一种数字化低碳社区能耗管理系统的制作方法

本发明涉及电力数据管理，具体涉及一种数字化低碳社区能耗管理系统。

背景技术：

1、低碳社区的电力能耗数据反映社区的用电情况，可用于评估社区电力的能耗情况和低碳表现。因此，对低碳社区的能耗数据进行管理非常重要。

2、现有技术通常直接对一组数据建立一个箱线图，当该组数据呈现一定变化趋势时，容易使通过箱线图分析获取的异常数据的可信度较低，导致对低碳社区的能耗数据的管理出现误差。

技术实现思路

1、为了解决对呈现一定变化趋势的所有数据建立一个箱线图，导致对低碳社区的能耗数据的管理出现误差的技术问题，本发明的目的在于提供一种数字化低碳社区能耗管理系统，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出了一种数字化低碳社区能耗管理系统，所述系统包括：

3、数据获取模块，用于获取低碳社区在历史时间段内每个时刻下电压值；

4、异常分析模块，用于获取每个时刻下电压值的分析电压集合；根据每个时刻下电压值的分析电压集合中每个电压值与其他电压值之间的差异，获取每个时刻下电压值的分析电压集合中每个电压值的初始异常度；

5、统计量可信分析模块，用于结合每个时刻下电压值的分析电压集合中电压值的离散程度、以及每个时刻下电压值与其相邻时刻下电压值的分析电压集合中电压值的离散程度之间的差异，获取每个时刻下电压值的统计量可信度；

6、箱线图可信分析模块，用于选取每个时刻下电压值的分析电压集合中每个电压值作为分析电压值，依据分析电压值的所述初始异常度与包含分析电压值的分析电压集合中分析电压值的所述初始异常度之间的差异，以及每个时刻下电压值的所述统计量可信度，获取每个时刻下电压值的箱线图可信度；

7、电压修正模块，用于结合包含每个时刻下电压值的分析电压集合对应的电压值的箱线图可信度，以及所述分析电压集合内每个时刻下电压值的所述初始异常度，从历史时间段的电压值中筛选出最终异常电压值；基于与每个最终异常电压值对应时刻邻近的电压值对每个最终异常电压值进行修正。

8、进一步地，所述获取每个时刻下电压值的分析电压集合的方法，包括：

9、将每个时刻下电压值与其之后预设数量个电压值按照时序排列，得到每个时刻下电压值初始的电压序列；

10、根据每个时刻下电压值的电压序列中电压值之间的相关系数，获取每个时刻下电压值的电压序列的电压相关度；

11、判断所述电压相关度是否大于预设相关阈值，若是，将每个时刻下电压值的电压序列中最后一个电压值对应时刻的下一时刻的电压值添加到所述电压序列中，对所述电压序列进行更新，直至更新后的电压序列的所述电压相关度小于或者等于预设相关阈值时停止更新；

12、由每个时刻下电压值更新后的电压序列中电压值构成每个时刻下电压值的分析电压集合。

13、进一步地，所述每个时刻下电压值的电压序列的电压相关度的计算公式如下：

14、；式中，r为每个时刻下电压值的电压序列的所述电压相关度；为每个时刻下电压值的电压序列中第i个电压值与第j个电压值之间的相关系数；n为每个时刻下电压值的电压序列中电压值的数量；norm为归一化函数。

15、进一步地，所述据每个时刻下电压值的分析电压集合中每个电压值与其他电压值之间的差异，获取每个时刻下电压值的分析电压集合中每个电压值的初始异常度的方法，包括：

16、选取任意一个时刻下的电压值作为目标电压值，根据目标电压值的分析电压集合中电压值获取目标电压值的箱线图，基于所述箱线图获取目标电压值的分析电压集合中的异常电压值；

17、将目标电压值的分析电压集合中除异常电压值之外的每个电压值的初始异常度设置为0；

18、选取目标电压值的分析电压集合中任意一个异常电压值作为目标异常电压值，将目标异常电压值与所述箱线图的上边缘值之间的差异作为上差异值，将目标异常电压值与所述箱线图的下边缘值之间的差异作为下差异值，将所述上差异值与所述下差异值中的最小值作为目标异常电压值的异常差距值；

19、结合每个时刻下电压值的分析电压集合中每个异常电压值与其他异常电压值之间的差异，以及所述异常差距值，获取每个时刻下电压值的分析电压集合中每个异常电压值的初始异常度。

