一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记方法及系统与流程

本发明属于环境工程、垃圾处理，具体涉及一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记方法及系统。

背景技术：

1、现阶段垃圾焚烧发电厂采用的统计垃圾焚烧的发电量的方法为电度表、智能电网技术、scada系统或者远程监测系统等，其中智能电度表因其高精度和高稳定性而被广泛使用，并且能提供远程读取和实时数据监控的功能，以便于垃圾焚烧发电厂进行更加高效的能源管理；然而在实时统计发电量的过程中，焚烧炉中垃圾会因为易燃气体的积累、压力积累、化学反应或者粉尘爆炸，从而产生爆炸性燃烧事件，虽知垃圾预处理和燃烧控制可对中偏高强度的爆炸性燃烧事件进行预防措施，但是并未能杜绝垃圾焚烧过程的中低强度的爆炸性事件发生，而爆炸性事件发生会导致垃圾焚烧的热能增加、燃烧速度加快以及热释放速率急剧升高，由于热能突然增加，使得垃圾焚烧发电装置产生的发电量或者燃烧程度也会瞬间激增。这种爆炸性燃烧事件的过程短暂，对垃圾焚烧发电装置的发电量总量监测进程带来的风险不大，但是会导致电度表实时测量的精确性有较大偏差，给垃圾焚烧过程中实时的调整垃圾给料量的过程带来了挑战，当涉及大数据应用的时候该实时监测数据的偏差也会导致大数据模型的分析效果下滑，最终损坏垃圾焚烧发电厂发燃烧控制系统的稳定性，因此亟须一种垃圾焚烧发电中爆炸性燃烧事件标记的方法来解决该技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记方法，所述方法包括以下步骤：

3、s100，在垃圾焚烧发电厂中布置爆炸燃烧标记场景；

4、s200，从爆炸燃烧标记场景获取温度值和压力值构成负荷数组；

5、s300，利用负荷数组计算获得各个时刻的爆燃性效态；

6、s400，根据爆燃性效态对爆炸性燃烧事件进行标记并存储到服务器。

7、进一步地，在步骤s100中，所述在垃圾焚烧发电厂中布置爆炸燃烧标记场景的方法是：在垃圾焚烧发电厂中布置爆炸燃烧标记场景，爆炸燃烧标记场景包括一个垃圾焚烧炉，垃圾焚烧炉的炉壁上均匀分布若干个由温度传感器和压力传感器组合形成的节点组，温度传感器和压力传感器均为耐高温传感器，其中温度传感器为热电偶温度传感器、铂电阻温度传感器或者红外温度传感器中的一种，压力传感器为应变片式压力传感器、陶瓷压力传感器或者电容式压力传感器中的一种。

8、进一步地，在步骤s200中，所述从爆炸燃烧标记场景获取温度值和压力值构成负荷数组的方法是：设定一个时间段作为爆燃监测区间efdd，efdd∈[5，30]分钟，在最近的efdd时段内，垃圾焚烧炉中的节点组均获得连续的温度值和压力值，将垃圾焚烧炉中的节点组在一个时刻下获得的温度值和压力值记为该时刻下节点组的负荷数组。

9、进一步地，在步骤s300中，所述利用负荷数组计算获得各个时刻的爆燃性效态的方法是：设定一个时间段作为爆燃监测区间efdd，设其取值范围为efdd∈[5，30]分钟，将爆燃监测区间内各个时刻下的负荷数组构建成序列并记为负荷数组序列als，其中负荷数组序列中各元素为包括温度值与压力值的二元组；

10、把负荷数组序列als中的第一个元素和最后一个元素对应的时刻分别记为初始时刻与最终时刻，提取负荷数组序列中各个元素的温度值形成温度序列tlist，提取负荷数组序列中各个元素的压力值形成压力序列plist，将温度序列中为极大值或者极小值的元素对应时刻记为热监测点，把各个热监测点对应压力值的调和平均值记为压峰度ppc；

