KR102381773B1 - Training data generating method for training health monitering model of power plant boiler and device therefor - Google Patents

Training data generating method for training health monitering model of power plant boiler and device therefor Download PDF

Info

Publication number
KR102381773B1
KR102381773B1 KR1020200075820A KR20200075820A KR102381773B1 KR 102381773 B1 KR102381773 B1 KR 102381773B1 KR 1020200075820 A KR1020200075820 A KR 1020200075820A KR 20200075820 A KR20200075820 A KR 20200075820A KR 102381773 B1 KR102381773 B1 KR 102381773B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
boiler
data
power plant
fuel
training
Prior art date
Application number
KR1020200075820A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210157702A (en
Inventor
김성준
신종호
Original Assignee
조선대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조선대학교산학협력단 filed Critical 조선대학교산학협력단
Priority to KR1020200075820A priority Critical patent/KR102381773B1/en
Publication of KR20210157702A publication Critical patent/KR20210157702A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102381773B1 publication Critical patent/KR102381773B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06Electricity, gas or water supply
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Abstract

본 발명은 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법 및 장치에 관한 것으로, 그 방법은, 발전소로부터 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터, 및 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득하는 단계와, 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료의 연소 구간 중 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 단계와, 출력 및 연료 유지 구간에서, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계와, 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기마다 산출한 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표를 레이블로 포함할 수 있다.The present invention relates to a method and apparatus for generating training data for training a health monitoring model of a boiler in a power plant, the method comprising: power plant operation data including boiler condition measurement data, fuel property data, and power plant output data from a power plant Separating the output and fuel maintenance section combining the obtaining step, the output maintenance section in which the power plant output data is kept constant, and the fuel maintenance section in which the type of fuel is kept constant among the combustion sections of the fuel included in the fuel property data Step, in the output and fuel maintenance section, determining the boiler health index according to the flow rate formation time based on the flow data of the reheater overheating reduction water included in the boiler condition measurement data, and the operation of the boiler among the power plant operation data For a preset number of boiler operation variables selected in advance to determine the state, based on the boiler health index, generating training data including representative values of the boiler operation variables calculated for each preset cycle, The data may include a representative value of a boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and may include a boiler health index in the corresponding cycle determined in the step of determining the boiler health index as a label.

Description

발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법 및 장치{TRAINING DATA GENERATING METHOD FOR TRAINING HEALTH MONITERING MODEL OF POWER PLANT BOILER AND DEVICE THEREFOR}TRAINING DATA GENERATING METHOD FOR TRAINING HEALTH MONITERING MODEL OF POWER PLANT BOILER AND DEVICE THEREFOR

본 발명은 발전소 보일러에 대한 설비/계통의 물리특성과 고장메커니즘의 의존을 최소화할 수 있도록 인공지능을 기반으로 하여 발전소 보일러에 대한 설비/계통의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention is a method of generating training data for training a plant/system health monitoring model for a power plant boiler based on artificial intelligence so as to minimize dependence on the failure mechanism and physical characteristics of the plant/system for the power plant boiler. and devices.

본 발명과 관련한 연구는 한국전력공사의 2018년 선정 기초연구개발 과제 연구비(과제명: "스마트 발전소 구현을 위한 발전소 빅데이터 기반의 설비/계통 건전성 감시 및 진단지원을 위한 분석기술 개발")에 의해 지원되었음(과제번호: R18XA06-46).The research related to the present invention is supported by the Korea Electric Power Corporation's 2018 selection of basic research and development project research funds (task name: "Development of analysis technology for monitoring and diagnosis support of facility/system health based on power plant big data for the realization of smart power plants") Applied (task number: R18XA06-46).

일반적으로 발전소 보일러 시스템의 이상여부를 판단하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.In general, a method for determining whether a power plant boiler system is abnormal can be roughly divided into two types.

첫 번째는 제어 시스템에 사전 입력된 트립 다이어그램(trip diagram)에 따른 트립 로직(trip logic) 조건이 만족되는 경우, 특정 설비 또는 발전소 전체를 정지시키는 방식으로 대처가 이루어진다. 그러나 트립 로직 조건이 만족되는 경우 이미 설비 또는 발전소의 가동중단이 이루어져 사후적 조치에 해당하므로 손실이 불가피하다. First, when a trip logic condition according to a trip diagram input to the control system in advance is satisfied, a response is made by stopping a specific facility or the entire power plant. However, if the trip logic condition is satisfied, the facility or power plant has already been shut down, which is a follow-up measure, so loss is unavoidable.

두 번째는 전문 운전원의 보일러 감시 및 감시 시스템의 알람을 통해 비정상 상황을 감지하는 경우, 적절한 운전 제어를 통해 문제 상황을 회복시키는 방식으로 대처가 이루어진다. 그러나 전문 운전원의 감시의 경우 경험에 의한 감시 역량의 편차가 존재하며, 사람에 의존하므로 감시 범위가 제한된다는 단점이 있다. 감시 시스템의 경우, 사전에 정의된 설정 포인트 또는 정상 구간을 초과하면 알람이 울리도록 되어 있으나, 오 경보(false alarm)가 빈번하고 국한된 영역의 상태만을 근거로 판단하므로 종합적인 설비의 건전성을 감시하고 이상 여부를 판단하는데 제한이 있다.Second, if an abnormal situation is detected through the alarm of the boiler monitoring and monitoring system by a professional operator, the problem is recovered through appropriate operation control. However, in the case of monitoring by a professional operator, there is a deviation in monitoring capability based on experience, and there is a disadvantage in that the monitoring range is limited because it depends on people. In the case of a monitoring system, an alarm is set to sound when a predefined set point or normal section is exceeded. There are limitations in judging whether or not there is an abnormality.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the derivation of the present invention or acquired in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technique disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

본 발명의 일 과제는, 발전소 보일러 시스템의 이상여부 판단 방법으로써 제어 시스템에 사전 입력된 트립 로직 조건에 따라 특정 설비 또는 발전소 전체를 정지시켜 손실이 불가피한 사후적 조치에 해당하는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.One object of the present invention is to solve the problem of the prior art, which is a post-action measure in which a loss is inevitable by stopping a specific facility or the entire power plant according to a trip logic condition pre-entered into the control system as a method for determining whether a power plant boiler system is abnormal. it is to do

본 발명의 일 과제는, 발전소 보일러 시스템의 이상여부 판단 방법으로써 전문 운전원의 보일러 감시를 통해 비정상 상황을 감지하는 경우, 전문 운전원의 감시의 경우 경험에 의한 감시 역량의 편차가 존재하고 감시 범위가 제한되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.One object of the present invention is to detect an abnormal situation through boiler monitoring by a professional operator as a method for determining whether a boiler system is abnormal in a power plant, and in the case of monitoring by a professional operator, there is a deviation in the monitoring capability based on experience and the monitoring range is limited This is to solve the problems of the prior art.

본 발명의 일 과제는, 발전소 보일러 시스템의 이상여부 판단 방법으로써 감시 시스템의 알람을 통해 비정상 상황을 감지하는 경우, 오경보가 빈번하여 종합적인 설비의 건전성을 감시하고 이상 여부를 판단하는데 제한이 있는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method for determining whether a power plant boiler system is abnormal. When an abnormal situation is detected through an alarm of the monitoring system, false alarms are frequent, so there is a limitation in monitoring the overall health of the facility and determining whether there is an abnormality. It is to solve technical problems.

본 발명의 일 과제는, 발전소 빅데이터를 기반으로 설비/계통의 물리적 특성과 고장 메커니즘의 의존을 최소화하는 훈련 데이터를 기반으로 하여 보일러 설비/계통 건전성 감시 모델을 훈련시키는데 있다.An object of the present invention is to train a boiler facility/system health monitoring model based on training data that minimizes dependence on failure mechanisms and physical characteristics of facilities/systems based on power plant big data.

본 발명의 일 과제는, 인공지능을 기반으로 한 보일러 설비/계통 건전성 감시 모델을 이용하여 보일러의 이상과 변화를 탐지하고 진단(원인파악)을 지원할 수 있도록 하는데 있다.An object of the present invention is to detect abnormalities and changes in a boiler and support diagnosis (identification of the cause) using a boiler facility/system health monitoring model based on artificial intelligence.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 과제 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems and advantages of the present invention not mentioned can be understood by the following description, and more clearly understood by the embodiments of the present invention will be In addition, it will be understood that the problems and advantages to be solved by the present invention can be realized by means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법은, 발전소로부터 센서에 의해 계측된 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터, 및 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득하는 단계와, 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료의 연소 구간 중 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 단계와, 출력 및 연료 유지 구간에서, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계와, 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기마다 산출한 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표를 레이블로 포함할 수 있다.A method for generating training data for training a health monitoring model of a boiler in a power plant according to an embodiment of the present invention includes boiler state measurement data measured by a sensor from a power plant, fuel properties data, and power plant operation including power plant output data An output and fuel maintenance section combining the steps of acquiring data, an output maintenance section in which the power plant output data is kept constant, and a fuel maintenance section in which the type of fuel is kept constant among the combustion sections of fuel included in the fuel property data The step of classifying, the step of determining the boiler health index according to the flow rate formation time based on the flow data of the reheater overheating reduction water included in the boiler status measurement data in the output and fuel maintenance section, and the boiler among the power plant operation data For a preset number of boiler operation variables selected in advance to determine the operating state of , the training data may include a representative value of a boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and may include a boiler health index in the corresponding cycle determined in the step of determining the boiler health index as a label.

본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치는, 발전소로부터 센서에 의해 계측된 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터, 및 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득하는 획득부와, 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료의 연소 구간 중 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 데이터마트 구성부와, 출력 및 연료 유지 구간에서, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정하는 결정부와, 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기마다 산출한 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표를 레이블로 포함할 수 있다.A training data generating apparatus for training a health monitoring model of a power plant boiler according to an embodiment of the present invention includes boiler state measurement data measured by a sensor from a power plant, fuel properties data, and power plant operation including power plant output data An output and fuel maintenance section combining an acquisition unit for acquiring data, an output maintenance section in which the power plant output data is kept constant, and a fuel maintenance section in which the type of fuel is kept constant among the combustion sections of fuel included in the fuel property data A data mart component that separates For a preset number of boiler operation variables pre-selected to determine the operation state of the boiler among the power plant operation data, based on the boiler health index, training data including representative values of the boiler operation variables calculated for each preset cycle is generated. The training data includes a representative value of the boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and the boiler health index in the corresponding cycle determined in the step of determining the boiler health index can be included as a label. .

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 더 제공될 수 있다.In addition to this, another method for implementing the present invention, another system, and a computer-readable recording medium storing a computer program for executing the method may be further provided.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명에 의하면, 발전소 빅데이터를 기반으로 설비/계통의 물리적 특성과 고장 메커니즘의 의존을 최소화하는 환경에서 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터를 생성하여 실제 발전소 동작 환경에서 생성한 동작 데이터에 대한 보일러 건전성 감시 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, based on the power plant big data, training data for training the health monitoring model of the power plant boiler in an environment that minimizes dependence on the physical characteristics of facilities/systems and the failure mechanism is generated in the actual power plant operating environment. Boiler health monitoring performance for data can be improved.

또한, 그 동안 활용되지 못한 발전소 다크 데이터(수집/저장만하고 활용하지 않는 데이터)의 활용도를 높여 운전원의 운전역량을 향상시키고 감시범위를 확대시킬 수 있다. In addition, it is possible to increase the utilization of dark data (data that only collects/stores and does not use), which has not been utilized so far, to improve the operator's operating capability and expand the scope of monitoring.

또한, 정밀한 진단과 조치가 필요한 영역을 빠르게 탐색할 수 있는 정보를 제공할 수 있으므로 비계획 감발과 트립을 최소화하여 가용도 및 효율 향상에 기여할 수 있다. In addition, it can provide information to quickly search for areas that require precise diagnosis and action, thereby minimizing unplanned detection and trips, thereby contributing to improved availability and efficiency.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 실시 예에 따른 발전소 감시방식을 비교한 테이블이다.
도 2는 도 1 중 데이터 기반 감시 방식의 두 가지 접근법을 비교한 테이블이다.
도 3은 본 실시 예에 따른 발전소, 보일러 건전성 감시 장치 및 이들을 서로 연결하는 네트워크를 포함하는 건전성 감시 환경의 예시도이다.
도 4는 도 3 중 발전소의 계통도 및 보일러의 단면도 이다.
도 5는 도 3 중 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치를 포함하는 보일러 건전성 감시 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 발전소로부터 획득하는 데이터를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 수집한 데이터로부터 추출하는 출력 및 연료 유지 구간을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 결정하는 보일러의 건전성 판단 기준을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9는 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 훈련 데이터 생성을 위해 선택하는 보일러 운전 변수를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 결정하는 최종 분석마트를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11은 도 3 중 보일러 건전성 감시 장치가 수행하는 건전성 감지, 보일러 건전성 감시 모델 학습 및 검증을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 12는 본 실시 예에 따른 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a table comparing the power plant monitoring method according to the present embodiment.
FIG. 2 is a table comparing two approaches of the data-based monitoring method of FIG. 1 .
3 is an exemplary diagram of a health monitoring environment including a power plant, a boiler health monitoring apparatus, and a network connecting them according to the present embodiment.
4 is a schematic diagram of a power plant and a cross-sectional view of a boiler in FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a boiler health monitoring device including a training data generating device for training a power plant boiler health monitoring model in FIG. 3 .
6 is a diagram schematically illustrating data obtained by the training data generating apparatus of FIG. 5 from a power plant.
7 is a diagram schematically illustrating an output and fuel maintenance section extracted from data collected by the training data generating apparatus of FIG. 5 .
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the criteria for determining the health of the boiler determined by the training data generating apparatus of FIG. 5 .
9 is a diagram schematically illustrating a boiler operation variable selected by the training data generating apparatus in FIG. 5 to generate training data.
10 is a diagram schematically illustrating a final analysis mart determined by the training data generating apparatus in FIG. 5 .
11 is a diagram schematically illustrating health detection and boiler health monitoring model learning and verification performed by the boiler health monitoring device in FIG. 3 .
12 is a flowchart for explaining a training data generation method for training a health monitoring model of a power plant boiler according to the present embodiment.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the detailed description in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments presented below, it can be implemented in a variety of different forms, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. . The embodiments presented below are provided so that the disclosure of the present invention is complete, and to completely inform those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the scope of the invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. decide to do

도 1은 본 실시 예에 따른 발전소 감시방식을 비교한 테이블이고, 도 2는 도 1 중 데이터 기반 감시 방식의 두 가지 접근법을 비교한 테이블이다.1 is a table comparing the monitoring method of a power plant according to the present embodiment, and FIG. 2 is a table comparing two approaches of the data-based monitoring method in FIG. 1 .

국내 발전사들은 4차 산업혁명 핵심기술(IoT, 빅데이터, AI 등)을 활용한 본격적인 스마트 발전소 구축에 적극 나서고 있다. 스마트 발전소는 수 많은 센서에서 축적된 데이터와 운전정보를 분석하고 실시간으로 발전소의 운전상황을 판단하여 최적화된 의사결정을 내리는 지능화된 발전소 구현을 목표로 하고 있다.Domestic power generation companies are actively building smart power plants using core technologies of the 4th industrial revolution (IoT, big data, AI, etc.). A smart power plant aims to realize an intelligent power plant that analyzes data and operation information accumulated from numerous sensors and makes an optimized decision by judging the operating status of the power plant in real time.

해외 선진사들은 주기기 설계/제작 역량을 바탕으로 데이터 분석 원천기술을 확보하여 디지털 솔루션 기반의 운영개선 및 서비스 사업에 진출하고 있는데 반해, 국내 발전산업은 빅데이터 분석 원천 기술에 대한 투자가 상대적으로 미흡한 실정이다.Overseas advanced companies are entering the digital solution-based operation improvement and service business by securing data analysis source technology based on their main equipment design/manufacturing capabilities, whereas the domestic power generation industry has relatively low investment in big data analysis source technology. It is insufficient.

