[發(fā)明專利]基于動(dòng)態(tài)基線模型的火電廠系統(tǒng)各部件工作狀態(tài)評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811346596.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN109298697B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐靜;解來甲;彭一軒;盛長霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遠(yuǎn)光軟件股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 李明里;龐許倩

1.一種基于動(dòng)態(tài)基線模型的火電廠系統(tǒng)各部件工作狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟：

根據(jù)采集的系統(tǒng)測點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)，采用多元狀態(tài)估計(jì)技術(shù)建立系統(tǒng)健康狀態(tài)模型；

基于所述系統(tǒng)健康狀態(tài)模型構(gòu)建動(dòng)態(tài)基線，對(duì)系統(tǒng)各部件工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，確定系統(tǒng)各部件的異常工作狀態(tài)；

對(duì)所述異常工作狀態(tài)進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)中的異常測點(diǎn)、異常測點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)刻和異常部件；

對(duì)異常工作狀態(tài)進(jìn)行分析中，

通過比較測點(diǎn)對(duì)異常的貢獻(xiàn)率，確定對(duì)異常狀態(tài)影響較大的測點(diǎn)；

通過定量衡量異常測點(diǎn)觀測值和估計(jì)值的偏差程度，來確定測點(diǎn)異常出現(xiàn)時(shí)刻；

通過將監(jiān)測測點(diǎn)劃分到歸屬的部件中，計(jì)算每個(gè)部件中所有測點(diǎn)對(duì)異常的貢獻(xiàn)率之和作為所述部件的狀態(tài)值，進(jìn)行部件故障判斷；

所述測點(diǎn)對(duì)異常的貢獻(xiàn)率用公式表示；式中，cnp(i)為第i個(gè)測點(diǎn)的貢獻(xiàn)率，X_obs(i，j)和X_est(i，j)分別是第i個(gè)測點(diǎn)在j時(shí)刻的觀測向量和估計(jì)向量；

所述部件的狀態(tài)值用公式Sv(j)＝∑_icnp(i，j)表示；式中，Sv(j)為系統(tǒng)中第j個(gè)部件的狀態(tài)值，cnp(i，j)為第j個(gè)部件中的第i個(gè)測點(diǎn)的貢獻(xiàn)率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，所述建立系統(tǒng)健康狀態(tài)模型，包括如下步驟：

采集所監(jiān)測的火電廠子系統(tǒng)中與系統(tǒng)健康狀態(tài)有關(guān)測點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)；

對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，提取測點(diǎn)在健康狀態(tài)下的歷史數(shù)據(jù)；

對(duì)清洗后的測點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，得到歸一化的歷史數(shù)據(jù)A_m×N；其中，行數(shù)m代表健康狀態(tài)相關(guān)的傳感器測點(diǎn)個(gè)數(shù)，列數(shù)N代表正常運(yùn)行狀態(tài)個(gè)數(shù)；

利用歸一化的歷史數(shù)據(jù)A_m×N構(gòu)造健康矩陣Z_m×k；其中，列數(shù)k代表觀測向量的個(gè)數(shù)；

根據(jù)構(gòu)造的健康矩陣，采用多元狀態(tài)估計(jì)技術(shù)建立系統(tǒng)健康狀態(tài)模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，

所述對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗步驟包括：

排除電機(jī)開關(guān)機(jī)和停機(jī)階段單測點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)；

剔除單測點(diǎn)的離群點(diǎn)；

采用關(guān)聯(lián)關(guān)系比較法排除關(guān)聯(lián)測點(diǎn)的離群點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工作狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，

采用箱線圖離群點(diǎn)檢測方法識(shí)別單測點(diǎn)的離群點(diǎn)；

箱線圖上邊界設(shè)置為：X_upper＝Q₃+β×(Q₃-Q₁)；

箱線圖下邊界設(shè)置為：X_lower＝Q₃-β×(Q₃-Q1)；

式中，Q₁為下分位數(shù)，Q₃為上分位數(shù)，β為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；

單測點(diǎn)的離群點(diǎn)為{x|x＞X_upper，x∈X}和{x|x＜X_lower，x∈X}，X為排除電機(jī)開關(guān)機(jī)和停機(jī)階段的單測點(diǎn)序列。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作狀態(tài)評(píng)估方法，其特征在于，

所述構(gòu)造健康矩陣，包括以下步驟：

1)將[0，1]區(qū)間等分為k份，以1/k為步距確定等間隔點(diǎn)集為：

2)從A_m×N的單測點(diǎn)x₁中提取出與p₁最近的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的觀測向量x₁(t₁)，加入到健康矩陣中；

3)依次遍歷等間隔點(diǎn)集p中的其他點(diǎn){p₂，…，p_k}進(jìn)行2)中的操作；

4)依次遍歷A_m×N中的其他單測點(diǎn){x₂，…，x_m}進(jìn)行2)和3)中的操作得到健康矩陣其中，健康矩陣Z的列數(shù)k代表觀測向量的個(gè)數(shù)，行數(shù)m代表m個(gè)測點(diǎn)維數(shù)。