阶跃式和交变性能耗的异常检测与能效优化

摘要

许多高能耗机器的能耗数据具有阶跃式、交变性和周期性的特点。提出了一种新的无监督异常检测方法,即基于雨流计数的局部离群因子算法,以应用于此类能耗数据的动态实时异常检测。首先采用雨流计数法对交变性能耗数据进行处理;然后使用高斯混合模型聚类算法将其划分为两个子空间;再使用局部离群因子算法检测各个子空间中的点异常;最后提出一种动态实时的自适应阈值。为了验证这种方法的优越性和有效性,采用来自铝型材挤压制造企业的实际能耗数据进行了仿真实验。结果表明,提出的方法能在0.3 s内准确、自动地检测出5个周期的能耗数据,且比经典的局部离群因子算法具有更高的检测精度。能效优化分析的结果表明,所提出的方法将铝型材挤压机的能源效率提高了2.9%,这为高能耗机器的低碳绿色转型提供了一个有效的解决途径。