[發(fā)明專利]一種水輪發(fā)電機溫度場可視化監(jiān)控系統(tǒng)及其構(gòu)建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110077419.7
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112855410B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李飛霏;曾云;錢晶;陳家煥;吳夢圓;郭志成;何超;王偉;于磊
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F03B11/00
• 分類號: F03B11/00
• 代理公司: 昆明明潤知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 張云

1.一種水輪發(fā)電機溫度場可視化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集存儲器和電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)；

所述溫度傳感器安裝在水輪發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子、軸承及水輪發(fā)電機的空冷機上，溫度傳感器上的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集存儲器連接電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)；

電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)由離散數(shù)據(jù)清洗模塊、故障點分析模塊、離散數(shù)據(jù)可視化處理模塊和可視化終端界面組成；

所述離散數(shù)據(jù)清洗模塊用于去除超過儀表本身限制或故障引起的臟數(shù)據(jù)，并用算法填補缺失數(shù)據(jù)；

所述故障點分析模塊用于存入機組運行中發(fā)生的各種故障數(shù)據(jù)，可作為今后檢修的依據(jù)，分析其故障原因，進一步提高發(fā)電機運行效率；

所述離散數(shù)據(jù)可視化處理模塊是根據(jù)離散數(shù)據(jù)清洗模塊清理出來的已知的溫度數(shù)據(jù)，再對未知區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)進行合理推求；

所述可視化終端界面用于對水輪發(fā)電機上進行任意視覺的溫度場監(jiān)控。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機溫度場可視化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于步驟包括：

步驟1、根據(jù)實際發(fā)電機數(shù)據(jù)進行三維建模，通過溫度仿真軟件、工程實際運行狀況及文獻總結(jié)獲取水輪發(fā)電機溫度場熱源分布特征；

步驟2、根據(jù)步驟1得到的水輪發(fā)電機溫度場熱源分布特征，合理布置溫度傳感器，每一個溫度傳感器作為一個溫度采集終端節(jié)點，并在三維模型中將節(jié)點編號與三維坐標對應；

步驟3、將步驟2的每一個溫度傳感器上的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集存儲器，并傳遞給電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)；

步驟4、電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)對步驟3中的溫度數(shù)據(jù)進行清洗、故障點分析和可視化處理，最終可看到實時變化的全方位立體的發(fā)電機溫度場。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水輪發(fā)電機溫度場可視化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟4中電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)對步驟3中的溫度數(shù)據(jù)進行清洗、故障點分析和可視化處理，具體過程為：

（4-1）缺失值的判定：通過離散數(shù)據(jù)清洗模塊將溫度數(shù)據(jù)識別出有三維坐標而沒有溫度數(shù)據(jù)的節(jié)點，存入故障點分析模塊；

（4-2）缺失值的填充：離散數(shù)據(jù)清洗模塊通過周圍測點溫度，利用算法來擬合出缺失值；

（4-3）異常值的檢測：每種類型的溫度傳感器都有其測量的范圍，超出范圍的溫度數(shù)據(jù)都為異常數(shù)據(jù)，異常數(shù)據(jù)在插值前需識別出來，刪除該異常數(shù)據(jù)，并存入故障點分析模塊；對于超過機組運行的限制溫度但在傳感器限制范圍內(nèi)的溫度，需將其識別并存入故障點分析模塊；

（4-4）異常值的處理：標記出該節(jié)點位置，并通過周圍測點溫度擬合出該節(jié)點溫度數(shù)據(jù)；

（4-5）將步驟（4-1）至（4-4）處理后的溫度數(shù)據(jù)輸入離散數(shù)據(jù)可視化處理模塊，通過利用空間組合插值算法對三維模型內(nèi)進行插值計算，得到模型中所有坐標位置的溫度值，設(shè)置對應的顏色表，不同的溫度對應不同的顏色，并通過可視化終端界面看到實時變化的全方位立體的發(fā)電機溫度場。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水輪發(fā)電機溫度場可視化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述可視化終端界面的溫度場能進行平移、縮放、旋轉(zhuǎn)顯示多角度查看。