[發明專利]一種基于多維變量樣本信息庫的水電機組狀態報警方法

有效

• 申請號: 201310373423.3
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103456141A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王輝斌
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;湖南省電力公司科學研究院;湖南省湘電試研技術有限公司
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G06F17/30
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 陳立武

技術領域

本發明屬于水力發電設備技術領域，具體涉及一種基于多維變量樣本信息庫的水電機組狀態報警方法。

背景技術

隨著我國經濟和電力事業的飛速發展，水力發電在電網中所占據比例在逐年提高，水電機組在大型電網的調峰、調頻、調相及保證電網安全運行中發揮著越來越大的作用。作為水電廠的主要設備，水電機組運行狀態是否安全平穩，直接關系到水電廠的安全以及電網的穩定。因此，對水電機組的工作狀態進行有效的監測與報警，已是關系到水電廠安全、電網穩定、電廠經濟效益與社會效益的關鍵因素。

水電機組異常振動，往往能導致結構件損壞、轉輪裂紋，嚴重時引發頂蓋撕裂、水淹廠房、水輪機減壓板損壞事故。隨著自動化水平提高，水電機組振動擺度監測系統逐步在各水電廠推廣應用。目前水電機組狀態報警方法通常是參照國標要求設置幅值報警值。眾所周知，水電機組運行狀態，包括機組振動、擺度、水壓脈動等參數，均與水頭、機組負荷、溫度、轉速、發電機勵磁等因素有關，尤其水電機組在工況調節過程或在振動區運行時狀態會短暫變差，常規的報警系統未根據機組運行工況進行區別對待，這樣就有可能會出現機組振動擺度幅值瞬時變大導致誤報警的情況。而且常規報警方法未對機組狀態變化趨勢進行監測和報警，當機組存在安全隱患已經導致運行狀態發生改變、而又未達到報警值時，常規報警系統并不能及時進行監測、報警。因此，有必要盡快設計出一種能區分工況、自動識別機組狀態變化的報警方法，以便能夠及時發現水電機組隱患、提高報警的準確性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對目前常規水電機組狀態報警系統的上述缺陷，提供一種基于多維變量樣本信息庫的水電機組狀態報警方法。

本發明的技術方案，所提供的一種基于多維變量樣本信息庫的水電機組狀態報警方法，是在水電機組狀態監測系統中建立多維變量樣本信息庫，樣本信息庫的采集對象為表征機組運行狀態的參量，即水電機組運行樣本，如機組部件振動、導軸承大軸擺度、流道內水壓脈動、包含絕對效率和相對效率的水輪機效率、水輪機空蝕、噪聲、發電機氣隙、溫度，各參量的信息包含有幅值、均值、頻譜、相位。樣本信息庫的多維變量為表征機組工況的水頭、有功負荷、無功負荷、轉速、勵磁電流、勵磁電壓。將采集到的機組狀態參量與多維變量相關聯，建立多維變量樣本信息庫以綜合表征機組運行狀況。水電機組在檢修結束或缺陷消除后，建立初始樣本庫。隨著運行時間延長，水電機組的狀態（包含機械狀態、水力狀態、電氣狀態）將發生變化，亦會導致多維變量樣本庫的信息發生改變。在隨后機組運行過程中用實時樣本庫與初始樣本庫進行對比，如發現樣本庫特征量變化超出規定的閥值則予報警并保存樣本，如無變化則定期保存樣本。具體來說該方法的實現包括如下步驟：

（1）、獲取狀態參量和多維變量。使用常規方法，采集并在線搜索水電機組狀態監測系統采集的待報警水電機組的狀態參量及多維變量，具體參量及多維變量取決于接入狀態監測系統的監測量。其中所述狀態參量包括振動、擺度、水壓脈動、水輪機效率、發電機氣隙量、水輪機空蝕量、噪音量、溫度，各個參量的信息包含頻譜、幅值、相位、均值；所述多維變量包括水頭、有功負荷、無功負荷、轉速、勵磁電流、勵磁電壓；

（2）、建立多維變量信息樣本庫。將步驟（1）搜索到的待報警水電機組的狀態參量的信息與待報警水電機組的多維變量進行信息關聯并設置分段，然后使用常規方法建立所述待報警水電機組的多維變量信息樣本庫。根據所儲存的狀態參量及多維變量的性質，依次建立實時樣本信息庫、初始樣本信息庫、歷史樣本信息庫：實時多維變量信息樣本庫所存儲的狀態參量及多維變量為實時量；初始多維變量信息樣本庫所存儲的狀態參量及多維變量為初始量；歷史多維變量信息樣本庫所存儲的狀態參量及多維變量為歷時量；

（3）、建立確定初始多維變量信息樣本庫。在步驟（2）所建多維變量信息樣本庫建立之初或所述待報警水電機組狀態良好之時，將步驟（2）所建多維變量信息樣本庫存入初始多維變量信息樣本庫，用于對比水電機組狀態變化時參考。在線搜索上述水電機組狀態監測系統的所述多維變量信息樣本庫，使該初始多維變量信息樣本庫涵蓋所述待報警水電機組運行的水頭段和所述待報警水電機組的轉速、勵磁電流、勵磁電壓、負荷段數量；