[發明專利]一種水電機組性能的監測系統和方法

在審

• 申請號: 201910744553.0
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110531656A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 趙鐸;童理;黃宗啟;陸政君;楊嘉靖;石桂學;石懷強;周永兵;韋昌偉;覃雪梅;楊進;吳智丁;戴俊;何東陽
• 申請（專利權）人: 大唐水電科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 11674 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄭海<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種水電機組性能的監測系統，其特征在于：包括各單元機組現場監測子系統、機組服務器、電廠信息系統和數據庫，各單元機組現場監測子系統通過CAN總線與機組服務器進行信息交互，機組服務器通過RSC485與數據庫數據連接，機組服務器通過TCP/IP與電廠信息系統相聯系，

各單元機組現場監測子系統，用于完成各單元信息采集、處理、狀態分析、現場數據管理和向機組服務器發送本各單元狀態及分析信息；

機組服務器，用于綜合各單元機組現場監測子系統上傳信息進行顯示、綜合分析；

電廠信息系統，用于優化維護服務；

數據庫，用于提供各單元分析和綜合分析使用數據。

2.根據權利要求1所述的一種水電機組性能的監測系統，其特征在于：所述各單元機組現場監測子系統包括勵磁監測單元、調速監測單元、發電機監測單元及穩定性監測單元，各單元相互之間通過CAN總線進行信息的交互。

3.根據權利要求2所述的一種水電機組性能的監測系統，其特征在于：所述各單元機組現場監測子系統還包括水輪機監測單元、輔助設備監測單元、開關及變壓器單元，各單元相互之間通過CAN總線進行信息的交互。

4.根據權利要求1-3任一所述的一種水電機組性能的監測系統，其特征在于：對勵磁監測單元、調速監測單元、發電機監測單元、穩定性監測單元、水輪機監測單元、輔助設備監測單元、開關及變壓器單元的狀態監測，均由傳感器、對應監測單元和專家診斷分析移動工作站組成，對應監測單元和專家診斷分析移動工作站之間通過RS232進行信息的交互連接，傳感器通過CAN總線實時向對應監測單元傳送信息，以實現信息共享，對應監測單元完成數據的實時采集、預處理、狀態分析、數據存儲、信息交互；專家診斷分析移動工作站用于提供一個人機交互的平臺提供現場專家查詢各單元的當前狀態，歷史狀態信息。

5.根據權利要求4所述的一種水電機組性能的監測系統，其特征在于：所述傳感器包括勵磁調節器和調速器。

6.根據權利要求4所述的一種水電機組性能的監測系統，其特征在于：所述對應監測單元包括

數據采集模塊，用于實現傳感器信息的實時采樣；

信息采集通訊接口，包括與對應各單元機組的通訊接口、與機組其他診斷子系統的通訊接口、專家診斷分析移動工作站人機交互通訊接口、機組服務器通訊接口；

信息預處理模塊，包括信號調理模塊、模擬信號采集模塊、數據放大模塊、數據濾波模塊、計數定時模塊和通訊模塊；

數據分析模塊，用于針對不同特征信息利用時域分析法、幅值域分析法和頻譜分析等方法提取特征信息的特征量存入數據庫，并在需要時將實時狀態信息上傳移動工作站顯示；

狀態分析模塊，包括工況分析及設備專項分析，分析出系統狀態提供給故障診斷模塊分析；

診斷分析模塊，根據工況分析的信息，判別系統性能是否偏離正常功能，根據系統歷史狀況預測發展趨勢，當性能降低時，結合維護模塊給出維護建議，避免故障發生，若故障發生則確定故障種類、發生部位、故障危害及發生時間；

控制決策模塊，建立基于被控對象的了解，利用非線性最小二乘法對系統進行在線辨識，實現控制參數的優化和制定最優控制策略；

維護建議模塊，根據當前系統、設備運行狀態及維護知識庫作出維護建議上傳至維護管理系統，由維護管理系統做出最終維修方案；

歷史數據庫，包括歷史存儲的綜合分析數據；

診斷知識庫，包含診斷故障的規則；

維護數據庫，包括勵磁設備發生故障時進行維護的規則。

7.根據權利要求6所述的一種水電機組性能的監測系統，其特征在于：所述模擬信號采集模塊采用PLC-818HD板，計數定時模塊采用PLC-836板。

8.一種水電機組性能的監測方法，其特征在于：具體步驟為：

通過勵磁調節器和調速器分別對勵磁監測單元、調速監測單元、發電機監測單元、穩定性監測單元、水輪機監測單元、輔助設備監測單元、開關及變壓器單元的狀態進行監測，勵磁調節器和調速器分別通過CAN總線實時向對應監測單元傳送信息，以實現信息共享，對應監測單元完成數據的實時采集、預處理、狀態分析、數據存儲、信息交互；專家診斷分析移動工作站用于提供一個人機交互的平臺提供現場專家查詢各單元的當前狀態，歷史狀態信息，勵磁監測單元、調速監測單元、發電機監測單元、穩定性監測單元、水輪機監測單元、輔助設備監測單元、開關及變壓器單元組成的各單元機組現場監測子系統通過CAN總線與機組服務器進行信息交互，機組服務器綜合各單元機組現場監測子系統上傳信息進行顯示、綜合分析，并通過TCP/IP與電廠信息系統相聯系用于優化維護服務，通過數據庫提供各單元分析和綜合分析使用數據。