발전소에 장기간 축적된 센서 및 운전/보전 데이터(이하, 발전소 빅데이터)는 설비 고유의 특성과 상태변화 정보를 담고 있으므로, 발전소 빅데이터의 효율적인 활용과 분석은 스마트 발전소 구현을 위한 필수적인 과제이다.Sensors and operation/maintenance data (hereafter, power plant big data) accumulated over a long period of time in power plants contain information on unique characteristics and state changes, so efficient use and analysis of power plant big data is an essential task for realizing smart power plants.

스마트 발전소 구현의 기본은 관심대상(설비, 계통 등)의 건전성을 감시하고 이상/변화를 탐지하거나 예측하여 조치를 취할 수 있는 정보를 제공하는 것이다. 이는 최적 예지 정비(predictive maintenance) 및 운전 최적화 구현의 토대가 될 수 있다,The basis of implementing a smart power plant is to monitor the health of objects of interest (facilities, systems, etc.) and to provide information that can take action by detecting or predicting abnormalities/changes. This can be the basis for implementing optimal predictive maintenance and operational optimization.

현재 개발된 많은 시스템 감시 및 진단 기술은 도 1의 물리 고장 기반 접근법(physics-driven approach)에 해당된다. 이 접근법은 주로 특정 부위/부품 또는 고장모드가 감시 범위의 대상이며, 높은 센서 해상도와 특화된 분석 기법을 요구하는 경우가 많다. 반면에 발전소 빅데이터는 일부 주요설비를 제외하면 계통의 상태를 파악하거나 제어를 목적으로 수집되며, 장기간 보유를 위해서 해상도(데이터 측정 주기, 정확성 또는 정밀성 수준)를 조절하여 저장한다. 발전소 빅데이터는 기준치 이상 변화 발생 시에 값을 기록하거나, 측정 주기를 분/초 단위로 저장하여 용량 부담을 저감시킨다.Many system monitoring and diagnosis technologies currently developed correspond to the physics-driven approach of FIG. 1 . This approach mainly targets specific areas/parts or failure modes for monitoring, and often requires high sensor resolution and specialized analysis techniques. On the other hand, power plant big data is collected for the purpose of grasping or controlling the system status, except for some major facilities, and is stored by adjusting the resolution (data measurement period, accuracy or precision level) for long-term retention. Power plant big data reduces the capacity burden by recording a value when a change above the standard value occurs or by storing the measurement cycle in minutes/second units.

뿐만 아니라 모든 부위에 센서가 존재하지 않으므로 특화/세분화된 시중은 감시&진단 기술은 발전소 빅데이터 적용이 어렵거나 구현을 위해 추가 설비 증설이 요구되고, 큰 운영비가 소요되는 경우가 많다. 예를 들어, 터빈/발전기 진동 분석을 위해 고해상도 진동 계측/분석설비를 별도로 설치하고 있으나, 용량문제로 장기 데이터 저장이 불가능하고 분석에 많은 시간과 비용이 소요된다. In addition, since there are no sensors in all parts, in the specialized/segmented market, it is difficult to apply big data to power plants for monitoring and diagnosis technology, or additional facility expansion is required for implementation, and large operating costs are often required. For example, high-resolution vibration measurement/analysis facilities are separately installed for turbine/generator vibration analysis, but long-term data storage is not possible due to capacity problems, and analysis takes a lot of time and money.

이 때문에 발전소 빅데이터를 효율적을 활용하기 위해 데이터 기반 접근법(data-driven approach)이 유리한 것으로 평가되며, 이 접근법은 주로 설비/계통 단위를 감시범위 대상으로 채택하고 있다. 이 때, 데이터 기반 접근법 방식으로 설비/계통 단위를 감시할 때 접근방식은 도 2와 같이 두 가지 유형으로 구분된다.For this reason, the data-driven approach is evaluated to be advantageous to efficiently utilize the power plant big data, and this approach mainly adopts the facility/system unit as the target of the monitoring scope. At this time, when monitoring a facility/system unit using a data-based approach, the approach is divided into two types as shown in FIG. 2 .

도 2에서 잔차 예측 방식은 설비/계통을 종합적으로 감시하기 위해서 종래에 이상감지 및 진단 방법론에서 널리 채택하고 있다. 그러나 각 센서의 값을 독립적으로 예측하는 접근법으로 인해 선/후행 공정의 긴밀한 연관관계와 복잡한 거동으로 움직이는 발전소의 설비/계통을 종합적으로 분석하는데 한계가 존재한다.In FIG. 2 , the residual prediction method is widely adopted in the conventional anomaly detection and diagnosis methodology to comprehensively monitor facilities/systems. However, due to the approach of estimating the value of each sensor independently, there is a limit to comprehensively analyzing the equipment/system of a power plant that moves with the close relationship between the preceding and following processes and the complex behavior.

따라서 발전소 빅데이터를 활용해 설비/계통의 종합적인 건전성을 분석하고, 이를 토대로 이상/변화를 탐지하여 원인진단의 나침반 역할을 하는 방법이 필요하다. 즉, 숲을 조망하고 문제발생 지역을 탐색하는 탑-다운(top-down) 방식의 데이터 분석으로 기존 감시/진단 기술의 보완이 필요하다.Therefore, there is a need for a method that analyzes the overall health of facilities/systems using big data of power plants, detects abnormalities/changes based on this, and acts as a compass for cause diagnosis. In other words, it is necessary to supplement the existing monitoring/diagnostic technology with a top-down method of data analysis that looks at the forest and searches for problem areas.

본 실시 예는 현재까지 축적된 발전소 빅데이터를 기반으로 설비/계통의 물리적 특성과 고장 메커니즘의 의존을 최소화하는 데이터 기반의 설비/계통 건전성 감시 모델을 개발하고, 이상과 변화를 탐지하여 진단(원인파악)을 지원할 수 있도록 하는데 있다.This embodiment develops a data-based facility/system health monitoring model that minimizes dependence on the physical characteristics of facilities/systems and failure mechanisms based on the power plant big data accumulated so far, and detects and diagnoses abnormalities and changes (causes to support understanding).

이를 통해 그 동안 활용되지 못한 발전소 다크 데이터(수집/저장만하고 활용하지 않는 데이터)의 활용도를 높여 운전원의 운전역량을 향상시키고 감시범위를 확대시킬 수 있다. 아울러 정밀한 진단과 조치가 필요한 영역을 빠르게 탐색할 수 있는 정보를 제공할 수 있으므로 비계획 감발과 트립을 최소화하여 가용도 및 효율 향상에 기여할 수 있다. Through this, it is possible to increase the utilization of power plant dark data that has not been utilized so far (data that only collects/stores and does not use), thereby improving the operator's operating capability and expanding the monitoring range. In addition, it can provide information to quickly search for areas that require precise diagnosis and action, thereby contributing to the improvement of availability and efficiency by minimizing unplanned detection and trips.

설명의 편의를 위해, 본 실시 예의 대상은 연료를 이용하는 발전소 중 석탄화력발전소(coal-fired power plant)의 보일러로 설정할 수도 있다. 발전소 주기기인 보일러, 터빈, 발전기 중 보일러는 비회전체 특성을 가지며, 연료(coal), 공기(air), 연소가스(combustion/flue gas), 그리고 급수(feedwater)/증기(steam)로 연결되는 에너지 변환을 통해 터빈을 회전시키는 고온/고압의 증기를 발생하는 장치이다.For convenience of description, the subject of the present embodiment may be set as a boiler of a coal-fired power plant among power plants using fuel. Among boilers, turbines, and generators, which are the main equipment of a power plant, the boiler has a non-rotating body, and energy that is connected to fuel (coal), air (air), combustion gas (combustion/flue gas), and feedwater/steam It is a device that generates high-temperature/high-pressure steam that rotates a turbine through conversion.

회전체(터빈/발전기) 주기기의 이상 감지(anomaly detection)와 진단(diagnosis) 방법은 상대적으로 잘 정립된 고장 메커니즘과 이론에 기반하여 해석이 가능하고, 물리 고장 기반 접근법이 유리하다. 반면에, 보일러는 연소과정에서 발생하는 매우 복잡한 물리/화학반응과 부수현상으로 인해 해석의 불확실성이 높고 다양한 계통이 결합되어 운전되므로, 이상 현상의 원인이 다양하고 실제 운전환경의 예측이 어려운 것으로 알려져 있다.The anomaly detection and diagnosis method of the rotating body (turbine/generator) main machine can be analyzed based on relatively well-established failure mechanisms and theories, and the physics failure-based approach is advantageous. On the other hand, it is known that the cause of anomalies is diverse and it is difficult to predict the actual operating environment because boilers have high uncertainty in analysis due to very complex physical/chemical reactions and incidental phenomena that occur during the combustion process and operate by combining various systems. there is.

따라서 보일러의 이상감지 및 진단에는 물리 고장 기반 접근법에 전적으로 의존하기보다, 보일러의 설계와 운전특성에 대한 도메인 지식(domain knowledge)과 데이터 기반 접근법인 데이터 과학(data science)과 인공지능 기술을 융합한 방식이 효율적이다.Therefore, rather than relying entirely on a physical failure-based approach for detecting and diagnosing boiler abnormalities, it is a fusion of data science and artificial intelligence technology with domain knowledge of boiler design and operation characteristics. method is efficient.

특히 발전소에 장기간 축적된 센서 및 운전 데이터(이하 발전소 빅데이터)는 보일러 설비와 계통이 가진 고유의 특성과 상태변화 정보를 담고 있으나, 충분히 활용되지 못하고 사장되어 다크 데이터로 남아있는 실정이다. 따라서 본 실시 예를 통하여 발전소 빅데이터를 체계적으로 활용하여 보일러의 상태를 감시하고 이상여부와 원인을 진단하도록 한다.In particular, sensor and operation data accumulated over a long period of time in power plants (hereafter, power plant big data) contain information about the unique characteristics and state changes of boiler facilities and systems, but are not fully utilized and remain as dark data. Therefore, through this embodiment, the power plant big data is systematically utilized to monitor the status of the boiler and to diagnose the abnormality and cause.

도 3은 본 실시 예에 따른 발전소, 보일러 건전성 감시 장치 및 이들을 서로 연결하는 네트워크를 포함하는 건전성 감시 환경의 예시도이고, 도 4는 도 3 중 발전소의 계통도 및 보일러의 단면도 이다. 이하의 설명에서 도 1 및 도 2에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 건전성 감시 환경은 석탄화력발전소(100), 보일러 건전성 감시 장치(200) 및 네트워크(300)를 포함할 수 있다. 3 is an exemplary diagram of a health monitoring environment including a power plant, a boiler health monitoring device, and a network connecting them according to the present embodiment, and FIG. 4 is a schematic diagram of the power plant and a cross-sectional view of the boiler in FIG. In the following description, descriptions of parts overlapping with those of FIGS. 1 and 2 will be omitted. 3 and 4 , the health monitoring environment may include a coal-fired power plant 100 , a boiler health monitoring device 200 , and a network 300 .

석탄화력발전소(100)는 연료로서의 연료를 보일러에서 연소시켜 증기를 발생시키고, 이렇게 발생된 증기를 이용하여 터빈을 회전시킴으로써 전기를 생산할 수 있다. 이하에서는 연료를 기준으로 연료를 설명하나, 연료 이외의 연료에도 본 개시에서 설명되는 내용이 동일 또는 유사하게 적용될 수 있음은 명확할 것이다.Coal-fired power plant 100 may generate electricity by burning fuel as fuel in a boiler to generate steam, and rotating a turbine using the generated steam. Hereinafter, the fuel will be described with reference to the fuel, but it will be clear that the contents described in the present disclosure may be equally or similarly applied to fuels other than the fuel.

석탄화력발전소(100)의 보일러 시스템은 에너지 변환단계에 따라 크게 연료/공기 계통, 연소가스 계통, 급수/증기 계통으로 구분할 수 있다. 보일러 운전에 있어서 핵심적인 관리지표 중 하나는 고온/고압의 증기 품질을 일정하게 유지하는 것이다. 보일러 시스템의 모든 구성요소는 이를 달성하기 위하여 유기적으로 제어되고 있으며, 다양한 부하와 연료조건에서 안정적으로 급수/증기의 온도 균형을 유지하는 것이 매우 중요하다.The boiler system of the coal-fired power plant 100 can be largely divided into a fuel/air system, a combustion gas system, and a water supply/steam system according to an energy conversion stage. One of the key management indicators in boiler operation is to maintain constant high temperature/high pressure steam quality. All components of the boiler system are organically controlled to achieve this, and it is very important to stably maintain the temperature balance of feedwater/steam under various loads and fuel conditions.

보일러 시스템 중 급수/증기 계통에 대하여 살펴보면, 절탄기(economizer)에서 가열된 급수가 화로 수냉벽(furnace waterwall)을 지나면서 연소가스의 복사열로 에너지를 흡수하면서 초 임계 증기로 변환될 수 있다. 기수분리기(separator)를 통해 물과 분리된 순수한 증기는 열효율 극대화를 위해 과열기(superheater)를 거쳐 증기의 온도와 압력을 더욱 높인 후에 고압 터빈(high-pressure turbine)으로 전달될 수 있다. 1차로 터빈을 회전시킨 증기는 다시 회수되어 재열기(reheater)로 전달되고, 재가열을 거처 중압 터빈(intermediate-pressure turbine)과 저압 터빈(low-pressure turbine)을 거치면서 2차로 터빈을 회전시킴으로써 연료의 화학 에너지가 운동 에너지로 최종 전환될 수 있다.Looking at the feedwater/steam system in the boiler system, the feedwater heated by the economizer passes through the furnace waterwall and absorbs energy from the radiant heat of the combustion gas. It can be converted into supercritical steam. Pure steam separated from water through a separator can be passed through a superheater to further increase the temperature and pressure of the steam to maximize thermal efficiency before being delivered to a high-pressure turbine. The steam that primarily rotates the turbine is recovered again and delivered to a reheater, where it is reheated and passes through an intermediate-pressure turbine and a low-pressure turbine, where it is secondarily rotated for fuel. of chemical energy can be finally converted into kinetic energy.

이 때, 증기의 온도가 설정치 이상으로 높아지는 경우, 터빈이나 보일러 튜브의 강도저하, 고온열화, 크랙 등 설비 수명에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 과열저감기(attemperator)를 동작시켜 증기의 온도를 낮추는 제어가 이루어 질 수 있다.At this time, if the temperature of the steam rises above the set value, the temperature of the steam is lowered by operating the attemperator because it may adversely affect the life of the equipment such as a decrease in strength of the turbine or boiler tube, deterioration of high temperature, cracks, etc. can be done

과열저감기는 증기의 온도를 낮추기 위해 튜브 내부에 물을 분사하는 설비로 과열기(superheater)와 재열기(reheater)에 연결되어 있다. 과열기에 공급되는 과열저감수는 유량에 관계없이 보일러의 효율에 영향을 미치지 않으나, 재열기의 과열저감수는 유량이 늘어날수록 보일러의 효율에 손실이 발생할 수 있다.The superheater is a facility that sprays water inside the tube to lower the temperature of steam, and is connected to a superheater and a reheater. The superheat reduction water supplied to the superheater does not affect the efficiency of the boiler regardless of the flow rate, but the overheat reduction water of the reheater may cause a loss in the efficiency of the boiler as the flow rate increases.

재열기 과열저감기의 동작을 유발하는 직접원인은 재열기 출구 증기온도(outlet steam temperature)가 일정수준 이상으로 상승하는 것을 포함할 수 있다. 이 현상의 근인(root cause)은 연료의 성상 변화, 급수/급탄/공기량 변화, 연소분위기, 전열부의 슬래깅(slagging)/파울링(fouling) 등으로 매우 다양하며 이 원인들이 복합적으로 작용할 수 있다.The direct cause of triggering the operation of the reheater overheater may include that the outlet steam temperature of the reheater rises above a certain level. The root cause of this phenomenon is very diverse, such as a change in fuel properties, a change in the amount of water/coal supply/air, combustion atmosphere, and slagging/fouling of the heat transfer part, and these causes can act in a complex way. .

