Pelnas:
- Gebėjimas atpažinti SCADA struktūrą, vienetus ir tipines kokybės problemas, išmaniuosius skaitiklius ir rinkos duomenis
- Galimybė aptikti trūkstamus duomenis, iškrypimus ir laiko žymų problemas, susijusias su dirbtiniu intelektu, ir nustatyti valymo darbo eigą
- Galimybė patikrinti spąstus, tokius kaip skiriamoji geba, laiko juosta ir vasaros laikas energijos laiko eilutėse AI išvestyje
Beveik visa energijos analizė prasideda laiko eilutėmis: matavimais, išdėstytais išilgai laiko ašies. 15 minučių skaitiklio suvartojimas, antrasis turbinos sukimosi greitis, tiektuvo (paskirstymo linijos) valandinė srovė - visa tai yra laiko eilutės. Šiame skyriuje sužinosime, iš kur gaunami energijos duomenys, kokių spąstų juose yra ir kaip panaudoti dirbtinį intelektą, kad šie duomenys būtų patikimi. Nustatykime šį principą nuo pat pradžių: net pati protingiausia analizė su nešvariais duomenimis duoda nešvarų rezultatą. Energetikos inžinerijoje didžioji dalis laiko skiriama ne modeliui, o duomenų patikimumui, o dirbtinis intelektas šioje dalyje yra saugiausias.
Energijos duomenų šaltiniai ir struktūra
Energijos duomenys pirmiausia gaunami iš kelių šaltinių. SCADA (priežiūros kontrolės ir duomenų rinkimo sistema) renka momentinius matavimus iš skirstomojo skydo ir tinklo įrangos; Paprastai tai yra sekundžių arba minučių skiriamoji geba ir apima tokius kiekius kaip įtampa, srovė, galia ir temperatūra. Išmaniojo skaitiklio duomenys paprastai matuoja suvartojimą 15 minučių intervalais ir yra sąskaitų išrašymo ir paklausos analizės pagrindas. Meteorologiniai duomenys (temperatūra, apšvita, vėjo greitis) yra gamybos ir paklausos prognozavimo įvestis. Rinkos duomenys (valandinės kainos) yra ekonominės analizės įvestis.
Bendras šių duomenų bruožas yra tas, kad juose yra laiko žyma (datos ir laiko žyma, kuriai priklauso kiekvienas matavimas) ir viena ar daugiau matavimo verčių. Tai yra pats svarbiausias momentas: jei laiko žyma nesuprantama teisingai, visa kita žlunga.
Skiriamoji geba, laiko juosta ir vasaros laiko spąstai
Stebėtinai didelė energijos duomenų klaidų dalis kyla iš laiko ašies. Išskirkime tris spąstus.
Rezoliucijos painiava. Ar skaitiklis rodo 15 minučių energiją (kWh) ar momentinę galią (kW)? Jas sudėjus gaunami skirtingi rezultatai: keturių kW reikšmių vidurkis 15 minučių yra galia, o keturių dydžių suma neatitinka valandinės energijos (reikalinga ketvirčio valandos energijos suma). Neįmanoma atlikti sumavimo nesuvokus vieneto ir skiriamosios gebos kartu.
Laiko juosta. Ar duomenys saugomi vietiniu laiku (TRT/UTC+3 Turkijoje) ar visuotiniu laiku (UTC)? Dvi serijos iš skirtingų sistemų gali būti skirtingose laiko juostose; Trijų valandų pamaina derinant sutrikdo visą piko valandų analizę.
Vasaros laikas (DST). Šalyse, kurios pereina prie vasaros laiko, valanda kartą per metus „dingsta“, o kartą per metus „pasikartoja“. Tai sukuria 23 arba 25 valandų dienas ir sulaužo valandinius profilius. Kadangi Türkiye nuo 2016 m. įdiegė nuolatinį vasaros laiką (UTC+3), ši problema nerodoma vietiniuose duomenyse, tačiau vis tiek susiduriate su ja dirbant su tarptautiniais ar senais duomenimis.
Pastaba: ar laiko žymos etiketė „diapazono pradžia“ ar „diapazono pabaiga“? Ar įrašas, pažymėtas 14:00, nurodo 14:00–14:15 arba 13:45–14:00? Šis vienintelis sprendimas gali pasukti didžiausią laikrodį viena dalimi. Aiškiai nurodykite šią taisyklę kiekvieno duomenų rinkinio pradžioje.
Žingsnis po žingsnio: duomenų paruošimo darbo eiga naudojant dirbtinį intelektą
1 žingsnis – atradimas. Žinokite duomenis: kiek eilučių, koks diapazonas, kokia skiriamoji geba, koks vienetas? Suteikus AI pirmuosius kelis šimtus eilučių ir apibendrinus struktūrą, greitai paaiškėja stulpelių reikšmės ir galimi vienetai. Tačiau AI vieneto įvertis yra hipotezė; Tai patvirtina pirminis dokumentas.