20、进一步地，所述每个时刻下电压值的分析电压集合中每个异常电压值的初始异常度的计算公式如下：

21、；式中，为每个时刻下电压值的分析电压集合中第u个异常电压值的初始异常度；为每个时刻下电压值的分析电压集合中第u个异常电压值的所述异常差距值；为每个时刻下电压值的分析电压集合中第u个异常电压值；为每个时刻下电压值的分析电压集合中第v个异常电压值；m为每个时刻下电压值的分析电压集合中异常电压值的数量；为绝对值函数。

22、进一步地，所述每个时刻下电压值的统计量可信度的计算公式如下：

23、；式中，为历史时间段内第k个时刻下电压值的统计量可信度；为历史时间段内第k个时刻下电压值的分析电压集合中电压值的方差；m为历史时间段内第k个时刻下电压值的分析电压集合中所述异常电压值的数量；n为历史时间段内第k个时刻下电压值的分析电压集合中电压值的数量；为历史时间段内第k个时刻下电压值的所述箱线图的四分位距；为历史时间段内第k-1个电压值的所述箱线图的四分位距；为历史时间段内第k+1个时刻下电压值的所述箱线图的四分位距；为绝对值函数；exp为以自然常数e为底数的指数函数；a为预设第一正数；为预设第二正数。

24、进一步地，所述取每个时刻下电压值的箱线图可信度的方法，包括：

25、将包含分析电压值的分析电压集合中分析电压值的所述初始异常度的均值作为分析电压值的异常综合值；

26、结合每个时刻下电压值的分析电压集合中每个电压值的所述异常综合值与所述初始异常度之间的差异，以及所述统计量可信度，获取每个时刻下电压值的箱线图可信度。

27、进一步地，所述每个时刻下电压值的箱线图可信度的计算公式如下：

28、；式中，为历史时间段内第k个时刻下电压值的箱线图可信度；为历史时间段内第k个时刻下电压值的统计量可信度；为历史时间段内第k个时刻下电压值的分析电压集合中第i个电压值的初始异常度；为历史时间段内第k个时刻下电压值的分析电压集合中第i个电压值的所述异常综合值；n为历史时间段内第k个时刻下电压值的分析电压集合中电压值的数量；为绝对值函数；exp为以自然常数e为底数的指数函数。

29、进一步地，所述从历史时间段的电压值中筛选出最终异常电压值的方法，包括：

30、将包含所述目标电压值的分析电压集合对应的电压值作为目标电压值的关联电压值；

31、对于目标电压值的每个关联电压值，将关联电压值的分析电压集合内目标电压值的所述初始异常度与关联电压值的箱线图可信度的乘积，作为关联电压值的异常值；

32、将目标电压值的所有关联电压值的所述异常值的累加和作为目标电压值的综合异常度；

33、将所述综合异常度进行归一化得到目标电压值的最终异常度；

34、在历史时间段内每个时刻下电压值中，所述最终异常度大于预设异常阈值的电压值作为最终异常电压值。

35、进一步地，所述基于与每个最终异常电压值对应时刻邻近的电压值对每个最终异常电压值进行修正的方法，包括：

36、在历史时间段内每个时刻下电压值中，所述最终异常度小于或者等于预设异常阈值的电压值作为正常电压值；

37、利用每个最终异常电压值的预设窗口内的正常电压值的均值对每个最终异常电压值进行修正。

38、本发明具有如下有益效果：

39、本发明实施例中，为避免对所有电压值建立单一箱线图使对异常的电压值判断存在较大误差的问题，本发明对每个时刻下电压值建立箱线图，需获取每个时刻下电压值的分析电压集合；电压值与其他电压值之间的差异反映电压值的异常情况，据此获取每个时刻下电压值的分析电压集合中每个电压值的初始异常度；由于异常的电压值干扰，导致箱线图中数据统计量受到影响产生一定偏差，故并非每个时刻下电压值的箱线图对数据的异常分析结果均准确，统计量反映分析电压集合中电压值的离散程度，利用每个时刻下电压值与其邻近时刻下电压值的分析电压集合中电压值的离散程度之间的差异，获取每个时刻下电压值的统计量可信度；参与同一个电压值计算的相邻箱线图之间的数据差异，包含同一电压值的箱线图之间数据偏差，以及同一电压值的初始异常程度之间的差异，均能够反映箱线图可信程度；结合包含每个时刻下电压值的分析电压集合对应的电压值的箱线图可信度，以及分析电压集合中该电压值的初始异常度，提高通过箱线图分析获取的最终异常电压值的可信度，并对最终异常电压值进行修正，提高对低碳社区的能耗数据的管理的准确率。