이 때, 석탄화력발전소(100) 보일러의 빅데이터를 활용하여 건전성을 판단할 수 있는 종합적인 지표는 급수/증기계통의 열균형(heat balance)을 포함할 수 있다. 계통의 각 부위별 inlet/outlet의 온도는 설계값이 존재하므로, 보일러의 운전변수(ex. 출력, 급탄, 공기 등)와 튜브/증기 온도, 전열면 온도변화 등을 기초로 종합적인 건전성을 나타내는 특징정보를 추출할 수 있다.In this case, a comprehensive index capable of determining soundness by using the big data of the boiler in the coal-fired power plant 100 may include a heat balance of the water supply/steam system. Since the temperature of the inlet/outlet for each part of the system has a design value, it represents the overall soundness based on the boiler operation variables (ex. output, coal feed, air, etc.), tube/steam temperature, and heat transfer surface temperature change. Feature information can be extracted.

예를 들어, 절탄기(Economizer) - 수냉벽(Furnace Waterwall) - 과열기(Superheater) - (고압터빈) - 재열기(Reheater) - (중압터빈)로 이어지는 급수/증기계통 흐름에서 재열기의 선행공정에서 연소가스의 열교환이 적절히 이루어지지 못하는 경우, 화로와 과열기 전열부의 온도와 열흡수량이 감소하고, 설계치보다 고온의 연소가스가 재열기 전열부를 포함한 후단부(backpass)에 도달하여 전반적인 과열을 야기하므로 전체적인 열균형이 정상상태를 벗어날 수 있다.For example, Economizer - Furnace Waterwall - Superheater - (High Pressure Turbine) - Reheater - (Medium Pressure Turbine) Preceding process of reheater in feedwater/steam system flow If the heat exchange of the combustion gas is not performed properly at The overall thermal balance may deviate from the steady state.

따라서, 본 실시 예에서는 급수/증기 계통의 열흡수 불균형으로 인한 재열기의 과열저감수 유량이 형성되어 보일러 효율의 손실을 야기하는 상태를 이상(abnormal)으로 규정하고, 보일러 설계 및 운전 특성을 바탕으로 발전소 빅데이터를 활용한 구체적인 건전성 감시 방법론을 제시하고자 한다.Therefore, in this embodiment, the overheating reduction flow rate of the reheater is formed due to the heat absorption imbalance of the feedwater/steam system, which causes the loss of boiler efficiency as abnormal, and based on the boiler design and operation characteristics As such, we would like to present a specific soundness monitoring methodology using power plant big data.

보일러 건전성 감시 장치(200)는 석탄화력발전소(100)로부터 센서에 의해 계측된 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득할 수 있다.The boiler health monitoring apparatus 200 may acquire power plant operation data including boiler state measurement data measured by a sensor from the coal-fired power plant 100 , fuel properties data, and power plant output data.

여기서 보일러 상태 계측 데이터는, 미분기 차압, 급탄량, BTU(british thermal unit), 1차 공기량, 2차 공기량, 버너 각도, 급수/증기 계통 부위별 튜브 온도, inlet/outlet 증기 온도, 과열저감수 유량 및 밸브 포지션 등을 포함할 수 있다. 여기서, 보일러 상태 계측 데이터 중 급탄량은 시간당 보일러에 공급되는 연료의 양을 포함할 수 있다. BTU(british thermal unit)는 보일러 에너지 효율을 나타내는 열량 단위로서, 물 1 파운드(pound)를 60F에서 61F로 1F 올리는데 소요되는 열량을 포함할 수 있다. 1차 공기량은 보일러 연소를 위해서 연료와 함께 공급되는 공기량(톤/시간)을 포함할 수 있다. 2차 공기량은 연료의 완전 연소를 돕기 위해서 추가로 공급되는 과잉 공기량(톤/시간)을 포함할 수 있다.Here, the boiler condition measurement data is the differential pressure, coal feed amount, BTU (British thermal unit), primary air volume, secondary air volume, burner angle, tube temperature for each part of the water/steam system, inlet/outlet steam temperature, and overheating reduction flow rate. and valve positions, and the like. Here, the coal supply amount of the boiler state measurement data may include the amount of fuel supplied to the boiler per hour. A British thermal unit (BTU) is a unit of energy representing boiler energy efficiency, and may include the amount of heat required to raise 1 pound of water from 60F to 61F by 1F. The primary air quantity may include an air quantity (ton/hour) supplied together with fuel for boiler combustion. The amount of secondary air may include an amount of excess air (ton/hour) that is additionally supplied to assist complete combustion of the fuel.

또한, 연료 성상 데이터는 탄종, 각 탄종의 혼탄 비율, 발열량(kcal/kg), 총수분(%), 유황분(%), 분쇄도(HGI: hardgrove grindability index), 휘발분(%), 회분(%), 탄소(%), SiO2(wt.%), CaO(wt.%), 착화온도(℃), 회융점(℃) 및 입도(wt.%) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the fuel properties data include the type of coal, the proportion of coal of each type, calorific value (kcal/kg), total moisture (%), sulfur content (%), grindability (HGI: hardgrove grindability index), volatile matter (%), ash content (%) ), carbon (%), SiO2 (wt.%), CaO (wt.%), ignition temperature (°C), ash melting point (°C), and particle size (wt.%) may be included.

보일러 건전성 감시 장치(200)는 석탄화력발전소(100)로부터 획득한 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터를, 연료 변경 시점을 기준으로 동기화한 시간 동기화 데이터를 구성할 수 있다.The boiler health monitoring apparatus 200 may configure time synchronization data obtained by synchronizing the boiler state measurement data, fuel property data, and power plant output data obtained from the coal-fired power plant 100 based on the fuel change time point.

보일러 건전성 감시 장치(200)는 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 생성하기 위해 훈련 데이터를 생성할 수 있다. 보일러 건전성 감시 장치(200)는 생성한 훈련 데이터로 심층신경망 모델을 훈련시켜 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 생성하고, 검증할 수 있다. 보일러 건전성 감시 장치(200)는 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 이용하여 석탄화력발전소(100) 보일러가 정상인지 또는 비정상인지 여부를 판단하고, 비정상인 경우 그에 대응하는 조치를 취할 수 있다.The boiler health monitoring device 200 may generate training data to generate a power plant boiler health monitoring model. The boiler health monitoring apparatus 200 may generate and verify a power plant boiler health monitoring model by training a deep neural network model with the generated training data. The boiler health monitoring device 200 may use the power plant boiler health monitoring model to determine whether the boiler of the coal-fired power plant 100 is normal or abnormal, and if abnormal, may take a corresponding action.

보일러 건전성 감시 장치(200)는 훈련 데이터 생성을 위해, 시간 동기화 데이터로부터 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료의 연소 구간 중 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분할 수 있다.The boiler health monitoring device 200 maintains a constant type of fuel in an output maintenance section in which power plant output data is constantly maintained from time synchronization data, and a combustion section of fuel included in the fuel property data, for generating training data. The output combined with the fuel holding section and the fuel holding section can be distinguished.

보일러 건전성 감시 장치(200)는 출력 및 연료 유지 구간에서, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정할 수 있다. 여기서, 보일러 건전성 지표 결정 시에 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간이 존재하지 않는 경우 보일러 건전성 지표를 정상(normal)상태로 결정하고, 유량 형성 시간이 제1 임계 시간(예를 들어, 시간당 5분) 미만인 경우 보일러 건전성 지표를 제1 주의(first warning)상태로 결정하고, 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 이상 제2 임계 시간(예를 들어, 시간당 10분) 미만인 경우 보일러 건전성 지표를 제2 주의(second warning)상태로 결정하며, 유량 형성 시간이 제2 임계 시간 이상인 경우 보일러 건전성 지표를 위험(danger)상태로 결정할 수 있다.The boiler health monitoring apparatus 200 may determine the boiler health index according to the flow rate formation time based on the flow data of the reheater overheat reduction water included in the boiler state measurement data in the output and fuel maintenance section. Here, when the flow rate formation time based on the flow data of the reheater overheating reduction water does not exist when the boiler health index is determined, the boiler health index is determined as a normal state, and the flow rate formation time is the first critical time ( For example, if less than 5 minutes per hour), the boiler health indicator is determined as a first warning state, and when the flow rate forming time is greater than or equal to the first critical time and less than the second critical time (eg, 10 minutes per hour) The boiler health indicator may be determined as a second warning state, and when the flow rate formation time is greater than or equal to the second critical time, the boiler health indicator may be determined as a dangerous state.

보일러 건전성 감시 장치(200)는 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수(예를 들어, 30개)의 보일러 운전 변수에 대하여, 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기(예를 들어, 20분)마다 산출한 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수는 보일러의 열흡수 균형을 판단하기 위해 선택되는 데이터일 수 있다. 또한 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표를 레이블로 포함할 수 있다.Boiler health monitoring device 200, based on the boiler health index, with respect to a preset number (eg, 30) of boiler operation variables preselected to determine the operation state of the boiler among the power plant operation data, a preset cycle Training data including representative values of boiler operation variables calculated every (eg, 20 minutes) may be generated. Here, the preset number of boiler operation variables selected in advance may be data selected to determine the balance of heat absorption of the boiler. In addition, the training data may include a representative value of a boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and may include a boiler health index in the corresponding cycle determined in the step of determining the boiler health index as a label.

본 실시 예에서, 보일러 건전성 감시 장치(200)는 보일러의 건전성 감시를 위해, 5G 통신 환경에서 인공지능(artificial intelligence, AI) 알고리즘 및/또는 기계학습(machine learning) 알고리즘을 실행할 수 있다.In this embodiment, the boiler health monitoring device 200 may execute an artificial intelligence (AI) algorithm and/or a machine learning algorithm in a 5G communication environment to monitor the health of the boiler.

여기서 인공 지능(artificial intelligence, AI)은, 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미할 수 있다. Here, artificial intelligence (AI) is a field of computer science and information technology that studies how computers can do the thinking, learning, and self-development that can be done with human intelligence. It could mean making it possible to imitate intelligent behavior.

또한, 인공지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.In addition, artificial intelligence does not exist by itself, but is directly or indirectly related to other fields of computer science. In particular, in modern times, attempts are being made to introduce artificial intelligence elements in various fields of information technology and use them to solve problems in that field.

머신 러닝(machine learning)은 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야를 포함할 수 있다. 구체적으로 머신 러닝은, 경험적 데이터를 기반으로 학습을 하고 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술이라 할 수 있다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 특정한 모델을 구축하는 방식을 취할 수 있다.Machine learning is a branch of artificial intelligence, which can include fields of study that give computers the ability to learn without explicit programming. Specifically, machine learning can be said to be a technology to study and build a system and algorithms for learning based on empirical data, making predictions, and improving its own performance. Algorithms in machine learning can take the approach of building specific models to make predictions or decisions based on input data, rather than executing rigidly set static program instructions.

이러한 인공신경망의 머신 러닝 방법으로는 자율학습(unsupervised learning)과 지도학습(supervised learning)이 모두 사용될 수 있다.As a machine learning method of such an artificial neural network, both unsupervised learning and supervised learning can be used.

또한, 머신 러닝의 일종인 딥러닝(deep learning) 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습할 수 있다. 딥러닝은 단계를 높여갈수록 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신 러닝 알고리즘의 집합을 나타낼 수 있다.In addition, deep learning technology, which is a type of machine learning, can learn by going down to a deep level in multiple stages based on data. Deep learning can represent a set of machine learning algorithms that extract core data from a plurality of data as the level increases.

딥러닝 구조는 인공신경망(ANN)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 딥러닝 구조는 CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), DBN(deep belief network) 등 심층신경망(DNN)으로 구성될 수 있다. 본 실시 예에 따른 딥러닝 구조는 공지된 다양한 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에 따른 딥러닝 구조는 CNN, RNN, DBN 등을 포함할 수 있다. RNN은, 자연어 처리 등에 많이 이용되고 있으며, 시간의 흐름에 따라 변하는 시계열 데이터(time-series data) 처리에 효과적인 구조로 매 순간마다 레이어를 쌓아 올려 인공신경망 구조를 구성할 수 있다. DBN은 딥러닝 기법인 RBM(restricted boltzman machine)을 다층으로 쌓아 구성되는 딥러닝 구조를 포함할 수 있다. RBM 학습을 반복하여, 일정 수의 레이어가 되면 해당 개수의 레이어를 가지는 DBN을 구성할 수 있다. CNN은 사람이 물체를 인식할 때 물체의 기본적인 특징들을 추출한 다음 뇌 속에서 복잡한 계산을 거쳐 그 결과를 기반으로 물체를 인식한다는 가정을 기반으로 만들어진 사람의 뇌 기능을 모사한 모델을 포함할 수 있다.The deep learning structure may include an artificial neural network (ANN). For example, the deep learning structure is composed of a deep neural network (DNN) such as a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), and a deep belief network (DBN). can be The deep learning structure according to the present embodiment may use various well-known structures. For example, the deep learning structure according to the present embodiment may include CNN, RNN, DBN, and the like. RNN is widely used in natural language processing, etc., and is an effective structure for processing time-series data that changes with time. DBN may include a deep learning structure composed of multi-layered restricted boltzman machine (RBM), a deep learning technique. By repeating RBM learning, when a certain number of layers is reached, a DBN having the corresponding number of layers can be configured. CNNs can include models that simulate human brain functions based on the assumption that when a person recognizes an object, it extracts the basic features of an object, then performs complex calculations in the brain and recognizes an object based on the result. .

한편, 인공신경망의 학습은 주어진 입력에 대하여 원하는 출력이 나오도록 노드간 연결선의 웨이트(weight)를 조정(필요한 경우 바이어스(bias) 값도 조정)함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 인공신경망은 학습에 의해 웨이트(weight) 값을 지속적으로 업데이트시킬 수 있다. 또한, 인공신경망의 학습에는 역전파(back propagation) 등의 방법이 사용될 수 있다.On the other hand, learning of the artificial neural network can be accomplished by adjusting the weight of the connection line between nodes (and adjusting the bias value if necessary) so that a desired output is obtained for a given input. In addition, the artificial neural network may continuously update a weight value by learning. In addition, a method such as back propagation may be used for learning the artificial neural network.

본 발명의 실시 예에서 용어 '머신 러닝'은 용어 '기계 학습'과 혼용되어 사용될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the term 'machine learning' may be used interchangeably with the term 'machine learning'.

기계 학습에서 데이터를 어떻게 분류할 것인가를 놓고, 많은 기계 학습 알고리즘이 개발되었고, 의사결정나무(decision tree)나 베이지안 망(bayesian network), 서포트벡터머신(support vector machine, SVM), 그리고 인공 신경망(artificial neural network, ANN) 등을 대표적으로 포함할 수 있다.Regarding how to classify data in machine learning, many machine learning algorithms have been developed, such as decision trees, Bayesian networks, support vector machines (SVMs), and artificial neural networks ( artificial neural network (ANN) and the like.

의사결정나무는 의사결정규칙(decision rule)을 나무구조로 도표화하여 분류와 예측을 수행하는 판단방법을 포함할 수 있다. 베이지안 망은 다수의 변수들 사이의 확률적 관계(조건부독립성: conditional independence)를 그래프 구조로 표현하는 모델을 포함할 수 있다. 베이지안 망은 비지도 학습(unsupervised learning)을 통한 데이터마이닝(data mining)에 적합할 수 있다. 서포트벡터머신은 패턴인식과 자료분석을 위한 지도 학습(supervised learning)의 모델이며, 주로 분류와 회귀분석을 위해 사용될 수 있다.The decision tree may include a decision method for performing classification and prediction by charting a decision rule in a tree structure. The Bayesian network may include a model expressing a probabilistic relationship (conditional independence) between a plurality of variables in a graph structure. Bayesian networks may be suitable for data mining through unsupervised learning. The support vector machine is a model of supervised learning for pattern recognition and data analysis, and can be mainly used for classification and regression analysis.

