一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法与流程

1.本发明涉及水电机组预警技术领域，尤其是一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法。


背景技术：

2.随着现代科学技术飞速发展，水轮发电机组单机容量不断增大，其安全性和经济性日益重要，对机组的检修、维护、运行、管理也提出了更高的要求。一旦发生事故，轻则影响机组的正常运行，重则造成水轮发电机组损坏，甚至影响电网的安全和稳定运行并造成人员伤亡。
3.长期以来，国内水电机组的大修和小修大多采用周期性检修方法。在按计划检修的管理模式下，有相当一部分检修项目和检修内容都具有一定的盲目性，不论设备好坏，运行正常与否，一律进行解体检修。而且伴随着设备的停役，设备的操作和运行方式的变更频繁，发生误操作的概率增加，反而给安全生产带来了不利因素。并且，周期性检修的数据具有滞后性。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，可变“计划检修”为“状态预警”，实时检测多源状态参数，并基于多源状态参数对水电机组状态进行监测和预警，数据不存在滞后性，提高了准确度。
5.本发明提供了一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，包括：
6.采集卧式水电机组的多源状态参数；
7.获取所述多源状态参数的权重系数，对所述多源状态参数进行加权融合；将融合的结果与预设特征融合曲线上对应的值进行比对，得到检测结果，若检测结果不满足预设范围，则进行报警提示。
8.优选地，对所述多源状态参数进行加权融合具体为：
[0009][0010]
其中，x为融合的结果，aj为参数mj对应的权重系数，c为常数。
[0011]
优选地，将融合的结果与预设特征融合曲线上对应的值进行比对，得到检测结果具体包括：
[0012]
若x≤y，则判定水电机组状态正常；
[0013]
若y＜x≤a％*y，则判定水电机组状态待定；
[0014]
若x＞a％*y，则判定水电机组状态异常；
[0015]
其中，x为融合的结果，y为预设特征融合曲线上对应的值，a为预设常数。
[0016]
优选地，所述多源状态参数包括振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数和磁通参数。
[0017]
优选地，在水电机组状态异常的情况下，计算所述振动参数、摆度参数、压力参数、
气隙参数、磁通参数与振动阈值、摆度阈值、压力阈值、气隙阈值、磁通阈值的比值，根据所述比值判断故障原因及故障位置。
[0018]
优选地，所述振动参数包括上机架x向水平振动、上机架y向水平振动、上机架z向垂直振动、定子机架x向水平振动、定子机架y向水平振动、定子机架z向水平振动、下机架x向水平振动、下机架y向水平振动、下机架z向垂直振动、顶盖x向水平振动、顶盖y向水平振动和顶盖z向垂直振动。
[0019]
优选地，所述摆度参数包括上导x向摆度、上导y向摆度、下导x向摆度、下导y向摆度、水导x向摆度和水导y向摆度。
[0020]
优选地，所述压力参数包括蜗壳压力、转轮前空间压力、混流式水轮机减压板压力、转轮叶片压力和尾水管压力。
[0021]
优选地，所述气隙参数包括各个磁极对应的气隙。
[0022]
本发明的有益效果为：
[0023]
本发明提供的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，可变“计划检修”为“状态预警”，实时采集多源状态参数，数据不存在滞后性；并基于多源状态参数进行实时融合分析，综合考虑多源状态参数的影响，提高了准确度。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0025]
图1为本发明实施例提供的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法的流程示意图。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0028]
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0029]
还应当进一步理解，本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0030]
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确
定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0031]
需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0032]
如图1所示，本发明实施例提供了一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，包括：
[0033]
s1，采集卧式水电机组的多源状态参数；
[0034]
s2，获取多源状态参数的权重系数，对多源状态参数进行加权融合；将融合的结果与预设特征融合曲线上对应的值进行比对，得到检测结果，若检测结果不满足预设范围，则进行报警提示。
[0035]
本发明实施例中，可采用各种直观易懂的图形或表格显示多源状态参数，便于运行人员或检修人员实时了解水电机组各部件的运行状态。当检测结果不满足预设范围时，及时进行报警提示，避免异常进一步扩散。
[0036]
在本发明实施例中，可根据多源状态参数中每个参数的实际情况设置对应的权重系数。预设特征融合曲线的横轴可为水电机组的工作年限，纵轴可为对应的值。本发明实施例中，可设置随着工作年限的增长，对应的值越小。
[0037]
对多源状态参数进行加权融合具体为：
[0038][0039]
其中，x为融合的结果，aj为参数mj对应的权重系数，c为常数。
[0040]
进一步地，将融合的结果与预设特征融合曲线上对应的值进行比对，得到检测结果具体包括：
[0041]
若x≤y，则判定水电机组状态正常；
[0042]
若y＜x≤a％*y，则判定水电机组状态待定；
[0043]
若x＞a％*y，则判定水电机组状态异常；
[0044]
其中，x为融合的结果，y为预设特征融合曲线上对应的值，a为预设常数。
[0045]
其中，a可根据实际情况进行设置，如a可设置为100、120、150等，本技术中，可设置a为120。
[0046]
多源状态参数包括振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数和磁通参数。其中，振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数可通过传感器采集。
[0047]
