[發明專利]基于數字孿生體信息的監控方法、系統、服務端及存儲介質

有效

• 申請號: 202011302379.3
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112523818B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 鄧志成;鄭耀東;楊天明;高建民;汪勇;劉菊菲;朱憲磊;王悅;樊志強;張強;郭旭;張秋瑤;宮勛
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司;國家電投集團內蒙古能源有限公司;內蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責任公司
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;G06K9/62
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 張燕

本發明提供一種基于數字孿生體信息的監控方法、系統、服務端及存儲介質，監控方法包括：獲取汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型，將數字孿生體模型轉換為數字化模型，并對數字化模型進行網格劃分，以獲取汽輪機關鍵部件的幾何信息和節點信息；建立汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型上各節點的實時狀態量對應關系模型；將汽輪機的生產實時數據輸入至汽輪機關鍵部件的實時狀態量對應關系模型，以讀取狀態量實時值；判斷汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型上各節點的狀態量實時值是否可用于構建汽輪機關鍵部件的實時狀態量的云圖。本發明實現了汽輪機關鍵部件三維數字孿生體的構建、監控及計算精度控制，實現了對汽輪機關鍵部件狀態的監控。

技術領域

本發明屬于汽輪機技術領域，涉及一種監控方法，特別是涉及一種基于數字孿生體信息的監控方法、系統、服務端及存儲介質。

背景技術

我國是世界上煤電裝機最多的國家。截至2019年底，全國發電裝機容量201066萬千瓦，燃煤機組的占總裝機容量一半以上，近年來，雖然我國新能源發電量快速增長，燃煤機組仍然是為國民經濟建設提供電力的主要技術裝備。汽輪機是燃煤機組的三大主機之一，是燃煤電廠的核心設備，其中汽輪機高壓轉子、中壓轉子、低壓轉子、高壓內缸、中壓內缸、低壓內缸、高壓外缸、中壓外缸等汽輪機關鍵部件更換費用高，一旦出現問題，停機時間長，經濟損失巨大，如何保證汽輪機關鍵部件的運行安全，合理使用這些部件的壽命是電力企業十分關心的問題。

傳統技術主要通過在汽輪機缸體上安裝測點來監控汽輪機的狀態，但由于安裝測點有限，面臨無法全面準確掌握汽輪機關鍵部件狀態的技術難題。

因此，如何提供一種基于數字孿生體信息的監控方法、系統、服務端及存儲介質，以解決現有技術由于安裝測點有限，無法全面準確掌握汽輪機關鍵部件狀態等缺陷，實已成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于數字孿生體信息的監控方法、系統、服務端及存儲介質，用于解決現有技術由于安裝測點有限，無法全面準確掌握汽輪機關鍵部件狀態的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明一方面提供一種基于數字孿生體信息的監控方法，用于監控汽輪機關鍵部件；所述基于數字孿生體信息的監控方法包括：獲取所述汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型，將所述數字孿生體模型轉換為數字化模型，并對所述數字化模型進行網格劃分，以獲取所述汽輪機關鍵部件的幾何信息和節點信息；對所述數字化模型進行訓練，以建立所述汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型上各節點的實時狀態量對應關系模型；獲取汽輪機的生產實時數據，并將所述汽輪機的生產實時數據輸入至所述汽輪機關鍵部件的實時狀態量對應關系模型，以讀取所述汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型上各節點的狀態量實時值；從生產實時數據中篩選出汽輪機關鍵部件的壁溫在線測點數據，將該壁溫在線測點數據與各節點的狀態量實時值中的節點溫度數據進行比較，以判斷所述汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型上各節點的狀態量實時值是否可用于構建所述汽輪機關鍵部件的實時狀態量的云圖。

于本發明的一實施例中，所述數字化模型采用有限元模型；所述數字孿生體模型轉換為所述有限元模型，并從所述有限元模型中獲取所述汽輪機關鍵部件的幾何信息和節點信息。

于本發明的一實施例中，在建立所述汽輪機關鍵部件的數字孿生體模型上各節點的實時狀態量對應關系模型的步驟之前，所述基于數字孿生體信息的還包括獲取電廠運行隨時間變化的啟停曲線，利用所述啟停曲線，確定所述關鍵部件有限元計算的熱邊界和力邊界，并對所述有限元模型進行有限元計算，以獲取訓練數據。

于本發明的一實施例中，電廠運行隨時間變化的啟停曲線所包含的隨時間變化的參數包括：主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、再熱蒸汽壓力、主蒸汽流量，再熱蒸汽流量、機組功率、轉速、高壓閥殼金屬測點溫度、高壓內缸金屬測點溫度、中壓內缸金屬測點溫度、高壓內缸表面蒸汽溫度、中壓內缸表面蒸汽溫度、高中壓外缸表面金屬溫度、高中壓外缸表面蒸汽溫度、第一級后蒸汽溫度、一抽溫度與壓力、二抽溫度與壓力、三抽溫度與壓力、四抽溫度與壓力。