인공신경망은 생물학적 뉴런의 동작원리와 뉴런간의 연결 관계를 모델링한 것으로 노드(node) 또는 처리 요소(processing element)라고 하는 다수의 뉴런들이 레이어(layer) 구조의 형태로 연결된 정보처리 시스템을 나타낼 수 있다.The artificial neural network models the operation principle of biological neurons and the connection relationship between neurons, and may represent an information processing system in which a number of neurons called nodes or processing elements are connected in the form of a layer structure. .

인공 신경망은 기계 학습에서 사용되는 모델로써, 기계학습과 인지과학에서 생물학의 신경망(동물의 중추신경계 중 특히 뇌)에서 영감을 얻은 통계학적 학습 알고리즘을 포함할 수 있다. Artificial neural networks are models used in machine learning, and can include statistical learning algorithms inspired by neural networks in biology (especially the brain in the central nervous system of animals) in machine learning and cognitive science.

구체적으로 인공신경망은 시냅스(synapse)의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)이 학습을 통해 시냅스의 결합 세기를 변화시켜, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다.Specifically, the artificial neural network may refer to an overall model having problem-solving ability by changing the bonding strength of synapses through learning in which artificial neurons (nodes) that form a network by combining synapses.

용어 인공신경망은 용어 뉴럴 네트워크(Neural Network)와 혼용되어 사용될 수 있다.The term artificial neural network may be used interchangeably with the term neural network.

인공신경망은 복수의 레이어(layer)를 포함할 수 있고, 레이어들 각각은 복수의 뉴런(neuron)을 포함할 수 있다. 또한 인공신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다.The artificial neural network may include a plurality of layers, and each of the layers may include a plurality of neurons. Also, the artificial neural network may include neurons and synapses connecting neurons.

인공 신경망은 일반적으로 다음의 세가지 인자, 즉 (1) 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴 (2) 연결의 가중치를 갱신하는 학습 과정 (3) 이전 레이어로부터 수신되는 입력에 대한 가중 합으로부터 출력값을 생성하는 활성화 함수에 의해 정의될 수 있다.In general, artificial neural networks calculate the output value from the following three factors: (1) the connection pattern between neurons in different layers (2) the learning process to update the weight of the connection (3) the weighted sum of the input received from the previous layer It can be defined by the activation function it creates.

인공 신경망은, DNN(deep neural network), RNN(recurrent neural network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), MLP(multilayer perceptron), CNN(convolutional neural network)와 같은 방식의 네트워크 모델들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The artificial neural network may include network models such as a deep neural network (DNN), a recurrent neural network (RNN), a bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), a multilayer perceptron (MLP), and a convolutional neural network (CNN). , but is not limited thereto.

본 실시 예에서 용어 '레이어'는 용어 '계층'과 혼용되어 사용될 수 있다.In this embodiment, the term 'layer' may be used interchangeably with the term 'layer'.

인공신경망은 계층 수에 따라 단층 신경망(single-layer neural networks)과 다층 신경망(multi-layer neural networks)으로 구분할 수 있다.Artificial neural networks can be classified into single-layer neural networks and multi-layer neural networks according to the number of layers.

일반적인 단층 신경망은, 입력층과 출력층으로 구성될 수 있다. 또한 일반적인 다층 신경망은 입력층(input layer)과 하나 이상의 은닉층(hidden layer), 출력층(output layer)으로 구성될 수 있다.A general single-layer neural network may be composed of an input layer and an output layer. In addition, a general multilayer neural network may include an input layer, one or more hidden layers, and an output layer.

입력층은 외부의 자료들을 받아들이는 층으로서, 입력층의 뉴런 수는 입력되는 변수의 수와 동일하며, 은닉층은 입력층과 출력층 사이에 위치하며 입력층으로부터 신호를 받아 특성을 추출하여 출력층으로 전달할 수 있다. 출력층은 은닉층으로부터 신호를 받고, 수신한 신호에 기반한 출력 값을 출력할 수 있다. 뉴런간의 입력신호는 각각의 연결강도(가중치)와 곱해진 후 합산되며 이 합이 뉴런의 임계치보다 크면 뉴런이 활성화되어 활성화 함수를 통하여 획득한 출력값을 출력할 수 있다.The input layer is a layer that receives external data. The number of neurons in the input layer is the same as the number of input variables, and the hidden layer is located between the input layer and the output layer. can The output layer may receive a signal from the hidden layer and output an output value based on the received signal. The input signal between neurons is multiplied by each connection strength (weight) and then summed. If the sum is greater than the threshold of the neuron, the neuron is activated and the output value obtained through the activation function can be output.

한편 입력층과 출력 층 사이에 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망은, 기계 학습 기술의 한 종류인 딥 러닝을 구현하는 대표적인 인공 신경망일 수 있다.Meanwhile, a deep neural network including a plurality of hidden layers between an input layer and an output layer may be a representative artificial neural network that implements deep learning, which is a type of machine learning technology.

한편 용어 '딥 러닝'은 용어 '심층 학습'과 혼용되어 사용될 수 있다.Meanwhile, the term 'deep learning' may be used interchangeably with the term 'deep learning'.

인공 신경망은 훈련 데이터(training data)를 이용하여 학습(training)될 수 있다. 여기서 학습이란, 입력 데이터를 분류(classification)하거나 회귀분석(regression)하거나 군집화(clustering)하는 등의 목적을 달성하기 위하여, 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망의 파라미터(parameter)를 결정하는 과정을 의미할 수 있다. 인공 신경망의 파라미터의 대표적인 예시로써, 시냅스에 부여되는 가중치(weight)나 뉴런에 적용되는 편향(bias)을 들 수 있다.The artificial neural network may be trained using training data. Here, learning refers to a process of determining parameters of an artificial neural network using learning data to achieve objectives such as classification, regression, or clustering of input data. can As a representative example of parameters of an artificial neural network, a weight applied to a synapse or a bias applied to a neuron may be mentioned.

훈련 데이터에 의하여 학습된 인공 신경망은, 입력 데이터를 입력 데이터가 가지는 패턴에 따라 분류하거나 군집화 할 수 있다. 한편 훈련 데이터를 이용하여 학습된 인공 신경망을, 본 실시 예에서는 학습 모델(a trained model)이라 명칭 할 수 있다.The artificial neural network learned by the training data may classify or cluster input data according to a pattern of the input data. On the other hand, an artificial neural network learned using training data may be called a trained model in this embodiment.

다음은 인공 신경망의 학습 방식에 대하여 설명한다. 인공 신경망의 학습 방식은 크게, 지도 학습, 비 지도 학습, 준 지도 학습(semi-supervised learning), 강화 학습(reinforcement learning)으로 분류될 수 있다.The following describes the learning method of the artificial neural network. A learning method of an artificial neural network may be largely classified into supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, and reinforcement learning.

지도 학습은 훈련 데이터로부터 하나의 함수를 유추해내기 위한 기계 학습의 한 방법일 수 있다. 그리고 이렇게 유추되는 함수 중, 연속 적인 값을 출력하는 것을 회귀분석(Regression)이라 하고, 입력 벡터의 클래스(class)를 예측하여 출력하는 것을 분류(Classification)라고 할 수 있다.Supervised learning can be a method of machine learning to infer a function from training data. And among these inferred functions, outputting continuous values is called regression, and predicting and outputting the class of the input vector is called classification.

지도 학습에서는, 훈련 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시킬 수 있다. 여기서 레이블이란, 훈련 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다.In supervised learning, an artificial neural network can be trained in a state in which a label for training data is given. Here, the label may mean a correct answer (or result value) that the artificial neural network should infer when training data is input to the artificial neural network.

본 실시 예에서는 훈련 데이터가 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과값)을 레이블 또는 레이블링 데이터(labeling data)이라 명칭 할 수 있다.In this embodiment, when training data is input, the correct answer (or result value) to be inferred by the artificial neural network may be called a label or labeling data.

또한 본 실시 예에서는, 인공 신경망의 학습을 위하여 훈련 데이터에 레이블을 설정하는 것을, 훈련 데이터에 레이블링 데이터를 레이블링(labeling) 한다고 명칭 할 수 있다. 이 경우 훈련 데이터와 훈련 데이터에 대응하는 레이블)은 하나의 트레이닝 셋(training set)을 구성하고, 인공 신경망에는 트레이닝 셋의 형태로 입력될 수 있다.Also, in this embodiment, setting a label on the training data for learning of the artificial neural network may be referred to as labeling the labeling data on the training data. In this case, the training data and a label corresponding to the training data) constitute one training set, and may be input to the artificial neural network in the form of a training set.

한편 훈련 데이터는 복수의 특징(feature)을 나타내고, 훈련 데이터에 레이블이 레이블링 된다는 것은 훈련 데이터가 나타내는 특징에 레이블이 달린다는 것을 의미할 수 있다. 이 경우 훈련 데이터는 입력 객체의 특징을 벡터 형태로 나타낼 수 있다.On the other hand, training data represents a plurality of features, and labeling the training data may mean that the feature represented by the training data is labeled. In this case, the training data may represent the features of the input object in a vector form.

인공 신경망은 훈련 데이터와 레이블링 데이터를 이용하여, 훈련 데이터와 레이블링 데이터의 연관 관계에 대한 함수를 유추할 수 있다. 그리고, 인공 신경망에서 유추된 함수에 대한 평가를 통해 인공 신경망의 파라미터가 결정(최적화)될 수 있다.The artificial neural network may infer a function for the relationship between the training data and the labeling data by using the training data and the labeling data. In addition, parameters of the artificial neural network may be determined (optimized) through evaluation of the function inferred from the artificial neural network.

비 지도 학습은 기계 학습의 일종으로, 훈련 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않을 수 있다. 구체적으로, 비 지도 학습은, 훈련 데이터 및 훈련 데이터에 대응하는 레이블의 연관 관계 보다는, 훈련 데이터 자체에서 패턴을 찾아 분류하도록 인공 신경망을 학습시키는 학습 방법일 수 있다. 비 지도 학습의 예로는, 군집화 또는 독립 성분 분석(independent component analysis)을 들 수 있다.Unsupervised learning is a type of machine learning, in which the training data may not be labeled. Specifically, the unsupervised learning may be a learning method of learning the artificial neural network to find and classify patterns in the training data itself, rather than the association between the training data and the labels corresponding to the training data. Examples of unsupervised learning include clustering or independent component analysis.

본 실시 예에서 용어 '군집화'는 용어 '클러스터링'과 혼용되어 사용될 수 있다.In this embodiment, the term 'clustering' may be used interchangeably with the term 'clustering'.

비지도 학습을 이용하는 인공 신경망의 일례로 생성적 적대 신경망(generative adversarial network, GAN), 오토 인코더(autoencoder, AE)를 들 수 있다.Examples of artificial neural networks using unsupervised learning include a generative adversarial network (GAN) and an autoencoder (AE).

생성적 적대 신경망이란, 생성기(generator)와 판별기(discriminator), 두 개의 서로 다른 인공지능이 경쟁하며 성능을 개선하는 머신 러닝 방법일 수 있다. 이 경우 생성기는 새로운 데이터를 창조하는 모형으로, 원본 데이터를 기반으로 새로운 데이터를 생성할 수 있다. 또한 판별기는 데이터의 패턴을 인식하는 모형으로, 입력된 데이터가 원본 데이터인지 또는 생성기에서 생성한 새로운 데이터인지 여부를 감별하는 역할을 수행할 수 있다. 그리고 생성기는 판별기를 속이지 못한 데이터를 입력 받아 학습하며, 판별기는 생성기로부터 속은 데이터를 입력 받아 학습할 수 있다. 이에 따라 생성기는 판별기를 최대한 잘 속이도록 진화할 수 있고, 판별기는 원본 데이터와 생성기에 의해 생성된 데이터를 잘 구분하도록 진화할 수 있다.A generative adversarial neural network may be a machine learning method in which two different artificial intelligences, a generator and a discriminator, compete to improve performance. In this case, the generator is a model that creates new data, and can generate new data based on the original data. In addition, the discriminator is a model for recognizing patterns in data, and may play a role of discriminating whether input data is original data or new data generated by the generator. And the generator learns by receiving the data that did not deceive the discriminator, and the discriminator can learn by receiving the deceived data from the generator. Accordingly, the generator may evolve to deceive the discriminator as best as possible, and the discriminator may evolve to distinguish the original data and the data generated by the generator well.

오토 인코더는 입력 자체를 출력으로 재현하는 것을 목표로 하는 신경망일 수 있다. 오토 인코더는 입력층, 적어도 하나의 은닉층 및 출력층을 포함할 수 있다. 이 경우 은닉 계층의 노드 수가 입력 계층의 노드 수보다 적으므로 데이터의 차원이 줄어들게 되며, 이에 따라 압축 또는 인코딩이 수행될 수 있다. 또한 은닉 계층에서 출력한 데이터는 출력 계층으로 들어갈 수 있다. 이 경우 출력 계층의 노드 수는 은닉 계층의 노드 수보다 많으므로, 데이터의 차원이 늘어나게 되며, 이에 따라 압축 해제 또는 디코딩이 수행될 수 있다.An autoencoder can be a neural network that aims to reproduce the input itself as an output. The auto-encoder may include an input layer, at least one hidden layer, and an output layer. In this case, since the number of nodes in the hidden layer is smaller than the number of nodes in the input layer, the dimension of data is reduced, and thus compression or encoding may be performed. Also, data output from the hidden layer can enter the output layer. In this case, since the number of nodes in the output layer is greater than the number of nodes in the hidden layer, the dimension of data increases, and thus decompression or decoding may be performed.

한편 오토 인코더는 학습을 통해 뉴런의 연결 강도를 조절함으로써 입력 데이터가 은닉층 데이터로 표현될 수 있다. 은닉층에서는 입력층보다 적은 수의 뉴런으로 정보를 표현하는데 입력 데이터를 출력으로 재현할 수 있다는 것은, 은닉층이 입력 데이터로부터 숨은 패턴을 발견하여 표현했다는 것을 의미할 수 있다.On the other hand, the auto-encoder adjusts the neuron's connection strength through learning, so that input data can be expressed as hidden layer data. The hidden layer expresses information with fewer neurons than the input layer, and being able to reproduce the input data as an output may mean that the hidden layer found and expressed hidden patterns from the input data.

준 지도 학습은 기계 학습의 일종으로, 레이블이 주어진 훈련 데이터와 레이블이 주어지지 않은 훈련 데이터를 모두 사용하는 학습 방법을 의미할 수 있다. 준 지도 학습의 기법 중 하나로, 레이블이 주어지지 않은 훈련 데이터의 레이블을 추론한 후 추론된 라벨을 이용하여 학습을 수행하는 기법이 있으며, 이러한 기법은 레이블링에 소요되는 비용이 큰 경우에 유용하게 사용될 수 있다.Semi-supervised learning is a type of machine learning, and may refer to a learning method using both labeled and unlabeled training data. As one of the techniques of semi-supervised learning, there is a technique of inferring a label of unlabeled training data and then performing learning using the inferred label. can

강화 학습은, 에이전트(agent)가 매 순간 어떤 행동을 해야 좋을지 분석할 수 있는 환경이 주어진다면, 데이터 없이 경험으로 가장 좋을 길을 찾을 수 있다는 이론을 포함할 수 있다. 강화 학습은 주로 마르코프 결정 과정(markov decision process, MDP)에 의하여 수행될 수 있다.Reinforcement learning can include the theory that, given an environment where an agent can analyze what action should be taken at every moment, it can find the best path through experience without data. Reinforcement learning can be mainly performed by a markov decision process (MDP).