在水电机组状态异常的情况下，计算振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数、磁通参数与振动阈值、摆度阈值、压力阈值、气隙阈值、磁通阈值的比值，根据比值判断故障原因及故障位置。
[0048]
在判断水电机组状态异常后，可进一步根据振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数、磁通参数与振动阈值、摆度阈值、压力阈值、气隙阈值、磁通阈值的比值判断出故障的位置。如，振动参数与振动阈值的比值为2.2、摆度参数与摆度阈值的比值为1.2、压力参数与压力阈值的比值为0.8、气隙参数与气隙阈值的比值为1.1、磁通参数与磁通阈值的比值为1.0，则可判断故障原因为振动故障、故障位置为振动传感器监测的位置。
[0049]
振动参数包括上机架x向水平振动、上机架y向水平振动、上机架z向垂直振动、定子机架x向水平振动、定子机架y向水平振动、定子机架z向水平振动、下机架x向水平振动、下机架y向水平振动、下机架z向垂直振动、顶盖x向水平振动、顶盖y向水平振动和顶盖z向
垂直振动。
[0050]
摆度参数包括上导x向摆度、上导y向摆度、下导x向摆度、下导y向摆度、水导x向摆度和水导y向摆度。
[0051]
压力参数包括蜗壳压力、转轮前空间压力、混流式水轮机减压板压力、转轮叶片压力和尾水管压力。
[0052]
气隙参数包括各个磁极对应的气隙。
[0053]
多源状态参数还可包括温度参数，具体地，温度参数可包括机组推力轴承温度、上导轴承温度、油槽油温度、发电机冷风器进出口风温、冷却水进出口水温等。
[0054]
多源状态参数还可包括液位参数，具体地，液位参数包括上下游水位、推力油槽油位、上导油槽油位、压油槽油位、集油槽油位、漏油槽油位、集水井水位等。
[0055]
多源状态参数还可包括流量参数，具体地，流量参数包括推力、上导供水流量、发电机冷风器供水流量、主轴密封排水流量等。
[0056]
多源状态参数还可包括电气量参数，具体地，电气量参数包括机组频率、系统频率、三相电压、三相电流、有功功率等。
[0057]
进一步地，多源状态参数还可包括机组转速参数、导叶开度参数、效率参数、水轮机气蚀参数、发电机绝缘参数、尾水管真空参数等。
[0058]
本发明实施例中，还可自动记录各种参数的数据，并形成相关试验曲线和报告，反映机组稳态特性和过渡过程特性，以便及时发现机组异常、缺陷和故障。
[0059]
本发明实施例提供的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，可变“计划检修”为“状态预警”，实时采集多源状态参数，数据不存在滞后性；并基于多源状态参数进行实时融合分析，综合考虑多源状态参数的影响，提高了准确度。
[0060]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，包括：采集卧式水电机组的多源状态参数；获取所述多源状态参数的权重系数，对所述多源状态参数进行加权融合；将融合的结果与预设特征融合曲线上对应的值进行比对，得到检测结果，若检测结果不满足预设范围，则进行报警提示。2.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，对所述多源状态参数进行加权融合具体为：其中，x为融合的结果，a
j
为参数m
j
对应的权重系数，c为预设常数。3.根据权利要求1所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，将融合的结果与预设特征融合曲线上对应的值进行比对，得到检测结果具体包括：若x≤y，则判定水电机组状态正常；若y＜x≤a％*y，则判定水电机组状态待定；若x＞a％*y，则判定水电机组状态异常；其中，x为融合的结果，y为预设特征融合曲线上对应的值，a为预设常数。4.根据权利要求3所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，所述多源状态参数包括振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数和磁通参数。5.根据权利要求4所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，在水电机组状态异常的情况下，计算所述振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数、磁通参数与振动阈值、摆度阈值、压力阈值、气隙阈值、磁通阈值的比值，根据所述比值判断故障原因及故障位置。6.根据权利要求4所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，所述振动参数包括上机架x向水平振动、上机架y向水平振动、上机架z向垂直振动、定子机架x向水平振动、定子机架y向水平振动、定子机架z向水平振动、下机架x向水平振动、下机架y向水平振动、下机架z向垂直振动、顶盖x向水平振动、顶盖y向水平振动和顶盖z向垂直振动。7.根据权利要求4所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，所述摆度参数包括上导x向摆度、上导y向摆度、下导x向摆度、下导y向摆度、水导x向摆度和水导y向摆度。8.根据权利要求4所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，所述压力参数包括蜗壳压力、转轮前空间压力、混流式水轮机减压板压力、转轮叶片压力和尾水管压力。9.根据权利要求4所述的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，其特征在于，所述气隙参数包括各个磁极对应的气隙。

技术总结
本发明公开了一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，包括：采集卧式水电机组的多源状态参数；获取多源状态参数的权重系数，对多源状态参数进行加权融合；将融合的结果与预设特征融合曲线上对应的值进行比对，得到检测结果，若检测结果不满足预设范围，则进行报警提示。多源状态参数包括振动参数、摆度参数、压力参数、气隙参数和磁通参数。本发明提供的一种基于多源数据融合的卧式水电机组状态预警方法，可变“计划检修”为“状态预警”，实时采集多源状态参数，数据不存在滞后性；并基于多源状态参数进行实时融合分析，综合考虑多源状态参数的影响，提高了准确度。提高了准确度。提高了准确度。


技术研发人员：谈洋洋 任继顺 张祥飞 邓小刚 汪洋 张晓承 艾志华 王振鑫 张民威 何继全 崔悦 苏疆东
受保护的技术使用者：北京中元瑞讯科技有限公司 北京中水科水电科技开发有限公司
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/6/12