2 veiksmas – standartizuokite laiko juostą. Prisijunkite prie vienos laiko juostos, pataisykite skiriamąją gebą, nurodykite žymos taisyklę (pradžia / pabaiga). AI gali generuoti kodą, kuris aptinka netaisyklingus intervalus ir trūkstamas laiko žymes.
3 veiksmas – neužbaigti ir pasikartojantys įrašai. Ryšio gedimai sukuria tuštumą ir vėl dvigubą įrašymą. AI sukuria taisyklių rinkinį, žymintį spragas ir dubliavimus; trumpus tarpus (pvz., vieną 15 minučių) galima užpildyti tinkamu metodu, ilgos spragos neįtraukiamos į analizę ir pranešamos.
4 veiksmas – nuokrypiai. Neigiamas suvartojimas (negaminamas), galia viršija fizinę viršutinę ribą, staigūs šuoliai. AI siūlo statistinį ir taisyklėmis pagrįstą nuokrypių aptikimą; Tačiau nuokrypis ne visada yra klaida – tai taip pat gali būti tikras įvykis (pavyzdžiui, gamyklos prisijungimas prie interneto). Inžinierius daro šį skirtumą.
5 veiksmas – patikrinimas. Išvalyti duomenys tikrinami naudojant fizinius inkarus: saulėtekis / saulėlydis turi iš naujo nustatyti saulės generaciją, nakties apkrova turi būti mažesnė nei dienos metu, bendra energija turi atitikti sąskaitą.
Trys mini dėklai: pagal numerius
1 atvejis – vienos valandos paslydimas. Vieno analitiko saulės energijos gamybos duomenys parodė, kad vidurdienio pikas buvo 14:00, o ne 13:00. Problema buvo ne su skydeliu; Duomenys buvo UTC, bet manoma, kad tai vietos laikas. Pastebėjus trijų valandų pamainą (produkcijos atsiradimas prieš saulėtekį išdavė inkarą), visa analizė pagerėjo; Dėl klaidingo aiškinimo buvo užkirstas kelias investiciniams sprendimams.
2 atvejis – pasikartojantys įrašai. Vieno paskirstymo tiekėjo 30 dienų valandiniuose duomenyse bendras suvartojimas buvo maždaug 4 procentais didesnis nei tikėtasi. AI padedamas pakartojimo aptikimas parodė, kad kai kurios valandos buvo įrašytos du kartus, kai ryšys vėl buvo prijungtas. Išvalius 68 pakartotinius įrašus, bendra suma atitiko sąskaitą.
3 atvejis – klaidingi nuliai. Nutrūkus ryšiui, vienas skaitiklis suvartojo suvartojimą kaip „0“; Tačiau vartojimas tęsėsi. Šie klaidingi nuliai sumažino vidurkį ir suklaidino paklausos prognozę. AI pasiūlė taisyklę „Tikrinti 0 reikšmes kartu su buvimo vėliava“; klaidingi nuliai buvo pažymėti kaip trūkstami duomenys ir atskirti nuo tikrųjų nulių (pvz., uždara darbo vieta).
Silpnas raginimas / stiprus raginimas
Silpnas raginimas:
Išvalyti šiuos skaitiklio duomenis.[data]
Galingas raginimas:
Jūsų vaidmuo: Energetikos duomenų analitikas. Šie skaitiklio duomenys yra 15 minučių intervalais, vietos laiku (UTC+3), laiko žyma nurodo intervalo PRADŽIĄ, vienetą kWh.Užduotys:1) Išvardykite trūkstamas laiko žymes ir pasikartojančius įrašus (skaičius ir laikas).2) Atskirai pažymėkite neigiamą vertę ir reikšmes, viršijančias fizinę viršutinę ribą (sutartinė galia 25 kW); neištrinkite, tiesiog pažymėkite.3) Pasiūlykite patikrinti, kaip atskirti klaidingus nulius nuo tikrų nulių, kurie įtariami nesusikalbėję. Neužpildykite jokių verčių patys; Pirmiausia nustatykite jį ir aš patvirtinsiu užpildymą.
Galingas raginimas nuo pat pradžių pateikia skiriamąją gebą, laiko juostą, žymos taisyklę ir viršutinę ribą; Ji nustato dirbtinio intelekto discipliną „pirmiausia aptikti, vėliau paklausti“. Tokiu būdu duomenys nebus tyliai sugadinti.
Keturi kopijuojami šablonai
1) Duomenų profiliavimas:
Sukurkite šių duomenų profilį: eilučių skaičius, dienų seka, skiriamoji geba, numatomas kiekvieno stulpelio vienetas ir reikšmė, trūkstamas rodiklis, min/maks/vidurkis. Vieneto įvertinimus pažymėkite žyma „reikia patikrinti“.
2) Laiko ašies valdymas:
Šioje laiko eilutėje aptikkite: (a) spragas už numatomo diapazono, (b) pasikartojančias laiko žymas, (c) galimus poslinkius dėl vasaros laiko / laiko juostos. Išvardykite kiekvieną radinį su jo laiko intervalu. Atskirai parašykite savo taisymo pasiūlymą; TAIKYMAS.
