[發明專利]電站汽輪機組溫度傳感器虛擬冗余方法

無效

• 申請號: 201010172102.3
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101813920A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 忻建華;蘇明;杜光程;張東歐;葛佳男;葉春
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 周文娟

技術領域

本發明涉及一種電站機組溫度傳感器冗余方法，特別是一種大型電站汽輪機組溫度傳感器虛擬冗余方法，屬于電站自動化技術領域。

背景技術

由于電站汽輪機的大部分溫度傳感器需在高溫、高壓、高濕甚至振動的環境下工作，致使溫度傳感器容易損壞，損壞后也不易更換，而溫度傳感器對機組的壽命管理、設備的故障診斷以及電站經濟性能分析管理系統具有很重要的作用，一旦重要的溫度傳感器損壞，這些系統將無法繼續進行計算分析。

當溫度傳感器損壞后，現有的技術是采用如下的幾種冗余方法：

(1)硬件冗余。一些重要參數的溫度傳感器設置較高的硬件冗余，造成硬件費用增加，成本提高。而且有些傳感器由于汽輪機結構的特殊性，安裝在通流部分間隙很小的位置，無法進行硬件冗余。如果硬件冗余不足，一旦溫度傳感器損壞，壽命、故障診斷、性能分析系統在一個機組大修期內就會丟失重要的參數信息，不僅影響系統的正常運行和經濟性分析，還會因歷史數據的缺損影響機組狀態和壽命的評估。

(2)采用設計參數冗余。由于電站汽輪機組運行工況復雜，參數隨機波動很大，設計值與運行值之間相差很大，所以沒法應用；

(3)采用曲線擬合冗余。由于對象本身具有復雜的非線性、多變量和時變特征，采用簡單的曲線擬合方法往往存在較大的誤差，也很難滿足不同工況的計算和分析需要。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提出了一種電站汽輪機組溫度傳感器虛擬冗余方法，即在由現場數據傳感器組采集的數據和電廠計算分析軟件之間嵌入一個電站汽輪機組溫度傳感器虛擬冗余系統。該系統由數據庫模塊、傳感器故障識別模塊、人工控制下的在線學習建模模塊和溫度傳感器在線虛擬冗余實現模塊組成。

本發明是通過如下技術方案實現的，本發明方法包括：

步驟一、人工控制下的在線學習建模

(1)原始數據準備

選用電站機組某個重要測點的溫度傳感器A作為目標傳感器，其正常工作時候的數據作為目標數據，將容易測定的、或具有較多硬件冗余的、或經過傳感器故障識別認定是正確的、且與目標傳感器輸出參數具有強關聯的傳感器B、C、D、E、F...作為原始數據傳感器，其正常工作時候的數據作為原始數據，選取相同時刻的一組目標數據和原始數據作為一個樣本，每隔一個固定的時間間隔取一個樣本，取N組(N≥250)樣本構成一個原始數據集。

針對每個傳感器所測得的N個數據，可以找出其最大值和最小值。若有l個原始數據傳感器和一個目標傳感器，就有l+1個最大值和l+1個最小值。

(2)原始數據集歸一化

由于網絡計算數據范圍為[0，1]，因此，在進行訓練之前必須將原始數據集進行歸一化，以減小計算量和避免誤差的擴大。歸一化采用公式(1)計算：

xip=xip′-ximin′ximax′-ximin′---(1)]]>

其中：

i＝0表示目標傳感器，x’_0p表示原始數據集中第p組樣本的目標數據，x_0p為x’_0p歸一化后的值，稱為目標輸出參數；

i＝1，2，...，l，表示第i個原始數據傳感器，l為原始數據傳感器個數，x’_ip表示原始數據集中第p組樣本第i個原始數據，x_ip為x’_ip歸一化后的值，稱為原始輸入參數；