마르코프 결정 과정을 설명하면, 첫 번째로 에이전트가 다음 행동을 하기 위해 필요한 정보들이 구성된 환경이 주어지며, 두 번째로 그 환경에서 에이전트가 어떻게 행동할지 정의하고, 세 번째로 에이전트가 무엇을 잘하면 보상(reward)을 주고 무엇을 못하면 벌점(penalty)을 줄지 정의하며, 네 번째로 미래의 보상이 최고점에 이를 때까지 반복 경험하여 최적의 정책(policy)을 도출할 수 있다.To explain the Markov decision process, firstly, an environment is given in which the information necessary for the agent to take the next action is given, secondly, how the agent will behave in that environment is defined, and thirdly, the agent is rewarded ( reward) and a penalty point for failure to do so, and fourthly, the optimal policy can be derived by repeating experiences until the future reward reaches the highest point.

인공 신경망은 모델의 구성, 활성 함수(activation function), 손실 함수(loss function) 또는 비용 함수(cost function), 학습 알고리즘, 최적화 알고리즘 등에 의해 그 구조가 특정되며, 학습 전에 하이퍼파라미터(hyperparameter)가 미리 설정되고, 이후에 학습을 통해 모델 파라미터(model parameter)가 설정되어 내용이 특정될 수 있다.The structure of an artificial neural network is specified by the model configuration, activation function, loss function or cost function, learning algorithm, optimization algorithm, etc., and hyperparameters are pre-trained. It is set, and then, a model parameter is set through learning and the content can be specified.

예컨대, 인공 신경망의 구조를 결정하는 요소에는 은닉층의 개수, 각 은닉층에 포함된 은닉 노드의 개수, 입력 특징 벡터(input feature vector), 대상 특징 벡터(target feature vector) 등이 포함될 수 있다.For example, factors determining the structure of an artificial neural network may include the number of hidden layers, the number of hidden nodes included in each hidden layer, an input feature vector, a target feature vector, and the like.

하이퍼파라미터는 모델 파라미터의 초기값 등과 같이 학습을 위하여 초기에 설정하여야 하는 여러 파라미터들을 포함할 수 있다. 그리고, 모델 파라미터는 학습을 통하여 결정하고자 하는 여러 파라미터들을 포함할 수 있다.The hyperparameter may include several parameters to be initially set for learning, such as initial values of model parameters. And, the model parameter may include several parameters to be determined through learning.

예컨대, 하이퍼파라미터에는 노드 간 가중치 초기값, 노드 간 편향 초기값, 미니 배치(mini-batch) 크기, 학습 반복 횟수, 학습률(learning rate) 등이 포함될 수 있다. 그리고, 모델 파라미터에는 노드 간 가중치, 노드 간 편향 등이 포함될 수 있다.For example, the hyperparameter may include an initial weight value between nodes, an initial bias value between nodes, a mini-batch size, a number of learning repetitions, a learning rate, and the like. In addition, the model parameters may include inter-node weights, inter-node biases, and the like.

인공 신경망의 학습 속도와 정확도는 인공 신경망의 구조와 학습 최적화 알고리즘의 종류뿐만 아니라, 하이퍼파라미터에 크게 좌우되는 특징을 포함할 수 있다. 따라서, 좋은 학습 모델을 획득하기 위하여는 적당한 인공 신경망의 구조와 학습 알고리즘을 결정하는 것뿐만 아니라, 적당한 하이퍼파라미터를 설정하는 것이 중요할 수 있다.The learning speed and accuracy of the artificial neural network may include features that largely depend on hyperparameters as well as the structure of the artificial neural network and the type of learning optimization algorithm. Therefore, in order to obtain a good learning model, it may be important not only to determine an appropriate artificial neural network structure and learning algorithm, but also to set appropriate hyperparameters.

통상적으로 하이퍼파라미터는 실험적으로 다양한 값으로 설정해가며 인공 신경망을 학습시켜보고, 학습 결과 안정적인 학습 속도와 정확도를 제공하는 최적의 값으로 설정할 수 있다. 위와 같은 방식들을 이용하면 피가열체의 상태에 대한 추정이 더욱 정교해질 수 있다.In general, the hyperparameter can be set to an optimal value that provides a stable learning speed and accuracy as a result of training the artificial neural network by experimentally setting it to various values. If the above methods are used, the estimation of the state of the heating target can be more sophisticated.

네트워크(300)는 석탄화력발전소(100)와 혼탄조합 결정 장치(200)를 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 네트워크(300)는 예컨대 LANs(local area networks), WANs(wide area networks), MANs(metropolitan area networks), ISDNs(integrated service digital networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, 블루투스, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 네트워크(300)는 근거리 통신 및/또는 원거리 통신을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 여기서 근거리 통신은 블루투스(bluetooth), RFID(radio frequency identification), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), UWB(ultra-wideband), ZigBee, Wi-Fi (wireless fidelity) 기술을 포함할 수 있고, 원거리 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술을 포함할 수 있다.The network 300 may serve to connect the coal-fired power plant 100 and the mixed coal combination determination device 200 . The network 300 includes wired networks such as local area networks (LANs), wide area networks (WANs), metropolitan area networks (MANs), and integrated service digital networks (ISDNs), wireless LANs, CDMA, Bluetooth, and satellite communication, for example. It may cover a wireless network such as, but the scope of the present invention is not limited thereto. Also, the network 300 may transmit/receive information using short-distance communication and/or long-distance communication. Here, the short-distance communication may include Bluetooth, radio frequency identification (RFID), infrared data association (IrDA), ultra-wideband (UWB), ZigBee, and wireless fidelity (Wi-Fi) technologies. Communication may include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) technology. can

네트워크(300)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있다. 네트워크(300)는 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 네트워크(300)에의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다. 더 나아가 네트워크(300)는 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망 및/또는 5G 통신을 지원할 수 있다.Network 300 may include connections of network elements such as hubs, bridges, routers, switches, and gateways. Network 300 may include one or more connected networks, eg, multiple network environments, including public networks such as the Internet and private networks such as secure enterprise private networks. Access to network 300 may be provided via one or more wired or wireless access networks. Furthermore, the network 300 may support an Internet of Things (IoT) network and/or 5G communication that exchanges and processes information between distributed components such as things.

도 5는 도 3 중 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치를 포함하는 보일러 건전성 감시 장치의 구성을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 4에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다. 도 5를 참조하면, 보일러 건전성 감시 장치(200)는 통신부(210), 훈련 데이터 생성부(220), 모델 생성부(230), 모델 검증부(240), 메모리(250) 및 제어부(260)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 훈련 데이터 생성부(220)는 후술하는 청구범위에서 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치일 수 있다. 또한, 본 실시예에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a boiler health monitoring device including a training data generating device for training a power plant boiler health monitoring model in FIG. 3 . In the following description, descriptions of parts overlapping with those of FIGS. 1 to 4 will be omitted. Referring to FIG. 5 , the boiler health monitoring device 200 includes a communication unit 210 , a training data generation unit 220 , a model generation unit 230 , a model verification unit 240 , a memory 250 and a control unit 260 . may include In this embodiment, the training data generating unit 220 may be a training data generating device for training the health monitoring model of the power plant boiler in the claims to be described later. Also, in this embodiment, "unit" may be a hardware component such as a processor or circuit, and/or a software component executed by a hardware component such as a processor.

도 5를 참조하면, 통신부(210)는 네트워크(300)와 연동하여 석탄화력발전소(100)와 보일러 건전성 감시 장치(200) 간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한 통신부(210)는 보일러 건전성 감시 장치(200)로부터 소정의 정보 요청 신호를 석탄화력발전소(100)로 전송하고, 석탄화력발전소(100)가 처리한 응답 데이터를 수신하여, 보일러 건전성 감시 장치(200)로 전송할 수 있다. 또한 통신부(210)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.Referring to FIG. 5 , the communication unit 210 interworks with the network 300 to provide a communication interface necessary to provide a transmission/reception signal between the coal-fired power plant 100 and the boiler health monitoring device 200 in the form of packet data. there is. In addition, the communication unit 210 transmits a predetermined information request signal from the boiler health monitoring device 200 to the coal-fired power plant 100, and receives the response data processed by the coal-fired power plant 100, the boiler health monitoring device ( 200) can be transmitted. In addition, the communication unit 210 may be a device including hardware and software necessary for transmitting and receiving signals such as control signals or data signals through wired/wireless connection with other network devices.

또한, 통신부(210)는 각종 사물 지능 통신(IoT(internet of things), IoE(internet of everything), IoST(internet of small things) 등)을 지원할 수 있으며, M2M(machine to machine) 통신, V2X(vehicle to everything communication) 통신, D2D(device to device) 통신 등을 지원할 수 있다.In addition, the communication unit 210 may support various things intelligent communication (Internet of things (IoT), Internet of everything (IoE), Internet of small things (IoST), etc.), and M2M (machine to machine) communication, V2X ( Vehicle to everything communication) communication, D2D (device to device) communication, etc. may be supported.

훈련 데이터 생성부(220)는 통신부(210)를 통하여 석탄화력발전소(100)로부터 획득한 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터를 이용하여 보일러 건전성 지표를 결정하고, 보일러 건전성 지표를 기반으로 훈련 데이터를 생성할 수 있다. 훈련 데이터 생성부(220)의 상세한 설명은 후술하기로 한다.The training data generation unit 220 determines the boiler health index using the boiler state measurement data obtained from the coal-fired power plant 100 through the communication unit 210, the fuel property data, and the power plant output data, and the boiler health index training data can be generated based on A detailed description of the training data generator 220 will be described later.

모델 생성부(230)는 훈련 데이터 생성부(220)가 생성한 훈련데이터로 심층신경망 모델을 훈련시켜 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 생성할 수 있다. 여기서 심층신경망 모델은 지도학습 방식 또는 비지도학습 방식으로 훈련될 수 있다. 지도학습 방식의 경우 정상상태의 훈련 데이터와 비정상상태의 훈련 데이터를 심층신경망 모델로 제공하여, 심층신경망 모델이 발전소 보일러의 정상여부를 판단할 수 있는 기준을 훈련할 수 있다. 비지도학습 방식의 경우 정상상태의 훈련 데이터만을 심층신경망 모델로 제공하고, 정상상태의 패턴을 학습한 후 정상상태가 아닌 데이터가 입력되었을 경우 비정상 상태로 판단할 수 있다.The model generator 230 may generate a power plant boiler health monitoring model by training a deep neural network model with the training data generated by the training data generator 220 . Here, the deep neural network model can be trained by a supervised learning method or an unsupervised learning method. In the case of the supervised learning method, training data in a steady state and training data in an abnormal state are provided as a deep neural network model, so that the deep neural network model can train the criteria for determining whether a boiler is normal in a power plant. In the case of the unsupervised learning method, only training data in a steady state is provided as a deep neural network model, and after learning a pattern in a steady state, when non-normal data is input, it can be determined as an abnormal state.

모델 검증부(240)는 훈련에 사용되지 않은 검증 데이터를 발전소 보일러 건전성 감시 모델에 입력하여 발전소 보일러의 이상여부를 탐지하는 성능을 확인할 수 있다.The model verification unit 240 may input verification data not used for training into the power plant boiler health monitoring model to check the performance of detecting abnormalities in the power plant boiler.

메모리(250)는 보일러 건전성 감시 장치(200)의 동작에 필요한 각종 데이터를 저장할 수 있다. 본 실시 예에서 메모리(250)는 제어부(260) 내부에 구비되거나, 제어부(260) 외부에 구비될 수 있다. 또한 메모리(250)는 훈련 데이터 생성부(220)가 생성한 데이터마트 구성 정보와, 분석마트 구성 정보와, 훈련 데이터와, 모델 생성부(230)가 생성한 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 저장할 수 있다. The memory 250 may store various data necessary for the operation of the boiler health monitoring apparatus 200 . In this embodiment, the memory 250 may be provided inside the control unit 260 or may be provided outside the control unit 260 . In addition, the memory 250 may store the data mart configuration information generated by the training data generator 220 , the analysis mart configuration information, the training data, and the power plant boiler health monitoring model generated by the model generator 230 . .

또한 메모리(250)는 보일러 건전성 감시 장치(200)의 제어에 의해 훈련 데이터 생성부(220)가 실행할 명령어 예를 들어, 석탄화력발전소(100)로부터 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터, 및 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득하는 명령어, 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료의 연소 구간 중 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 명령어, 출력 및 연료 유지 구간에서, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정하는 명령어, 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기마다 산출한 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성하는 명령어 등을 저장할 수 있다.In addition, the memory 250 is a command to be executed by the training data generator 220 under the control of the boiler health monitoring device 200, for example, boiler state measurement data from the coal-fired power plant 100, fuel properties data, and power plant A command for acquiring power plant operation data including output data, an output maintenance section in which power plant output data is kept constant, and a fuel maintenance section in which the type of fuel is kept constant among the combustion sections of fuel included in the fuel property data are combined. A command to distinguish the output and fuel maintenance section, a command to determine the boiler health index according to the flow rate formation time based on the flow data of the reheater overheat reduction water included in the boiler status measurement data, in the output and fuel maintenance section, power plant For a preset number of boiler operation variables pre-selected to determine the operation state of the boiler among the operation data, based on the boiler health index, training data including representative values of the boiler operation variables calculated for each preset cycle is generated. You can store commands, etc.

여기서, 메모리(250)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(250)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD. CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.Here, the memory 250 may include magnetic storage media or flash storage media, but the scope of the present invention is not limited thereto. Such memory 250 may include internal memory and/or external memory, volatile memory such as DRAM, SRAM, or SDRAM, one time programmable ROM (OTPROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, Non-volatile memory, such as NAND flash memory, or NOR flash memory, SSD. It may include a flash drive such as a compact flash (CF) card, an SD card, a Micro-SD card, a Mini-SD card, an Xd card, or a memory stick, or a storage device such as an HDD.

제어부(260)는 보일러 건전성 감시 장치(200) 전체의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 제어부(260)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The controller 260 may control the overall operation of the boiler health monitoring device 200 . Here, the controller 260 may include all kinds of devices capable of processing data, such as a processor. Here, the 'processor' may refer to, for example, a data processing device embedded in hardware having a physically structured circuit to perform a function expressed as a code or command included in a program. As an example of the data processing apparatus embedded in the hardware as described above, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, an application-specific integrated (ASIC) circuit) and a processing device such as a field programmable gate array (FPGA), but the scope of the present invention is not limited thereto.

본 실시 예에서 제어부(260)는 보일러 건전성 감시 장치(200)가 최적의 상태에서 발전소 보일러에 대한 건전성을 감시할 수 있도록, 5G 통신 환경에서 인공지능(artificial intelligence, AI) 알고리즘 및/또는 기계학습(machine learning) 알고리즘을 실행할 수 있다.In this embodiment, the control unit 260 is an artificial intelligence (AI) algorithm and/or machine learning in a 5G communication environment so that the boiler health monitoring device 200 can monitor the health of the power plant boiler in an optimal state. (machine learning) algorithms can be executed.

도 6은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 발전소로부터 획득하는 데이터를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 7은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 수집한 데이터로부터 추출하는 출력 및 연료 유지 구간을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 8은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 결정하는 보일러의 건전성 판단 기준을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 9는 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 훈련 데이터 생성을 위해 선택 및 가공한 보일러 운전 변수를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 10은 도 5 중 훈련 데이터 생성 장치가 결정하는 최종 분석마트를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 5에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.6 is a diagram schematically illustrating data obtained by the training data generating device of FIG. 5 from a power plant, and FIG. 7 is an output and fuel maintenance section extracted from the data collected by the training data generating device of FIG. 5 FIG. 8 is a diagram for schematically explaining the criteria for determining the health of the boiler determined by the training data generating device in FIG. 5, and FIG. 9 is the training data generating device in FIG. 5 It is a diagram illustrating schematically the boiler operation variables selected and processed for generating training data, and FIG. 10 is a diagram illustrating schematically the final analysis mart determined by the training data generating device in FIG. 5 . In the following description, descriptions of parts overlapping with those of FIGS. 1 to 5 will be omitted.

