[发明专利]基于信息熵的办公建筑空调日用能模式异常在线检测方法

权利要求书

1.一种基于信息熵的办公建筑空调异常日用能模式在线检测方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、建立不同工况下的正常日用能模式历史数据集合，具体为：

S1.1、获取历史数据，所述历史数据包括室外干球温度t和建筑空调能耗数据Q；

S1.2、数据转换，将获取的历史数据转换为建筑空调日用能记录，历史日用能记录数共记N条，记录当天的日期为Data，判断每条空调日用能记录对应日期的属性，统计其对应的实际开机时长，计算实际开机时的室外干球温度平均值；

S1.3、工况划分，将建筑空调日用能记录按日期属性、实际开机时长和开机时室外干球温度平均值进行工况划分，室外平均干球温度的离散化区间设定为t_c℃，记不同工况的总数为M；

S1.4、计算第k种工况下各条空调日用能记录的信息熵值；

S1.5、利用聚类算法对相同工况下各空调日用能记录的信息熵值进行聚类，通过聚类算法将数据聚成两类，即正常与异常的信息熵值簇，认为数据量较少的信息熵值簇为异常信息熵值簇，所述信息熵值作为反映相同工况下日用能模式的特征参数，从而区分该工况下正常日用能模式与异常日用能模式；

S1.6、输出聚类结果，删除异常信息熵值簇，建立第k种工况下正常日用能记录数据集合，即第k种正常日用能模式，删去异常数据后该工况下的日用能记录共有N′_k条；

S1.7、对于所有工况重复上述步骤S1.4～S1.6过程，直至M种工况下的正常日用能记录数据集合都建立完毕；

S2、建筑异常日用能模式在线检测，具体包括：

S2.1、建筑空调能耗数据在线采集；

S2.2、判定新采集的空调日用能记录所属工况，所述新采集的空调日用能记录简称新日用能记录，即判断新日用能记录的日期属性、统计开机时长，计算开机时的室外干球温度平均值，然后根据上述条件判断新日用能记录所属工况；

S2.3、将新日用能记录与相同工况下的历史日用能记录数据集合一起建立距离矩阵，输出信息熵值；

S2.4、利用聚类算法对信息熵值进行聚类，聚类结束后判断新日用能记录所在聚类簇中对象的个数；

S2.5、当聚类簇中对象个数为1，则判断新日用能记录为异常用能模式，进行记录报警；当聚类簇中对象个数不为1，则判断新日用能记录为正常用能模式，加入其所属用能工况的正常日用能记录数据集合，用于下一个检测周期的异常日用能模式检测；

S2.6、异常日用能模式在线检测结束。

2.根据权利要求1所述基于信息熵的办公建筑空调异常日用能模式在线检测方法，其特征在于，步骤S1.2具体如下：

第i条记录包括日期及日期属性、室外干球温度t_i,j、空调能耗Q_i,j，其中j＝△,2△,…,W△，△为能耗数据采集步长,W＝24h/△，h为小时，所述采集步长为15分钟、半小时、1小时或2小时，每条用能记录的数据时间跨度为一个自然日；当天空调初始开机时刻为n_i△，能耗数据采集步长为△，实际开机时长为p_i△，计算当日空调开机时段的室外干球平均温度

3.根据权利要求1所述基于信息熵的办公建筑空调异常日用能模式在线检测方法，其特征在于，步骤S1.4具体为：构造第k种工况下的输入能耗矩阵Q^k，建立距离矩阵D^k；

假设第k种工况下的用能记录条数为N_k，能耗数据采集步长为△；

式中，为第k种工况下第i天第j时刻的能耗；

式中，为第k种工况下第i天和第i′天的日用能记录之间的欧式距离，i,i′∈[1,2,…,N_k]；

D^k的计算公式：当i＝i′，

计算距离贡献度矩阵：式中，为第k种工况下对整体距离的贡献度

计算第k种工况下N_k条日用能记录的信息熵值，第i条日用能记录的信息熵值计算式如下:其中，C_k为常数，C_k＝1/ln(N_k)，N_k为第k种工况下的能耗数据记录条数；

输出第k种工况下所有日用能记录的信息熵值列向量：