工业大数据分析方差分析教学讲义.docx

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1、任务4.2方差分析任务概述方差分析又称“变异数分析”，是为了解决一个因素对另外一个因素是否存在显著性影响提出的，用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。本任务主要描述使用方差分析进行数据分析的过程。叶片结冰是风电领域的一个全球范围难题。低温环境所导致的叶片结冰、材料及结构性能改变、载荷改变的问题等，对风机的发电性能和安全运行造成较大的威胁。随着风机的设计功率不断提升，现有风机塔筒高度也在不断增长，因此即使在北部沿海和山区地区，冬季里大量风机都会触碰到较低的云层，在低温和潮湿环境下非常容易结冰。目前风机运行的实时数据主要由SCADA（注）系统进行存储，对叶片结冰故障的监测手段主要是比较风机实

2、际功率与理论功率之间的偏差，当偏差达到一定值后会触发风机的报警和停机。然而，触发报警时往往已经发生叶片大面积结冰现象，在这样的情况下运行会增加叶片折断损坏的风险。虽然许多新型风机都设计了自动除冰系统，但是实际应用中面临的挑战是很难对结冰的早期过程进行精确预测，以便能够尽早开启除冰系统。对结冰过程的预测准确度决定了除冰系统的效率、风机的效率损失和风机运行的风险。本任务中的案例使用的数据集来源自某台风力电机IOn1in间隔SCADA真实运行数据，主要有4个维度信息，分别为时间戳（Time）、风速（WindSpeedM功率（Power）和风轮转速（RotorSPeed）O数据文件：fengji_da

3、ta_t1_demo5.csv0数据集格式及属性字段说明：字段名称数据样例数据类型字段描述time2015/11/40:00字符型数据采集时间wind_speed1.096584281数值型(DOUB1E)风速generator_speed1.236889745数值型(DOUB1E)发电机转速power1.008939数值型(DOUB1E)网侧有功功率（kw）WirK1direCtiOn1.537073数值型(DOUB1E)对风角（）yaw_position-0.62627数值型(DOUB1E)偏航位置yaw_speed-0.03896数值型(DOUB1E)偏航速度pitch1_ang1e0.

4、222222数值型(DOUB1E)叶片1角度pitch1_moto_tmp-1.389数值型(DOUB1E)叶片1变桨电机温度acc_x-1.02399数值型(DOUB1E)X方向加速度acc_y0.061109数值型(DOUB1E)y方向加速度environment_tmp-0.8947数值型(DOUB1E)环境温度int_tmp-0.92206数值型(DOUB1E)机舱温度pitch1ng5_DC-0.8数值型(DOUB1E)叶片1ng5充电器直流电流pitch2_ng5_DC0.48数值型(DOUB1E)叶片2ng5充电器直流电流pitch3_ng5_DC-0.08数值型(DOUB1E)

5、叶片3ng5充电器直流电流frozen_state0布尔型(BOO1EN)结冰状态数据预览:通过本任务的学习:(1)能够对工业大数据中的变量进行方差分析。任务实现方差分析中因子为影响因素，因变量为分析因素。由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素,二是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。方差分析图4-2-1方差分析节点方差分析操作步骤如下：步骤1用户登录算法建模工具产品，打开“数据分析”，打开“挖掘分析”模型，如图4-2-2所示。百工亚大款提处理分析应用实训皇CC1TIndustria1BigDataProcessAna1ysisandAp

6、p1ication1abI1I算法建模园可视化分析挖遍分析寿耀馍工具膏去首页M用户管理我的挖底11138模型列表我的论症I111翊）论尼5图4-2-2挖掘分析模型步骤2：新建挖掘分析模型，在界面左侧菜单“数据管理一输入”菜单下,将“文件输入”节点拖至右侧建模区，如图4-2-3所示。文件输入数据内容数揖结构双击“文件输入”图标，打开文件输入界面，如图4-2-4所示。文件上传删除全部胞辱分区记录条敷100000点击笔功能说朗确定取消图4-2-4文件输入界面单击“文件上传”按钮，选择待上传的文件“fengji_data_t1de1TIo5.csv”,单击“打开”按钮，如图4-2-5所示。图4-2-5

7、文件上传系统将弹出读取配置窗口，如图4-2-6所示，单击“确定”完成文件读取配置。文件输入选择数据文件上传删除全部删除数据内容数据结构读取分隔符起始行去掉引号编码格式起始ASCIIQ提取表头覆盖同名文件确定取消口分区记录条数IoOOoO点击看看功能说明取消确定图4-2-6文件上传-读取配置可在文件输入节点中查看读取的数据内容及数据结构，如图4-2-7所示。单击“确定”按钮，完成文件输入节点配置。文件输入迸择数据文件上传删涂XQ数据内容S3S绡构csvfengji_data_t1_demo5timeWindjPeedgeneratOrjPeed2015/11/41860.4143105161.2

8、568325752015/11/41870.7904830791.2501849652015/11/418:080.2999835611.2568325752015/11/41890.488069S421.2734515992015/11/418:100.7462274831.2568325752015/11/418:110.3294872921.256832575口分区记ooo点击直春功能说朗确定取消图4-2-7数据内容和数据结构步骤3：在界面左侧菜单“统计分析”菜单下，将“方差分析”节点拖至右侧建模区，如图4-2-8所示。图4-2-8相关系数节点步骤4：构建模型，关系构建如图4-2-9所示，方差分析节点的D端口为数据集，G端口为结果数据集。文件方差分析H一举Q图4-2-9方差分析构建模型步骤5：在右侧建模区双击“方差分析”图标，进入方差分析配置界面，将左侧的“wind_speed”属性选择到右侧上面表格中，frozen_state”属性选择到右侧下面表格中，如图4-2-10所示。图4-2-10方差分析-节点配置单击“确认”，完成配置。步骤6：单击建模区右上角“运行”按钮，如图4-2TI所示。图4-2-11运行模型运行完成后，页面将自动跳转到洞察区，单击“方差分析”节点，可以查看其运行结果的数据图表，如图4-2-12所示。图4-2-12运行结果-图表