曲线数据预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据待评估风机功率曲线获取需求，读取相应需求周期内总计N条待评估风机的SCADA系统中测量得到的风机运行数据信息，该信息包含风速{v_i}、有功功率{P_i}、桨距角{β_i}以及环境温度{T_i}，将信息数据集记为其中i＝1,2,3,…,N；

2)对步骤1)中的数据集进行异常点检测，并剔除异常点，保留余下不符合异常点特征的总计N_normal条运行数据作为风机标准运行数据集其中i＝1,2,3,…,N_normal；

3)利用步骤2)中标准运行数据集计算得出相应时刻空气密度集{ρ_i}，将标准运行数据集中的风速{v_i}修正为参考空气密度ρ₀下的修正风速

4)将步骤3)中修正后的标准运行数据集中的修正风速以及有功功率{P_i}合成功率曲线数据集{PC_i}，并以一定的风速间隔将功率曲线数据集{PC_i}划分为M个区间，记第k个区间的数据个数为N_k、功率曲线数据集为其中k＝1,2,3,…,M，i＝1,2,3,…,N_k；

5)分别对步骤4)中划分得到的每个区间的数据集进行标准差标准化，并对各个区间进行离群点检测，剔除离群点，然后进行标准差标准化还原；

6)将步骤5)中还原后的每个区间的数据集进行合并，得到最终功率曲线数据集作为预处理后的风机功率曲线数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于异常点及离群点检测的风机功率曲线数据预处理方法，其特征在于，所述步骤2)中，利用基于时间序列的风机功率曲线异常点判据进行异常点检测，包括两种情况：

情况1：根据风速{v_i}、有功功率{P_i}以及桨距角{β_i}定义基于时间序列的风机功率曲线异常点判据，如下表1所示：

表1风机功率曲线异常点基础判据

其中P_rated为风机额定有功功率，v_{cut_in}为风机切入风速，v_rated为风机额定风速，v_{cut_off}为风机切出风速，P_thres为有功功率阈值，β_thres为桨距角阈值。

情况2：通过SCADA系统获取风机状态{Cond_i}，根据风速{v_i}、有功功率{P_i}、桨距角{β_i}以及风机状态{Cond_i}定义基于时间序列的风机功率曲线异常点判据，如下表2所示：

表2风机功率曲线异常点改进判据

其中Cond_normal为风机正常运行状态，Cond_ls为风机低风速正常运行状态，Cond_hs为风机高风速正常运行状态，P_rated为风机额定有功功率，v_{cut_in}为风机切入风速，P_thres为有功功率阈值，β_thres为桨距角阈值。