본 실시 예에서 훈련 데이터 생성부(220)는 획득부(221), 전처리부(222), 데이터마트 구성부(223), 결정부(224), 생성부(225) 및 분석마트 구성부(226)를 포함할 수 있다.In this embodiment, the training data generation unit 220 includes an acquisition unit 221 , a preprocessing unit 222 , a data mart configuration unit 223 , a determination unit 224 , a generation unit 225 , and an analysis mart configuration unit 226 . ) may be included.

획득부(221)는 통신부(210)를 통하여 석탄화력발전소(100)로부터 센서에 의해 계측된 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득할 수 있다.The acquisition unit 221 may acquire the power plant operation data including the boiler state measurement data measured by the sensor, the fuel property data, and the power plant output data from the coal-fired power plant 100 through the communication unit 210 .

도 6은 획득부(221)가 통신부(210)를 통하여 석탄화력발전소(100)로부터 획득하는 데이터의 일 예를 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 도 6a는 발전소 출력 데이터를 나타내고, 도 6b는 급탄량을 나타내고, 도 6c는 최종 재열기 A/B(제1 밸브/제2 밸브) 출구온도를 나타내고, 도 6d는 재열기 과열저감수의 유량을 나타낼 수 있다. 또한 도 6a 내지 도 6d로부터 수직 점선은 연료 변경 시점(탄종 교체 시점)을 나타낼 수 있다.6 illustrates an example of data obtained by the acquisition unit 221 from the coal-fired power plant 100 through the communication unit 210 . Referring to Fig. 6, Fig. 6a shows the power plant output data, Fig. 6b shows the amount of coal feed, Fig. 6c shows the final reheater A/B (first valve/second valve) outlet temperature, and Fig. 6d shows the ash It can represent the flow rate of hot air overheating reduction water. In addition, a vertical dotted line from FIGS. 6A to 6D may indicate a fuel change time (ammunition type change time).

전처리부(222)는 획득부(221)가 획득한 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터를 훈련에 적합한 형태로 처리할 수 있다. 획득부(221)가 획득한 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터는 인자별 단위 및 범위가 다르므로, 이를 일정한 범위로 정규화 해주는 작업이 필요하다. 따라서 전처리부(222)는 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터를 일정한 범위로 정규화할 수 있다.The preprocessor 222 may process the boiler state measurement data, the fuel property data, and the power plant output data obtained by the acquisition unit 221 in a form suitable for training. Since the boiler state measurement data, fuel property data, and power plant output data acquired by the acquisition unit 221 have different units and ranges for each factor, it is necessary to normalize them to a certain range. Accordingly, the preprocessor 222 may normalize the boiler state measurement data, the fuel property data, and the power plant output data to a certain range.

만약, 발전소 보일러 건전성 감시 모델의 학습 데이터가 기존 학습 데이터의 최소, 최대값을 벗어날 경우 최소-최대 정규화 적용 시, 정규화 범위를 벗어날 수 있기 때문에, 전처리부(222)는 발전소 보일러 건전성 감시 모델의 입력 데이터를 기존 훈련 데이터의 최소/최대값으로 자동 조정해줄 수 있다.If, when the training data of the power plant boiler health monitoring model is out of the minimum and maximum values of the existing learning data, when the minimum-maximum normalization is applied, the preprocessor 222 may deviate from the normalization range. The data can be automatically adjusted to the minimum/maximum values of the existing training data.

전처리부(222)는 결측치 삭제 필터 및/또는 안정상태 감지 필터를 포함할 수 있다. 결측치 삭제 필터는 입력 데이터에 결측치가 존재하는 경우, 해당 정보는 발전소 보일러 건전성 감시 모델에 사용하지 못하도록 삭제할 수 있다. 안정 상태 데이터 필터는 석탄화력발전소(100)로부터 획득한 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터 중 안정 상태인 데이터만을 수신하도록, 지수 가중 이동 평균 필터(exponentially weighted moving average filter)를 채택하여 석탄화력발전소(100)로부터 획득한 데이터의 안정 상태를 판단할 수 있다. 지수 가중 이동 평균 필터는 특정 주기(T) 동안 필터 에러가 정해진 필터 에러 값보다 작거나 같을 경우, 안정 상태라고 판단할 수 있다.The preprocessor 222 may include a missing value deletion filter and/or a steady state detection filter. If missing values exist in the input data, the missing value deletion filter can delete the information so that it cannot be used in the power plant boiler health monitoring model. The steady state data filter is an exponentially weighted moving average filter to receive only the stable state data among the boiler state measurement data obtained from the coal-fired power plant 100, fuel properties data, and power plant output data. By adopting it, it is possible to determine the stable state of the data obtained from the coal-fired power plant 100 . The exponential weighted moving average filter may be determined to be in a stable state when the filter error is less than or equal to a predetermined filter error value during a specific period T.

데이터마트 구성부(223)는 전처리부(222)에서 처리된 안정 상태의 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 운전 데이터를 통합하고 동기화 한 결과로서의 시간 동기화 데이터로 가공할 수 있다. 가공된 시간 동기화 데이터는 데이터마트 구성부(223) 내부에 구비된 분석마트(미도시)에 저장될 수 있다.The data mart configuration unit 223 may be processed into time synchronization data as a result of integrating and synchronizing boiler state measurement data, fuel property data, and power plant operation data in a stable state processed by the pre-processing unit 222 . The processed time synchronization data may be stored in an analysis mart (not shown) provided in the data mart configuration unit 223 .

데이터마트 구성부(223)는 보일러 상태 계측 데이터와 연료 성상 데이터와 발전소 출력 데이터를 통합하고, 연료 변경 시점을 기준으로 동기화한 시간 동기화 데이터를 구성할 수 있다.The data mart configuration unit 223 may integrate the boiler state measurement data, fuel property data, and power plant output data, and configure time synchronization data synchronized based on the fuel change time.

데이터마트 구성부(223)는 기설정된 시간 간격(예를 들어, 10분)으로 획득한 시계열 데이터로서의 보일러 상태 계측 데이터 및 발전소 출력 데이터와, 연료 상탄 시점으로부터 8시간 지연 보정하여 동일한 탄종의 연소 구간을 갖는 정적 데이터로서의 연료 성상 데이터를 통합할 수 있다. 이후 데이터마트 구성부(223)는 연료 변경 시점을 기준으로 보일러 상태 계측 데이터와 연료 성상 데이터와 발전소 출력 데이터를 동기화한 시간 동기화 데이터를 구성하여 분석마트에 저장할 수 있다. 여기서 상탄이라는 용어는 연료를 넣는 행위뿐만 아니라 연료를 교체하는 행위도 포함하는 것으로 사용될 수 있다.The data mart configuration unit 223 is configured to correct the boiler state measurement data and power plant output data as time series data acquired at a preset time interval (eg, 10 minutes), and 8 hours delay from the time of the fuel phase coal combustion section of the same type of coal. It is possible to integrate fuel properties data as static data with Thereafter, the data mart configuration unit 223 may configure time synchronization data in which the boiler state measurement data, fuel property data, and power plant output data are synchronized based on the fuel change time, and may be stored in the analysis mart. Here, the term "sangtan" may be used to include not only the act of inserting fuel but also the act of changing fuel.

연료 성상 데이터는 주기적으로 교체되는 연료의 물성 정보를 포함할 수 있다. 연료 저탄조(coal silo)는 한 번 가득 채우면 약 8시간 동안 연소가 가능하므로, 석탄화력발전소(100)에서는 하루에 3번 저탄조에 연료를 적재할 수 있다. 이때, 연료의 재고와 연소 상황에 따라서 동일한 탄종을 계속해서 적재하기도 하고, 수시로 탄종을 바꾸어서 연소할 수도 있다. 한편, 본 실시 예에서 저탄조는 단만 석탄을 담는 공간을 지칭할 뿐만 아니라 다른 종류의 연료를 담는 공간을 지칭할 수 있다.The fuel properties data may include information on properties of fuels that are periodically replaced. Since the coal silo can be burned for about 8 hours once it is full, the coal-fired power plant 100 can load fuel into the coal silo three times a day. At this time, depending on the fuel stock and combustion conditions, the same type of ammunition may be continuously loaded, or the type of ammunition may be changed at any time to burn. Meanwhile, in the present embodiment, the low carbon tank may refer to a space containing only coal, as well as a space containing other types of fuel.

또한, 연료 변경 시점은 일반적으로 다른 성상의 탄종으로 바뀌어 연소되는 시점을 나타낼 수 있으며, 데이터 형식은 8시간 단위로 어떤 탄종이 저탄조에 적재되었는지 기록될 수 있다. 즉, 석탄화력발전소(100)는 저탄조에 적재되는 연료가 앞서 적재된 연료와 동일한 성상인 경우에는 연료 변경이 이루어지지 않았다고 판단하고, 저탄조에 적재되는 연료가 앞서 적재된 연료와 다른 성상인 경우에는 연료 변경이 이루어졌다고 판단할 수 있다. In addition, the fuel change time may indicate the time of combustion by changing to a different type of coal in general, and in the data format, which type of ammunition is loaded into the low coal tank in units of 8 hours may be recorded. That is, the coal-fired power plant 100 determines that the fuel change has not been made when the fuel loaded in the low carbon tank has the same properties as the previously loaded fuel, and the fuel loaded in the low carbon tank has a different property from the previously loaded fuel. It can be determined that a fuel change has been made.

데이터마트 구성부(223)는 시간 동기화 데이터를 분석마트에 저장할 때, 연료 성상 데이터에 포함되는 저탄조에 연료가 적재되는 상탄 시간으로부터 연료의 연소 시작 시간 및 연료의 연소 종료 시간을 가공한 후 분석마트에 저장할 수 있다.When the data mart configuration unit 223 stores the time synchronization data in the analysis mart, the analysis mart after processing the combustion start time and the combustion end time of the fuel from the time when the fuel is loaded in the low coal tank included in the fuel property data. can be stored in

데이터마트 구성부(223)는 상탄 시간에 기초하여 연료의 연소 시작 시간을 추출할 수 있다. 데이터마트 구성부(223)는 저탄조에 연료가 가득찬 상태에서, 보일러가 최대 출력으로 운전할 때, 연료가 완전 연소되는데 소요되는 기설정된 시간을, 연료의 연소 시작 시간에 가산하여 연료의 연소 종료 시간으로 가공할 수 있다. 여기서, 연료의 연소 시작 시간부터 연료의 연소 종료 시간까지를 연료의 연소 구간으로 특정할 수 있다.The data mart configuration unit 223 may extract a combustion start time of the fuel based on the coal phase time. The data mart configuration unit 223 adds a preset time required for complete combustion of the fuel to the combustion start time of the fuel when the boiler operates at the maximum output in a state in which the fuel tank is full of fuel, and the combustion end time of the fuel can be processed into Here, from the combustion start time of the fuel to the combustion end time of the fuel can be specified as the combustion section of the fuel.

연료 성상 정보에 기록되는 시간은 일반적으로 연료가 저탄조에 적재되는 시간인데, 실제로 보일러 내부에서 연소되기까지는 시간이 소요될 수 있다. 따라서 연료가 저탄조에 적재되는 시간을 연소 시작시간으로 사용할 수 있다. 또한 석탄화력발전소(100)의 사정 상 저탄조에 적재된 연료가 언제 연소되는지 알기가 어렵기 때문에, 일반적으로 저탄조가 가득찬 상태에서, 보일러가 최대 출력으로 운전할 때 모두 연소되는데 걸리는 시간이 8시간이므로, 연료가 저탄조에 적재되는 시간 즉, 연소 시작 시간에 8시간을 더하여 보정한 시간을 연소 종료 시간으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 2020년 03월 15일 00:00에 연료가 저탄조에 적재되면 이를 연소 시작시간으로 가공하고, 연소 시작시간에 8시간을 더한 2020년 03월 15일 08:00를 연소 종료 시간으로 가공할 수 있다. The time recorded in the fuel property information is generally the time the fuel is loaded into the low carbon tank, but it may take time to actually burn inside the boiler. Therefore, the time the fuel is loaded into the low carbon tank can be used as the combustion start time. In addition, because it is difficult to know when the fuel loaded in the low coal tank is burned due to the circumstances of the coal-fired power plant 100, in general, when the boiler is operated at maximum output in a state in which the low coal tank is full, it takes 8 hours to burn all of it. , the time the fuel is loaded into the low carbon tank, that is, the time corrected by adding 8 hours to the combustion start time may be used as the combustion end time. For example, if fuel is loaded into the low carbon tank at 00:00 on March 15, 2020, it is processed as the combustion start time, and March 15, 2020 08:00, which is 8 hours added to the combustion start time, is set as the combustion end time. can be processed

또한 데이터마트 구성부(223)는 발전소 보일러 건전성 감시 모델 학습에 필요한 특징 정보를 추출하기 위해, 발전소 출력 데이터의 출력 변화 구간(load-transient-phase) 또는 연료 변경 시점에서 일시적으로 보일러 상태 변동성이 확대됨으로 인해 발생할 수 있는 오탐지(false alarm) 위험을 줄이기 위해서 추가적인 데이터 정제를 실시할 수 있다.In addition, the data mart configuration unit 223 temporarily expands the boiler state variability at the time of the load-transient-phase or fuel change of the power plant output data in order to extract characteristic information necessary for learning the power plant boiler health monitoring model. Additional data purification may be performed to reduce the risk of false alarms that may occur due to this.

데이터마트 구성부(223)는 시간 동기화 데이터로부터 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료의 연소 구간 중 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분하여 저장할 수 있다. 여기서 연료의 연소 구간은 시간별로 연소되고 있는 연료의 종류를 나타내는 데이터일 수 있다. 또한 출력 및 연료 유지 구간은 출력이 유지되면서 연료의 종류도 유지되는 구간일 수 있다. 더 나아가 출력 및 연료 유지 구간을 구분한다 함은, 출력 및 연료의 종류가 모두 유지되는 시간대를 찾는다는 의미를 포함할 수 있다.The data mart configuration unit 223 outputs a combination of an output maintenance section in which the power plant output data is constantly maintained from the time synchronization data and a fuel maintenance section in which the type of fuel is kept constant in a combustion section of fuel included in the fuel property data. And the fuel maintenance section may be stored separately. Here, the fuel combustion section may be data indicating the type of fuel being burned for each time. Also, the output and fuel maintenance section may be a section in which the type of fuel is maintained while the output is maintained. Furthermore, dividing the output and fuel maintenance period may include finding a time period in which both output and fuel types are maintained.

데이터마트 구성부(223)는 발전소 출력 데이터에 변화점 감지(change point detection) 알고리즘을 적용하여, 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 발전소 출력 데이터가 상승 변화하거나 하강 변화하는 출력 변화 구간을 추출할 수 있다.The data mart configuration unit 223 applies a change point detection algorithm to the power plant output data, and includes an output maintenance section in which the power plant output data is kept constant, and an output change in which the power plant output data changes upward or downward. section can be extracted.

