(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111414942.0 (22)申请日 2021.11.25 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司连云港供 电分公司 地址 222000 江苏省连云港市海州区福路1 号 (72)发明人 杨斌　顾巍　郭海兵　孙海霞　 潘文文　伏彩中　 (74)专利代理 机构 北京智绘未来专利代理事务 所(普通合伙) 11689 代理人 张红莲　王萍 (51)Int.Cl. G06F 16/2458(2019.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 基于用电数据的村镇小型污水处理设施运 行监测方法 (57)摘要 本申请公开了基于用电数据的村镇小型污 水处理设施运行监测方法， 包括： 建立设施运行 异常的判别特征体系； 获取样本数据； 建立设备 用电量预测模 型和设备用电周期的预测模型； 获 取设备日用电量数据和居民日用电总量数据； 采 用模型得到设备用电量预测值和设备用电周期 的预测值及其置信区间； 将设备用电量预测值和 设备用电周期的预测值的置信区间分别与设备 用电量真实值和设备用电周期的真实值比较， 得 到第一异常设备清单和第二异常设备清单； 基于 第一异常设备清单和第二异常设备清单确定最 终的异常设备并对异常类型进行细化分类。 本发 明无需增加额外设施， 并且鉴于用电数据的不可 篡改特点， 能够确保预测结果真实可信， 可以节 省大量人力、 物力资源。 权利要求书4页 说明书10页 附图1页 CN 114116843 A 2022.03.01 CN 114116843 A 1.基于用电数据的村镇小型污水处 理设施运行监测方法， 其特 征在于： 所述方法包括以下步骤： 步骤1： 建立衡量村镇小型污水处理设施运行异常的判别特征体系， 包括判别特征： 设 备启停周期和固定时段的设备用电量， 所述设备启停周期即为设备用电周期； 步骤2： 获取样本数据， 包括 排污设备的历史日用电量和相应的村镇居民日用电总量； 步骤3： 对步骤2的样本数据进行固定时段汇总， 建立相应的设备用电量预测模型； 步骤4： 对步骤2的样本数据进行设备启停周期动态划分， 建立相应的设备用电周期的 预测模型； 步骤5： 对于所监测的污水处理设备， 获取设备日用电量数据和所在村镇的居民日用电 总量数据并进行固定时段汇总和设备启停周期动态划分； 其中， 设备日用电量数据进行固定时段汇总后得到设备用电量真实值； 设备日用电量数据进行周期动态划分后得到设备用电周期的真实值； 步骤6： 将固定时段汇总和周期划分后的居民日用电总量数据分别输入设备用电量预 测模型和设备用电周期的预测模型， 得到相应的设备用电量预测值和设备用电周期的预测 值及其置信区间； 步骤7： 将设备用电量预测值的置信区间和设备用电周期的预测值的置信区间分别与 设备用电量真实值和设备用电周期的真实值比较， 得到第一异常设备清单和 第二异常设备 清单； 步骤8： 基于第一异常设备清单和第二异常设备清单确定最终的异常设备并对异常类 型进行细化分类。 2.根据权利要求1所述的基于用电数据的村镇小型污水处理设施运行监测方法， 其特 征在于： 步骤1中， 所述固定时段包括周、 旬和月。 3.根据权利要求1所述的基于用电数据的村镇小型污水处理设施运行监测方法， 其特 征在于： 步骤2中， 筛 选设备运行状态和可信度满足要求的村镇获取样本数据， 具体的： 给定时间段， 获取村镇 排污设备的日用电量数据及设备 所在村镇居民日用电总量； 其中， 第i个设备在第j日的日用电量记为Yij； 第i个设备 所在村镇的居民在第j日的日用电总量记为Xij。 4.根据权利要求3所述的基于用电数据的村镇小型污水处理设施运行监测方法， 其特 征在于： 步骤3具体包括： 步骤3.1： 将步骤2获取的样本数据按照 固定时段进行汇总， 形成固定时段污水设备用 电量数据 和设备所在村镇居民用电总量数据 n1为固定时段 数量； 步骤3.2： 以固定时段所有的设备用电数据和相应的居民用电总量数据作为样本， 运用 回归分析 方法建立设备用电量预测模型： Y＝α0+α1X权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114116843 A 2其中， Y为固定时段的设备用电量预测值； X为设备所在村镇居民固定时段的用电总量； α0和 α1待估参数， 运用样本得到具体的数值。 5.根据权利要求1所述的基于用电数据的村镇小型污水处理设施运行监测方法， 其特 征在于： 步骤4具体包括： 步骤4.1： 对数据按照波动特征进行设备启停周期动态划分并计算相应周期内的居民 用电量； 对于第i个设备日用电数据Xi1,…,Xin， 从Xi1开始往后， 若某天的用电量达到给定区间 [0, α ]， 其中间隔的天数为第一个周期Ti1， 类似往后依次得到周期Ti2,…,Tik； α 是维持污水处 理设备待机的耗电上限， k 为周期数量且k≤n， n 为数据数量； 利用步骤2的居民日用电总量数据Xij， 计算出相应周期内的居民用电量Si1,…,Sik； 步骤4.2:以所有的设备用电周期数据和相应的居民用电量数据作为样本， 运用回归分 析方法建立设备用电周期的预测模型： T＝β0+β1S 其中， T为设备用电周期的预测值； S为周期内的居民用电量； β0和β1待估参数， 运用样本得到具体的数值。 6.根据权利要求1所述的基于用电数据的村镇小型污水处理设施运行监测方法， 其特 征在于： 步骤6中， 将固定时段汇总后的居民日用电总量数据输入设备用电量预测模型， 得到相 应的设备用电量预测值及其置信区间， 具体包括： 步骤6.1.1： 根据村镇人口规模确定固定时段并获取相应固定时段的居民用电量： 第i个设备 所在村镇居民在第k个固定时段的居民用电量 为 步骤6.1.2： 采用固定时段的居民用电量输入设备用电量预测模型， 得到相应的设备用 电量预测值及其置信区间： 以 作为自变量， 带入步骤3得到的相应的设备用电量预测模型， 得到设备用电量预 测值 及其置信区间 7.根据权利要求6所述的基于用电数据的村镇小型污水处理设施运行监测方法， 其特 征在于： 步骤6中， 将周期划分后的居民日用电总量数据输入设备用电周期的预测模型， 得到相 应的设备用电周期的预测值及其置信区间： 步骤6.2.1： 根据村镇人口规模确定周期， 并获取相应周期的居民用电量： 步骤6.2.2： 周期的居民用电量输入设备用电周期的预测模型， 得到相应的设备用电量 周期预测值及其置信区间： 将每个周期内的居民用电量 带入步骤4相应的设备用电周期的预测模型， 得 到每个周期内居民用电量下的设备用电周期的预测值 及其对应的置信区间权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114116843 A 3