[發明專利]一種水電站調速器比例閥健康狀態診斷方法和控制系統

有效

• 申請號: 202011432317.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112561283B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 涂勇
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G06K9/00;G06Q50/06;F03B11/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種水電站調速器比例閥健康狀態診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：初始化，n＝1，n為控制器采樣計算周期序號，比例閥健康狀態判據系數k賦初始值，進入步驟2；

步驟2：實時采集當前周期比例閥給定信號，記作B_給定n；以及當前周期比例閥反饋信號，記作B_n，進入步驟3；

步驟3：若當前周期比例閥給定信號B_給定n變化幅值小于2倍振蕩電流變化幅值，進入步驟4；否則，n＝1，返回步驟2；

步驟4：計算當前周期比例閥給定信號B_給定n和當前周期比例閥反饋信號B_n差值ΔB_n＝B_給定n-B_n，進入步驟5；

步驟5：根據比例閥振蕩電流的周期T和比例閥給定和反饋信號采樣周期T_采，確定采樣樣本數N＝T/T_采，進入步驟6；

步驟6：若nN-1，計算最近N個采樣周期的ΔB_n平均值進入步驟7；否則，進入步驟12；

步驟7：計算比例閥健康標志信號進入步驟8；

步驟8：若n＝N，且比例閥健康標志信號基準值K_*未賦初值，則進入步驟9；否則直接進入步驟9；

步驟9：計算比例閥健康標志信號變化率K＝|K_n-K_*|/K_*，進入步驟10；

步驟10：若Kk，保持5個采樣周期，比例閥健康狀態報警輸出，進入步驟11；否則，進入步驟12；

步驟11：若用戶發現故障，確認故障已處理，人為操作復歸報警信息，則進入步驟12；否則，返回本步驟；

步驟12：n++，返回步驟2，進入下一輪循環。

2.根據權利要求1所述一種水電站調速器比例閥健康狀態診斷方法，其特征在于，比例閥健康標志信號指定是：當比例閥外部給定信號穩定不變時，比例閥在振蕩電流輸入的情況下階躍響應時，一個振蕩周期內，比例閥給定信號和比例閥反饋信號差值的平均值，減去比例閥給定信號和比例閥反饋信號差值的結果的均方根。

3.一種比例閥健康狀態診斷控制系統，其特征在于：包括人機交互裝置觸摸屏(1)、調速器電控系統PLC控制器(2)、報警指示燈(3)、比例閥(4)、監控系統(5)；

人機交互裝置觸摸屏(1)，實時與調速器電控系統PLC控制器(2)進行數據交互，能夠實時人工設置和顯示比例閥健康狀態判據系數k，實時顯示比例閥健康標志信號及其變化率K以及比例閥健康狀態報警信息和復歸信號；

調速器電控系統PLC控制器(2)，實時輸出比例閥給定信號給比例閥(4)，并實時采集比例閥(4)的比例閥反饋信號，同時輸出開關量報警信號給報警指示燈(3)和監控系統(5)；

調速器電控系統PLC控制器(2)采用循環控制邏輯，執行水電站調速器比例閥健康狀態診斷方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：初始化，n＝1，n為控制器采樣計算周期序號，比例閥健康狀態判據系數k賦初始值，進入步驟2；

比例閥健康狀態判據系數k的大小根據試驗參數或經驗值確定；

步驟2：實時采集當前周期比例閥給定信號，記作B_給定n；以及當前周期比例閥反饋信號，記作B_n，進入步驟3；

步驟3：若當前周期比例閥給定信號B_給定n變化幅值小于2倍振蕩電流變化幅值，進入步驟4；否則，n＝1，返回步驟2；

步驟4：計算當前周期比例閥給定信號B_給定n和當前周期比例閥反饋信號B_n差值ΔB_n＝B_給定n-B_n，進入步驟5；

步驟5：根據比例閥振蕩電流的周期T和比例閥給定和反饋信號采樣周期T_采，確定采樣樣本數N＝T/T_采，進入步驟6；

步驟6：若nN-1，計算最近N個采樣周期的ΔB_n平均值進入步驟7；否則，進入步驟12；

步驟7：計算比例閥健康標志信號進入步驟8；

步驟8：若n＝N，且比例閥健康標志信號基準值K_*未賦初值，則進入步驟9；否則直接進入步驟9；

步驟9：計算比例閥健康標志信號變化率K＝|K_n-K_*|/K_*，進入步驟10；

步驟10：若Kk，保持5個采樣周期，比例閥健康狀態報警輸出，進入步驟11；否則，進入步驟12；

步驟11：若用戶發現故障，確認故障已處理，人為操作復歸報警信息，則進入步驟12；否則，返回本步驟；

步驟12：n++，返回步驟2，進入下一輪循環。