11、把任一热监测点与其逆时间顺序搜索的首个热监测点之间的所有时刻记为热变监测区；将热变监测区内各个温度值的中位数记为该热变监测区的热衡征量hbl，以任一时刻下温度值与压力值的比值作为热压基准征量rcv_hp；

12、通过爆燃监测区间各个热变监测区的热衡征量与压峰度求得爆燃监测区间中任一时刻的爆燃子效态，以各个时刻爆燃子效态的平均值作为爆燃性效态des，其中爆燃子效态的计算方法为：

13、；

14、其中i1为时刻的序号，mms()代表归一化函数，tlist[i1]代表温度序列中第i1个时刻对应的元素，plist[i1]代表压力序列中第i1个时刻对应的元素,rcv_hpi1代表中第i1个时刻对应的元素热压基准征量，须知任一时刻的热衡征量hbl即为其对应热变监测区的热衡征量。

15、有益效果：由于上述爆燃子效态的计算过于依赖在热压基准征量，这种运算方式无法体现全局特征，会出现热监测点相关数据依赖性引起的部分分析单位量化幅度缺失问题，使得量化不够精确，然而现有技术无法解决爆燃性效态敏感度不足或者量化幅度缺失问题的问题，为了使热溢点的筛选更加可靠，对爆燃性效态使用的应用性更广，消除所述趋热模值数据不精确的的现象，所以本发明提出了一个更优选的方案：

16、优选地，在步骤s300中，所述利用负荷数组计算获得各个时刻的爆燃性效态的方法是：设定一个时间段作为爆燃监测区间efdd，设其取值范围为efdd∈[5，30]分钟，提取efdd时间段内各个时刻下节点组的负荷数组，并记为负荷数组序列，负荷数组序列中各元素为包括温度值t与压力值p的二元组，把负荷数组序列中的第一个元素对应的时刻分别记为初始时刻，提取负荷数组序列中各个元素的温度值形成温度序列；

17、在温度序列中从第二个元素开始按时间顺序遍历，如果一个时刻的温度值大于其前一时刻的温度值，并且其温度值大于温度序列中各个元素的平均值，则将该时刻记为热溢点，否则定义为非热溢点；以初始时刻与其按顺时间顺序搜索获得的最后一个热溢点之间包含的所有时刻作为爆燃分析区间；

18、在爆燃分析区间内，提取负荷数组序列中各个元素的温度值形成热溢序列alst，提取负荷数组序列中各个元素的压力值提取形成压溢序列alsp，并以alst[.]代表热溢序列中的元素，以alsp[.]代表压溢序列中的元素；把任一热溢点与其逆时间顺序搜索的前一个热溢点之间的所有时刻作为一个热溢样区，其中热溢样区不包含所述前一个热溢点，其中当前时刻默认设定为热溢点；

19、在爆燃分析区间中识别并获得若干热溢样区，在一个热溢样区内，把任一时刻对应温度值与该热溢样区内的热溢点对应温度值的比值记为该时刻的趋热模值stmv，把热溢点对应的压力值记为热溢压力tops，把非热溢点对应压力值的调和平均值记为压常态值，在热溢样区内把热溢点对应的热溢压力与压常态值的差值记为该热溢点的骤压差；

20、若热溢点的骤压差大于零，则将当前热溢点记为热溢奇点，将热溢奇点对应的节点组中的温度值与压力值分别记为热爆温度dtv与热爆压力dpv；以j1作为时刻的序号，根据热溢序列与压溢序列计算第j1个时刻的溢态征量psctpj1：

21、；

22、其中exp()为以e为底数的指数函数，alst[j1]代表热溢序列中第j1个元素，alsp[j1]代表压溢序列中第j1个元素；

23、根据热溢序列与压溢序列中的元素以及溢态征量求得爆燃子效态，以各个时刻爆燃子效态的平均值作为当前的爆燃性效态des，其中第j1个时刻的爆燃子效态计算方法为：

24、；

25、其中n1，n2为累加变量，mean<>为平均值函数，代表热溢奇点的数量，std.alst和std.alsp分别代表minmax归一化处理后的热溢序列与压溢序列，stmvj1代表第j1个时刻的趋热模值，dtvn1代表第n1个热溢奇点对应的热爆温度dtv，dpvn2代表第n2个热溢奇点对应的热爆压力dpv。