도 7은 데이터마트 구성부(223)가 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 예를 도시하고 있다. 도 7을 참조하면, 발전소 출력 데이터에 변화점 감지 알고리즘을 적용하여 출력 유지 구간과 출력 변화 구간을 추출하고, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료(연료) 연소 이력과 통합하여 출력 및 연료 유지 구간을 구분할 수 있다.7 shows an example in which the data mart configuration unit 223 divides the output and fuel maintenance sections. Referring to FIG. 7 , by applying a change point detection algorithm to the power plant output data, the output maintenance section and the output change section are extracted, and the output and the fuel maintenance section are divided by integrating with the fuel (fuel) combustion history included in the fuel property data. can

결정부(224)는 보일러 상태 계측 데이터에 대하여 보일러 건전성 지표를 결정할 수 있다. 여기서, 보일러 상태 계측 데이터에 대하여 보일러 건전성 지표를 결정한다 함은, 예를 들어, 건전성이 정상상태인 구간 동안에 획득되는 보일러 상태 계측 데이터 값들(해당 구간 동안의 각 변수의 대표값-예를 들어 평균값)의 세트에 대해 정상인 것으로 레이블링한다는 의미를 포함할 수 있다.The determination unit 224 may determine a boiler health index with respect to the boiler state measurement data. Here, the determination of the boiler health index with respect to the boiler state measurement data means, for example, the boiler state measurement data values (representative values of each variable during the corresponding period - for example, average values) obtained during the period in which the health is in the normal state ) may include the meaning of labeling as normal for a set of .

본 실시 예에서 발전소 보일러의 건전성 판단 지표(기준)는 재열기 과열저감수의 동작 여부일 수 있다. 보일러 급수/증기 계통의 열흡수 불균형으로 인한 재열기의 과열저감수 유량이 형성되어 보일러 효율의 손실이 야기되므로, 보일러의 손실을 야기하는 상태를 비정상 상태로 규정할 수 있다.In this embodiment, the soundness determination index (standard) of the boiler in the power plant may be whether the reheater overheat reduction unit operates. Since the overheating reduced water flow rate of the reheater is formed due to the heat absorption imbalance of the boiler feedwater/steam system, resulting in loss of boiler efficiency, the condition causing the loss of the boiler can be defined as an abnormal state.

결정부(224)는 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열 저감수 A/B 밸브(제1 밸브 및 제2 밸브)의 포지션 데이터를 기반으로 하여, 제1 밸브 및 제2 밸브 중 하나 이상이 기설정된 비율(예를 들어 1%) 이상 개도되어 유량이 형성되었을 때, 보일러 열흡수 불균형으로 인한 비정상 상태가 발생한 것으로 판단할 할 수 있으며, 이를 기반으로 하여 보일러 건전성 지표를 결정할 수 있다. The determination unit 224 is based on the position data of the reheater overheating reduction water A/B valve (the first valve and the second valve) included in the boiler state measurement data, at least one of the first valve and the second valve When the flow rate is formed by opening more than a preset ratio (for example, 1%), it can be determined that an abnormal state has occurred due to an imbalance in the heat absorption of the boiler, and based on this, it is possible to determine the boiler health index.

결정부(224)는 출력 및 연료 유지 구간 중에서 운전 시간이 30분 이상 유지되는 구간에 대하여, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 시간당 유량 형성 시간에 따라, 및/또는 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수 제1 밸브 및 제2 밸브의 포지션 데이터를 기반으로 하여, 제1 밸브 및 제2 밸브 중 하나 이상이 기설정된 비율 이상 개도됨에 따라 형성되는 시간당 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정할 수 있다. The determination unit 224 determines the hourly flow rate based on the flow rate data of the reheater overheat reduction water included in the boiler state measurement data for a section in which the operation time is maintained for 30 minutes or more among the output and fuel maintenance sections, And/or based on the position data of the reheater overheating reduction first valve and the second valve included in the boiler state measurement data, at least one of the first valve and the second valve is opened by a predetermined ratio or more. Depending on the hourly flow rate formation time, the boiler health index can be determined.

도 8은 결정부(224)가 결정하는 보일러의 건전성 판단 기준을 도시하고 있다. 도 8을 참조하면, 결정부(224)는 유량 형성 시간이 존재하지 않는 경우, 보일러 건전성 지표를 정상상태로 결정할 수 있다. 결정부(224)는 유량 형성 시간이 제1 임계 시간(예를 들어, 시간당 5분) 미만인 경우, 보일러 건전성 지표를 제1 주의상태로 결정할 수 있다. 결정부(224)는 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 이상 제2 임계 시간(예를 들어, 시간당 10분) 미만인 경우, 보일러 건전성 지표를 제2 주의상태로 결정할 수 있다. 결정부(224)는 유량 형성 시간이 제2 임계 시간 이상인 경우, 보일러 건전성 지표를 위험상태로 결정할 수 있다. FIG. 8 shows the criteria for determining the health of the boiler determined by the determining unit 224 . Referring to FIG. 8 , when the flow rate formation time does not exist, the determination unit 224 may determine the boiler health index as a steady state. When the flow rate formation time is less than the first critical time (eg, 5 minutes per hour), the determination unit 224 may determine the boiler health index as the first attention state. The determination unit 224 may determine the boiler health index as the second caution state when the flow rate formation time is equal to or longer than the first critical time and less than the second critical time (eg, 10 minutes per hour). The determination unit 224 may determine the boiler health index as a dangerous state when the flow rate formation time is equal to or greater than the second threshold time.

과열저감수가 동작되는 경우 보일러 효율의 저하로 이어지므로, 보일러의 운전 상태를 종합적으로 판단할 수 있는 적절한 보일러 운전 변수의 선택과 가공 변수의 생성을 통한 특징 추출이 필요하다.Since overheating reduction operation leads to a decrease in boiler efficiency, it is necessary to select an appropriate boiler operation variable to comprehensively determine the operation status of the boiler, and to extract features through the creation of processing variables.

생성부(225)는 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 기설정된 개수의 보일러 운전 변수를 선택 및 가공할 수 있다. 여기서 보일러 운전 변수는 보일러의 열흡수 균형을 판단하기 위해 선택되는 데이터일 수 있다. 생성부(225)는 발전소 출력, 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도, 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도의 온도 변화를 포함하는 보일러 운전 변수를 생성할 수 있다. 생성부(225)는 보일러 이상상태를 야기하는 직접적인 원인인 보일러 급수/증기 계통의 열균형을 종합적으로 표현하도록 보일러 운전 변수를 선택하고 가공할 수 있다. 생성부(225)는 보일러 계측 데이터로부터 보일러 급수/증기 계통 공정에서 구분 가능한 Inlet/outlet 온도 태그를 보일러 운전 변수로 선택하고, 주요 부위의 Inlet/outlet 온도 변화량을 보일러 운전 가공 변수로 선택할 수 있다.The generator 225 may select and process a preset number of boiler operation variables in order to determine the operation state of the boiler from among the power plant operation data. Here, the boiler operation variable may be data selected to determine the balance of heat absorption of the boiler. The generator 225 may generate a boiler operation variable including the power plant output, the inlet temperature and outlet temperature of the heat transfer unit of the water supply and steam system, and the temperature change of the heat transfer unit inlet temperature and the outlet temperature of the water supply and steam system. The generator 225 may select and process boiler operation variables to comprehensively express the thermal balance of the boiler feedwater/steam system, which is a direct cause of boiler abnormal conditions. The generator 225 may select an inlet/outlet temperature tag distinguishable in the boiler feedwater/steam system process from the boiler measurement data as a boiler operation variable, and may select an inlet/outlet temperature change amount of a main part as a boiler operation processing variable.

도 9는 생성부(225)가 선택 및 가공하여 생성한 보일러 운전 변수를 나타내고 있다. 도 9를 참조하면, 선택된 보일러 운전 변수는 1-MW 발전소 출력(M/W), 2- PE_IH_AMT Primary Economizer 입구헤더 온도(℃), 3-SE_O_AST Second Economizer 출구헤더 온도(℃), 4-ST_O1_ST 화로 수냉벽 급수 온도(℃), 5- ST_O3_ST 화로 수냉벽 급수 온도(℃), 6-ST_O5_ST 화로 수냉벽 급수 온도(℃), 7-SP_O_AST 기수분리기 출구헤더 급수 온도(℃), 8-DSH_IL1_ST Division Superheater 입구헤더 증기 온도(℃), 9-DSH_O1_ST Division Superheater 출구헤더 증기 온도(℃), 10-PSH_IA_AST Platen Superheater A 입구헤더 증기 온도(℃), 11-PSH_OA_AT Platen Superheater A 출구헤더 증기 온도(℃), 12-PSH_IB_AST Platen Superheater B 입구헤더 증기 온도(℃), 13-PSH_OB_AT Platen Superheater B 출구헤더 증기 온도(℃), 14-FSH_IA_ST Final Superheater A 입구헤더 증기 온도(℃), 15-FSH_OHA_AST Final Superheater A 출구헤더 증기 온도(℃), 16-FSH_IB_AST Final Superheater B 입구헤더 증기 온도(℃), 17-FSH_OHB_AST Final Superheater B 출구헤더 증기 온도(℃), 18-HR_IA_AT final reheater A 입구헤더 증기 온도(℃), 19-HR_OA_AT final reheater A 출구헤더 증기 온도(℃), 20-HR_IB_AT final reheater B 입구헤더 증기 온도(℃), 21-HR_OB_AT final reheater B 출구헤더 증기 온도(℃), 22-D_EC 가공변수: (3) - (2) 절탄기 온도변화, 23-D_WW 가공변수 (7) - (3) 수냉벽 온도변화, 24-D_DSH 가공변수: (9) - (8) Division 과열기 온도변화, 25-D_PSHA 가공변수: (11) - (10) Platen A 과열기 온도변화, 26-D_PSHB 가공변수: (13) - (12) Platen B 과열기 온도변화, 27-D_FSHA 가공변수: (15) - (14) Final 과열기 A 온도변화, 28-D_FSHB 가공변수: (17) - (16) Fianl 과열기 B 온도변화, 29-D_HRA 가공변수: (19) - (18) 최종 재열기 A 온도변화, 및 30-D_HRB 가공변수: (21) - (20) 최종 재열기 B 온도변화를 포함할 수 있다.9 shows the boiler operation variables generated by selection and processing by the generator 225 . 9, the selected boiler operation variables are 1-MW power plant output (M/W), 2- PE_IH_AMT Primary Economizer inlet header temperature (℃), 3-SE_O_AST Second Economizer outlet header temperature (℃), 4-ST_O1_ST furnace Water-cooled wall water temperature (℃), 5- ST_O3_ST Furnace water-cooled wall water supply temperature (℃), 6-ST_O5_ST Furnace water-cooled wall water supply temperature (℃), 7-SP_O_AST Water separator outlet header water supply temperature (℃), 8-DSH_IL1_ST Division Superheater Inlet Header Steam Temperature (°C), 9-DSH_O1_ST Division Superheater Outlet Header Steam Temperature (°C), 10-PSH_IA_AST Platen Superheater A Inlet Header Steam Temperature (°C), 11-PSH_OA_AT Platen Superheater A Outlet Header Steam Temperature (°C), 12 -PSH_IB_AST Platen Superheater B Inlet Header Vapor Temperature (°C), 13-PSH_OB_AT Platen Superheater B Outlet Header Vapor Temperature (°C), 14-FSH_IA_ST Final Superheater A Inlet Header Vapor Temperature (°C), 15-FSH_OHA_AST Final Superheater A Outlet Header Vapor Temp (℃), 16-FSH_IB_AST Final Superheater B Inlet Header Vapor Temp (℃), 17-FSH_OHB_AST Final Superheater B Outlet Header Vapor Temp (℃), 18-HR_IA_AT Final reheater A Inlet Header Vapor Temp (℃), 19-HR_OA_AT final reheater A outlet header steam temperature (℃), 20-HR_IB_AT final reheater B inlet header steam temperature (℃), 21-HR_OB_AT final reheater B outlet header steam temperature (℃), 22-D_EC Processing parameters: (3) - ( 2) Economizer temperature change, 23-D_WW processing variable (7) - (3) Water cooling wall temperature change, 24-D_DSH processing variable: (9) - (8) Division superheater temperature change, 25-D_PSHA process variable: (11) - (10) Platen A superheater temperature change, 26-D_PSHB process variable: (13) - (12) Platen B superheater temperature change, 27-D_FSHA Process variable: (15) - (14) Final Superheater A temperature change, 28-D_FSHB Process variable: (17) - (16) Fianl Superheater B temperature change, 29-D_HRA Process variable: (19) - (18) Final material Hot air A temperature change, and 30-D_HRB processing parameters: (21) - (20) final reheater B temperature change.

생성부(225)는 선택 및 가공한 보일러 운전 변수를 대상으로 최소-최대 정규화(min-max normalization)를 실행하여 모든 보일러 운전 변수의 값을 기설정된 구간인 (0, 1) 구간으로 표준화할 수 있다. 이는 보일러 운전 변수 사이에 스케일의 차이로 인해 인공지능 모델의 학습 성능이 저하되는 현상을 방지하기 위함일 수 있다.The generator 225 may standardize the values of all boiler operation variables into a preset section (0, 1) by executing min-max normalization on the selected and processed boiler operating variables. there is. This may be to prevent the deterioration of the learning performance of the artificial intelligence model due to the difference in scale between boiler operation variables.

생성부(225)는 선택 및 가공된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기(예를 들어, 20분)마다 산출한 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성할 수 있다. 여기서 대표값은 평균값, 중간값, 최빈값 등 해당 구간의 운전 변수의 값을 대표할 수 있도록 선택될 수 있다. 또한, 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표(정상상태, 제1 주의상태, 제2 주의상태 및 위험상태 중 하나)를 레이블로 포함할 수 있다.The generator 225 includes a representative value of the boiler operation variables calculated for each predetermined cycle (eg, 20 minutes) based on the boiler health index for a predetermined number of selected and processed boiler operation variables. You can create training data. Here, the representative value may be selected to represent the value of the driving variable of the corresponding section, such as an average value, a median value, and a mode value. In addition, the training data includes the representative value of the boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and the boiler health index (normal state, first attention state, second One of caution state and danger state) can be included as a label.

분석마트 구성부(226)는 출력과 연료가 일정한 출력 및 연료 유지 구간에서 포함되는 재열기 과열 저감수 A/B 밸브(제1 밸브 및 제2 밸브)의 포지션이 기설정된 비율(예를 들어 1%) 이상 개도되어 유량이 형성된 시간을 기준으로 결정한 보일러 건전성 지표(정상상태, 제1 주의상태, 제2 주의상태 및 위험상태)와, 보일러 운전상태 및 급수/중기 계통의 열균형을 나타내는 기설정된 개수(예를 들어 30개)의 보일러 운전 변수를 선택 및 가공하여 기설정된 주기(예를 들어 20분)마다 산출한 대표값으로 최종 분석마트를 구성하여 저장할 수 있다. 도 10은 분석마트 구성부(226)가 구성한 최종 분석마트를 도시하고 있다.The analysis mart configuration unit 226 is configured such that the position of the reheater overheating reduction water A/B valve (the first valve and the second valve) is a preset ratio (for example, 1 %) Boiler health indicators (normal state, first caution state, second caution state, and dangerous state) determined based on the time when the flow rate was formed due to abnormal opening, boiler operation status, and heat balance of the water supply/medium system. By selecting and processing the number of boiler operation variables (for example, 30), a final analysis mart may be configured and stored with representative values calculated for each preset cycle (for example, 20 minutes). 10 shows the final analysis mart configured by the analysis mart configuration unit 226.

도 11은 도 3 중 보일러 건전성 감시 장치가 수행하는 건전성 감지, 보일러 건전성 감시 모델 학습 및 검증을 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다 이하의 설명에서 도 1 내지 도 10에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.11 is a diagram schematically illustrating the health detection and boiler health monitoring model learning and verification performed by the boiler health monitoring device in FIG. 3 A description thereof will be omitted.

도 11을 참조하면, 본 실시 예에서 보일러 열흡수 불균형으로 인한 재열기 전열부의 과열로 야기되는 과열저감수의 동작 유무(유량 형성 시간)가 보일러 건전성 지표가 될 수 있다.Referring to FIG. 11 , in the present embodiment, the presence or absence of operation (flow rate formation time) of the overheat reduction water caused by overheating of the reheater heat transfer unit due to the imbalance of heat absorption in the boiler may be an indicator of boiler health.