3) Išskirtinės taisyklės:
Pažymėkite nuokrypius naudodami šias fizines ribas: galia 0–[X] kW, temperatūra [A]–[B] °C. Taip pat sudarykite atskirą statistinių nuokrypių sąrašą (pvz., per daug nukrypstančių nuo medianos). Dėl kiekvienos nuokrypio iškelkite klausimą „galima klaida arba tikrasis įvykis“; Leisk man nuspręsti.
4) Patikrinimas po valymo:
Patikrinkite išvalytus duomenis šiais fiziniais inkarais ir praneškite apie neatitikimus: saulės energijos gamyba naktį turėtų būti nulinė; bendra energija turi neviršyti numatomo sąskaitos lygio; Naktinis krūvis turi būti mažesnis už dienos piką. Užrašykite kiekvieno inkaro patvirtinimą / nesėkmę.
Duomenų kokybės problemų lentelė
problema
simptomas
patvirtinimo inkaras
Laiko juostos poslinkis
Viršutinis laikrodis yra nelogiškoje vietoje
Sulygiuokite su saulėtekiu / saulėlydžiu
Vasaros laikas (DST)
23/25 valandų dienos
Suskaičiuokite dienos trukmę
netikras nulis
0 nutrūkus ryšiui
Derinkite su komunikacijos vėliavėle
persiregistruoti
Virš visos sąskaitos
Patikrinkite laiko žymos unikalumą
Vieneto painiava
Reitingas 60/1000 kartų iškrypęs
Patikrinkite kW↔kWh konversiją
neigiama vertė
Neigiamas vartojimas, kai nėra gamybos
Fizinio ženklo taisyklė
Dažnos klaidos
- Tyliai užpildyti trūkstamus duomenis nuliu. Nulis reiškia „nėra vartojimo“, o ne „nėra duomenų“; sumaišius abu iškreipia vidurkį ir prognozę.
- Automatiškai ištrinti iškrypimą. Išskirtinis įvykis gali būti tikras įvykis; Prieš ištrinant būtina atlikti inžinieriaus peržiūrą.
- Darant prielaidą, kad laiko juosta. Pasakymas „turbūt vietinis“ yra viena brangiausių klaidų; Visada patikrinkite iš šaltinio.
- Tirpumas surenkamas maišant. Pridėjus galios (kW) vertes kaip energiją (kWh), gaunama neteisinga suma.
- Netikrina švaros. Išvalyti duomenys taip pat gali būti sugadinti; Būtinai išbandykite jį su fiziniais inkarais.
Patarimas: kiekvieną duomenų valymo žingsnį surašykite į „duomenų žurnalą“: kiek įrašų buvo pažymėta, kiek jų užpildyta, kokia taisyklė buvo naudojama. Šis žurnalas užtikrina atkuriamumą ir tikrinamumą; po metų "iš kur atsirado šis skaičius?" atsako į klausimą.
Apibendrinant
Energijos analizės pagrindas yra švari laiko eilutė. Duomenys gaunami iš SCADA, skaitiklio, meteorologijos ir rinkos; kiekvienas turi skiriamąją gebą, vienetą, laiko juostą ir vasaros laiko spąstus. Dirbtinis intelektas yra labai galingas paspartindamas trūkstamų / pasikartojančių / pašalinių objektų aptikimą, tačiau sprendimus dėl ištrynimo ir užpildymo turėtų priimti inžinierius, o rezultatas turėtų būti patvirtintas naudojant fizinius inkarus. Jokia analizė nėra patikima be tinkamo laiko žymos supratimo.
Taikymo užduotis
Paimkite į ranką energijos laiko eilutę (skaitiklis, gamyba ar temperatūra). Prašykite dirbtinio intelekto kokybės ataskaitos naudodami „Laiko juostos audito“ ir „Duomenų profiliavimo“ šablonus. Tada rankiniu būdu patikrinkite tris dalykus: ar teisingi vienetai ir skiriamoji geba, ar didžiausias laikrodis yra fiziškai pagrįstas, ar bendra energija atitinka sąskaitą? Trumpai aprašykite aptiktą duomenų kokybės problemą ir kaip ją išsprendėte.
kontrolinis sąrašas
- [ ] Patvirtinau duomenų šaltinį, skiriamąją gebą ir vienetą
- [ ] Paaiškinau laiko juostos ir laiko žymos etiketės taisyklę (pradžia / pabaiga)
- [ ] Patikrinau 23/25 valandų dienų riziką dėl vasaros laiko
- [ ] Aptikau trūkstamus ir pasikartojančius įrašus ir apie juos pranešiau
- [ ] Išskyrimus išnagrinėjau išskirdamas „klaidą ar įvykį“
- [ ] Atskyriau netikrus nulius nuo tikrų nulių
- [ ] Išvalytus duomenis patikrinau fiziniais inkarais ir vedžiau duomenų žurnalą