26、另外将alst[j1]代表热溢序列中第j1个元素，alsp[j1]代表压溢序列中第j1个元素，psctpj1代表负荷数组序列中第j1个元素的溢态征量；

27、有益效果：由上可见爆燃性效态是根据垃圾焚烧炉中不同位置的温度值和压力值进行的量化计算，通过对节点组在不同时刻下的横向比较，有效的量化了爆炸性燃烧事件发生时受影响因子的变化程度以及垃圾焚烧炉中区域特征的不稳定性，为实际场景中精确且灵敏的标记爆炸性燃烧事件提供更加可靠的数理支撑，增强了温度值和压力值骤增时刻的权重，提高了系统识别缺陷变化时刻的灵敏度，降低了垃圾焚烧过程中由于给焚烧炉加料导致温度和压力变化带来的不确定性风险。

28、进一步地，在步骤s400中，所述根据爆燃性效态对爆炸性燃烧事件进行标记并存储到服务器的方法是：设定一个时间段作为爆燃监测区间efdd，efdd∈[5，30]分钟，在最近的efdd时段内，任一时刻均获得一个爆燃性效态，记一个时刻下的爆燃性效态与其前一个时刻下的爆燃性效态的差值为第一燃损溢出，对于所有时刻获得一个连续的第一燃损溢出；记所有燃损溢出的上四分位点为第二燃损溢出，如果任一时刻下的第一燃损溢出大于第二燃损溢出，则将该时刻标记为爆炸性燃烧事件发生时刻，并将当前时刻到其前一个时刻的时段中电度表测量获得的数据作燃烧爆炸风险标记，形成爆燃性识别序列，并将爆燃性识别序列发送到服务器。

29、优选地，在步骤s400中，所述根据爆燃性效态对爆炸性燃烧事件进行标记并存储到服务器的方法是：根据服务器中存储的各个爆燃性识别序列进行大数据模型构建爆燃易发模型，其中采用的模型为回归模型、分类模型、聚类模型或者异常检测模型中的一种，通过这个模型进行爆炸性燃烧事件的标记并对即将发生的爆炸性燃烧事件进行趋势预测和分析，识别并标记潜在的爆炸性燃烧事件发生的时刻，利用这个模型得到的预测结果智能化地调节统计估算的发电量。

30、优选地，其中，本发明中所有未定义的变量，若未有明确定义，均可为人工设置的阈值。

31、本发明还提供了一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记系统，所述一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记系统包括：处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记方法中的步骤，所述一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记系统可以运行于桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑及云端数据中心等计算设备中，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器、服务器集群，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

32、场景布置单元，用于在垃圾焚烧发电厂中布置爆炸燃烧标记场景；

33、负荷数组获取单元，用于从爆炸燃烧标记场景获取温度值和压力值构成负荷数组；

34、爆燃性效态计算单元，用于利用负荷数组计算获得各个时刻的爆燃性效态；

35、标记调节单元，用于根据爆燃性效态对爆炸性燃烧事件进行标记并存储到服务器。

36、本发明的有益效果为：本发明提供一种基于垃圾焚烧发电的缺陷数据标记方法及系统，该方法及系统量化了垃圾焚烧炉在不同时刻下的爆燃性效态，爆燃性效态是根据垃圾焚烧炉中不同位置的温度值和压力值进行的量化计算，通过对节点组在不同时刻下的横向比较，有效的量化了爆炸性燃烧事件发生时受影响因子的变化程度以及垃圾焚烧炉中区域特征的不稳定性，增强了温度值和压力值骤增时刻的权重，提高了系统识别缺陷变化时刻的灵敏度，降低了垃圾焚烧过程中由于给焚烧炉加料导致温度和压力变化带来的不确定性形成的风险。