[發明專利]一種水電站閘門在線狀態監測控制方法及監測系統

有效

• 申請號: 201711284868.9
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107844067B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 呂桂林;李青鋒;孫杰;陳楠;陳啟明;彭禮平;趙紅紅;汪瑋;史倩;黃麗琴;張斌;呂在生;許鶴鵬;馮俊;徐建文;王華軍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網新源水電有限公司;國網新源水電有限公司富春江水力發電廠;武漢四創自動控制技術有限責任公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;G01D21/02
• 代理公司: 33234 杭州新源專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 李大剛<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種水電站閘門在線狀態監測控制方法及監測系統，包括以下步驟：通過閘門控制柜、閘門電機變頻器和設置在閘門上的傳感器實時監測閘門的使用和運行狀態；所述的傳感器將監測到的數據傳輸至數據采集儀；控制器分別讀取和記錄來自數據采集儀、閘門控制柜和閘門電機變頻器中的數據信號，并對數據信號進行頻譜分析，從頻譜分析結果中提取各測點數據信號的信號特征值，建立預警數學模型，實現閘門的實時監測和控制，并對閘門的異常情況作出預警。本發明具有能夠降低檢修成本和提高故障排除速度的特點。

技術領域

本發明涉及一種水電站閘門控制設備，特別是一種水電站閘門在線狀態監測控制方法及監測系統。

背景技術

由于氣候的復雜多變和洪災的不可預測性，一旦洪水發生，閘門系統必須保證處于高速率、高效率、高性能狀態來應對猛漲的洪水。為保證系統隨時可投入使用，設備的檢修是不可避免的。長期以來國內多數企業均采用定期檢修和故障檢修，定期檢修也叫做計劃檢修，不管設備的狀態怎樣，到期必修。然而閘門系統只有在洪水高發期才會投入使用，平時使用的需求量幾乎為零，這樣的檢修方式缺乏經濟性和針對性，往往造成人力物力的極大浪費，加大了成本；而故障檢修則是出了故障之后才對設備進行檢修，不能及早的發現設備的故障和缺陷。因此，現有的技術存在著檢修成本高和無法及時消除故障的問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種水電站閘門在線狀態監測控制方法及監測系統。本發明具有能夠降低檢修成本和提高故障排除速度的特點。

本發明的技術方案：一種水電站閘門在線狀態監測控制方法,包括以下步驟：

1)通過閘門控制柜、閘門電機變頻器和設置在閘門上的傳感器實時監測閘門的使用和運行狀態；

2)所述的傳感器將監測到的數據信號傳輸至數據采集儀；

3)控制器分別讀取和記錄來自數據采集儀、閘門控制柜和閘門電機變頻器中的數據信號，建立預警數學模型，實現閘門的實時監測和控制，并對閘門的異常情況作出預警。

前述的一種水電站閘門在線狀態監測控制方法中，所述的控制器從數據采集儀中讀取的信號包括閘門荷重信號、閘門開度信號、鋼絲繩張力信號、支鉸受力信號、支臂應力信號和門葉應力信號；所述控制器從閘門控制柜中讀取的信號包括閘門提升、下降及停止信號；所述控制器從閘門電機變頻器中讀取的信號包括閘門電機電壓信號、閘門電機電流信號和閘門電機轉速信號。

前述的一種水電站閘門在線狀態監測控制方法中，所述預警數學模型的構建包括以下步驟：

A、對閘門設備的歷史故障數據記錄即元組，進行采集和分類，建立故障類別數據庫；

B、采用K最近鄰方法對各測點的數據信號即新元組，進行分析歸類；即先通過閔可夫斯基距離計算公式計算出新元組與故障類別數據庫同類別中的每個元組的距離：

其中，m(A，B)為閔可夫斯基距離，A(x_i)為新元組的矢量距離,B(x_i)為元組的矢量距離，q為正數；

然后根據m(A，B)的值確定K個與新元組相距最近的元組，共同形成一個新小類；所述K的取值范圍為15～25；

C、將新元組在新小類中依次進行排序，根據新元組所處的位置進行判斷該新元組處于正常狀態、故障狀態或者亞健康狀態。