보일러 건전성 감시 장치(200)는 훈련 데이터 생성부(220)가 생성한 훈련데이터로 심층신경망 모델을 훈련시켜 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 생성할 수 있다. 여기서 심층신경망 모델은 지도학습 방식 또는 비지도학습 방식으로 훈련될 수 있다. 지도학습 방식의 경우 정상상태의 훈련 데이터와 비정상상태의 훈련 데이터를 심층신경망 모델로 제공하여, 심층신경망 모델이 발전소 보일러의 정상여부를 판단할 수 있는 기준을 훈련할 수 있다. 비지도학습 방식의 경우 정상상태의 훈련 데이터만을 심층신경망 모델로 제공하고, 정상상태의 패턴을 학습한 후 정상상태가 아닌 데이터가 입력되었을 경우 비정상 상태로 판단할 수 있다.The boiler health monitoring apparatus 200 may generate a power plant boiler health monitoring model by training a deep neural network model with the training data generated by the training data generator 220 . Here, the deep neural network model can be trained by a supervised learning method or an unsupervised learning method. In the case of the supervised learning method, training data in a steady state and training data in an abnormal state are provided as a deep neural network model, so that the deep neural network model can train the criteria for determining whether a boiler is normal in a power plant. In the case of the unsupervised learning method, only training data in a steady state is provided as a deep neural network model, and after learning a pattern in a steady state, when non-normal data is input, it can be determined as an abnormal state.

본 실시 예에서 지도학습에는 머신러닝 모델 중 예비 실험을 통해 우수한 성능을 나타내는 것으로 확인된 서포트 벡터 머신(support vector machine), K-NN(K-nearest neighbor), 앙상블 K-NN, 의상 결정 나무(decision tree) 등을 사용할 수 있다. 이때 모델 학습 과정에서 훈련 데이터를 5개로 분할하고, 교차 검증(cross-validation)을 실시하여 훈련 성능을 극대화할 수 있다. 비지도학습에는 대표적인 딥네트워크 기반의 비지도학습 모델로 이상감지에 널리 사용되는 오토인코더(autoencoder)를 사용할 수 있다.In this embodiment, supervised learning includes a support vector machine, a K-nearest neighbor (K-NN), an ensemble K-NN, and a decision tree decision tree) can be used. In this case, training performance can be maximized by dividing the training data into 5 parts and performing cross-validation during the model learning process. For unsupervised learning, an autoencoder widely used for anomaly detection can be used as a representative deep network-based unsupervised learning model.

분석마트의 각 상태별 데이터를 3:1 비율로 훈련 데이터(training data, 75%)와 검증 데이터(test data, 25%)로 분할하고, 훈련 데이터를 기반으로 이상 탐지 성능을 극대화하도록 인공지능 모델의 하이퍼파라미터를 최적화 하는 과정을 실시할 수 있다. 이 때 지도학습 모델은 정상/비정상(제1 주의, 제2 주의, 위험)을 분류하는 방식으로 발전소 보일러의 이상여부를 탐지하며, 비지도학습 모델은 입력된 데이터가 정상상태의 패턴을 따르는지 아닌지의 여부를 판정하여 발전소 보일러의 이상여부를 탐지할 수 있다. 훈련된 발전소 보일러 건전성 감시 모델의 실제 성능을 검증하기 위해서 훈련에 사용되지 않은 검증 데이터를 발전소 보일러 건전성 감시 모델에 입력하여 발전소 보일러의 이상여부를 탐지하는 성능을 확인할 수 있다.The data for each state in the analysis mart is divided into training data (75%) and validation data (25%) at a 3:1 ratio, and an artificial intelligence model to maximize anomaly detection performance based on the training data The process of optimizing the hyperparameters of At this time, the supervised learning model detects abnormalities in the power plant boiler in a way that classifies normal/abnormal (first caution, second caution, danger), and the unsupervised learning model determines whether the input data follows the pattern of the normal state. By determining whether or not it is not, it is possible to detect abnormalities in the power plant boiler. In order to verify the actual performance of the trained power plant boiler health monitoring model, verification data not used for training is input to the power plant boiler health monitoring model to check the performance of detecting abnormalities in the power plant boiler.

도 12는 본 실시 예에 따른 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 11에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.12 is a flowchart for explaining a training data generation method for training a health monitoring model of a power plant boiler according to the present embodiment. In the following description, descriptions of parts overlapping with those of FIGS. 1 to 11 will be omitted.

도 12를 참조하면, S1210단계에서, 훈련 데이터 생성부(220)는 석탄화력발전소(100)로부터 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터, 및 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득한다.Referring to FIG. 12 , in step S1210 , the training data generating unit 220 acquires power plant operation data including boiler state measurement data, fuel property data, and power plant output data from the coal-fired power plant 100 .

이후 훈련 데이터 생성부(220)는 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터와, 발전소 출력 데이터를, 연료 변경 시점을 기준으로 동기화한 시간 동기화 데이터를 구성할 수 있다. 훈련 데이터 생성부(220)는 시간 동기화 데이터 구성 시에, 연료 성상 데이터에 포함되는 저탄조에 연료가 적재되는 상탄 시간으로부터 연료의 연소 시작 시간 및 연료의 연소 종료 시간을 가공할 수 있다. 훈련 데이터 생성부(220)는 연료 성상 데이터에 포함되는 저탄조에 연료가 적재되는 상탄 시간에 기초하여 연료의 연소 시작 시간을 추출하고, 저탄조에 연료가 가득찬 상태에서, 보일러가 최대 출력으로 운전할 때, 연료가 완전 연소되는데 소요되는 기설정된 시간을, 연료의 연소 시작 시간에 가산하여 연료의 연소 종료 시간으로 가공할 수 있으며, 연료의 연소 시작 시간부터 연료의 연소 종료 시간까지를 연료의 연소 구간으로 특정할 수 있다.Thereafter, the training data generator 220 may configure time synchronization data in which the boiler state measurement data, fuel property data, and power plant output data are synchronized based on the fuel change time. When configuring time synchronization data, the training data generator 220 may process a combustion start time and a combustion end time of the fuel from the time of loading the fuel in the low coal tank included in the fuel property data. The training data generator 220 extracts the combustion start time of the fuel based on the coal time at which the fuel is loaded into the low coal tank included in the fuel property data, and when the boiler operates at maximum output in a state in which the low coal tank is full of fuel , can be processed as the combustion end time of the fuel by adding the preset time required for the complete combustion of the fuel to the combustion start time of the fuel. can be specified.

S1220단계에서, 훈련 데이터 생성부(220)는 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 연료 성상 데이터에 포함되는 연료의 연소 구간 중 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분한다. 훈련 데이터 생성부(220)는 발전소 출력 데이터에 변화점 감지(change point detection) 알고리즘을 적용하여, 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 발전소 출력 데이터가 상승 변화하거나 하강 변화하는 출력 변화 구간을 추출할 수 있다.In step S1220, the training data generator 220 combines the output maintenance section in which the power plant output data is constantly maintained and the fuel maintenance section in which the type of fuel is kept constant among the combustion sections of the fuel included in the fuel property data. and a fuel maintenance section. The training data generation unit 220 applies a change point detection algorithm to the power plant output data, an output maintenance section in which the power plant output data is kept constant, and an output change in which the power plant output data changes upward or downward. section can be extracted.

S1230단계에서, 훈련 데이터 생성부(220)는 출력 및 연료 유지 구간에서, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정한다. 여기서 재열기 과열저감수에 대한 유량 형성 시간은, 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수 제1 밸브 및 제2 밸브의 포지션 데이터를 기반으로 하여, 제1 밸브 및 제2 밸브 중 하나 이상이 기설정된 비율 이상 개도됨에 따라 형성될 수 있다. In step S1230, the training data generator 220 determines the boiler health index according to the flow rate formation time based on the flow data of the reheater overheat reduction water included in the boiler state measurement data in the output and fuel maintenance section. Here, the flow rate formation time for the reheater overheat reduction water is based on the position data of the reheater overheat reduction water first valve and the second valve included in the boiler state measurement data, at least one of the first valve and the second valve It may be formed as the opening degree exceeds this preset ratio.

훈련 데이터 생성부(220)는 유량 형성 시간이 존재하지 않음에 따라 보일러 건전성 지표를 정상상태로 결정할 수 있다. 훈련 데이터 생성부(220)는 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 미만임에 따라 보일러 건전성 지표를 제1 주의상태로 결정할 수 있다. 훈련 데이터 생성부(220)는 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 이상 제2 임계 시간 미만임에 따라 보일러 건전성 지표를 제2 주의상태로 결정할 수 있다. 훈련 데이터 생성부(220)는 유량 형성 시간이 제2 임계 시간 이상임에 따라 보일러 건전성 지표를 위험상태로 결정할 수 있다.The training data generator 220 may determine the boiler health index as a steady state as the flow rate formation time does not exist. The training data generator 220 may determine the boiler health index as the first attention state according to the flow rate formation time being less than the first threshold time. The training data generation unit 220 may determine the boiler health index as the second attention state according to the flow rate formation time being greater than or equal to the first threshold time and less than the second threshold time. The training data generation unit 220 may determine the boiler health index as a dangerous state as the flow rate formation time is equal to or greater than the second threshold time.

S1240단계에서, 훈련 데이터 생성부(220)는 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기마다 산출한 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성한다. In step S1240, the training data generator 220 calculates the boiler for each preset cycle based on the boiler health index for a preset number of boiler operation variables selected in advance to determine the operating state of the boiler among the power plant operation data. Generate training data including representative values of driving variables.

훈련 데이터 생성부(220)는 발전소 운영 데이터 중 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 기설정된 개수의 보일러 운전 변수를 선택 및 가공할 수 있다. 여기서 보일러 운전 변수는 보일러의 열흡수 균형을 판단하기 위해 선택되는 데이터일 수 있다. 훈련 데이터 생성부(220)는 발전소 출력, 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도, 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도의 온도 변화를 포함하는 보일러 운전 변수를 생성할 수 있다. 여기서, 대표값은 평균값, 중간값, 최빈값 등 해당 구간의 운전 변수의 값을 대표할 수 있도록 선택될 수 있다. 또한, 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표(정상상태, 제1 주의상태, 제2 주의상태 및 위험상태 중 하나)를 레이블로 포함할 수 있다.The training data generator 220 may select and process a preset number of boiler operation variables in order to determine the operation state of the boiler from among the power plant operation data. Here, the boiler operation variable may be data selected to determine the balance of heat absorption of the boiler. The training data generation unit 220 may generate a boiler operation variable including the temperature change of the power plant output, the inlet temperature and outlet temperature of the heat transfer unit of the water supply and steam system, and the inlet temperature and the outlet temperature of the heat transfer unit of the water supply and steam system. . Here, the representative value may be selected to represent the value of the driving variable of the corresponding section, such as an average value, a median value, and a mode value. In addition, the training data includes the representative value of the boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and the boiler health index (normal state, first attention state, second One of caution state and danger state) can be included as a label.

이후, 훈련 데이터 생성부(220)를 포함하는 보일러 건전성 감시 장치(200)는 훈련 데이터로 심층신경망 모델을 훈련시켜 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 생성하고, 검증할 수 있다. 보일러 건전성 감시 장치(200)는 발전소 보일러 건전성 감시 모델을 이용하여 석탄화력발전소(100) 보일러가 정상인지 또는 비정상인지 여부를 판단하고, 비정상인 경우 그에 대응하는 조치를 취할 수 있다.Thereafter, the boiler health monitoring device 200 including the training data generator 220 may generate and verify the power plant boiler health monitoring model by training the deep neural network model with the training data. The boiler health monitoring device 200 may use the power plant boiler health monitoring model to determine whether the boiler of the coal-fired power plant 100 is normal or abnormal, and if abnormal, may take a corresponding action.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.The above-described embodiment according to the present invention may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program may be recorded in a computer-readable medium. In this case, the medium includes a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and a ROM. , RAM, flash memory, and the like, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and used by those skilled in the computer software field. Examples of the computer program may include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. In the specification of the present invention (especially in the claims), the use of the term "above" and similar referential terms may be used in both the singular and the plural. In addition, when a range is described in the present invention, each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention as including the invention to which individual values belonging to the range are applied (unless there is a description to the contrary). same as

본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.The steps constituting the method according to the present invention may be performed in an appropriate order unless the order is explicitly stated or there is no description to the contrary. The present invention is not necessarily limited to the order in which the steps are described. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) in the present invention is merely for the purpose of describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the examples or exemplary terms unless limited by the claims. it is not going to be In addition, those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations, and changes may be made in accordance with design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present invention is not limited to the scope of the scope of the present invention. will be said to belong to

100: 석탄화력발전소
200: 보일러 건전성 감시 장치
300: 네트워크
100: coal-fired power plant
200: boiler health monitoring device
300: network

Claims (20)

각 단계가 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치에 의해 수행되는 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법으로서,
발전소로부터 센서에 의해 계측된 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터, 및 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득하는 단계;
상기 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 상기 연료 성상 데이터에 포함되는 상기 연료의 연소 구간 중 상기 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 단계;
상기 출력 및 연료 유지 구간에서, 상기 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계; 및
상기 발전소 운영 데이터 중 상기 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 상기 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기마다 산출한 상기 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 상기 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표를 레이블로 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
A training data generating method for training the health monitoring model of a power plant boiler, wherein each step is performed by a training data generating device for training the health monitoring model of the power plant boiler,
acquiring power plant operation data including boiler state measurement data measured by a sensor from a power plant, fuel properties data, and power plant output data;
Separating an output and fuel maintenance section combining an output maintenance section in which the power plant output data is constantly maintained and a fuel maintenance section in which the type of fuel is maintained constant among the combustion sections of the fuel included in the fuel property data ;
determining a boiler health index according to a flow rate formation time based on flow rate data of a reheater overheat reduction water included in the boiler state measurement data in the output and fuel maintenance section; and
With respect to a preset number of boiler operation variables pre-selected to determine the operating state of the boiler among the power plant operation data, the boiler operation variable includes a representative value calculated for each predetermined cycle based on the boiler health index generating training data;
The training data includes a representative value of a boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and includes a boiler health index in the corresponding cycle determined in the step of determining the boiler health index as a label,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 단계 이전에,
상기 보일러 상태 계측 데이터와, 상기 연료 성상 데이터와, 상기 발전소 출력 데이터를, 연료 변경 시점을 기준으로 동기화한 시간 동기화 데이터를 구성하는 단계를 더 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
The method of claim 1,
Before the step of dividing the output and fuel maintenance section,
The method further comprising the step of configuring time synchronization data in which the boiler state measurement data, the fuel property data, and the power plant output data are synchronized based on a fuel change time point,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 2 항에 있어서,
상기 시간 동기화 데이터를 구성하는 단계는,
상기 연료 성상 데이터에 포함되는 저탄조에 연료가 적재되는 상탄 시간으로부터 상기 연료의 연소 시작 시간 및 상기 연료의 연소 종료 시간을 가공하는 단계를 더 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
3. The method of claim 2,
The step of configuring the time synchronization data includes:
Further comprising the step of processing the combustion start time and the combustion end time of the fuel from the phase coal time when fuel is loaded in the low carbon tank included in the fuel property data,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 3 항에 있어서,
상기 가공하는 단계는,
상기 연료 성상 데이터에 포함되는 저탄조에 연료가 적재되는 상탄 시간에 기초하여 상기 연료의 연소 시작 시간을 추출하는 단계; 및
상기 저탄조에 연료가 가득찬 상태에서, 상기 보일러가 최대 출력으로 운전할 때, 상기 연료가 완전 연소되는데 소요되는 기설정된 시간을, 상기 연료의 연소 시작 시간에 가산하여 상기 연료의 연소 종료 시간으로 가공하는 단계를 포함하고,
상기 연료의 연소 시작 시간부터 상기 연료의 연소 종료 시간까지를 상기 연료의 연소 구간으로 특정하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
4. The method of claim 3,
The processing step is
extracting the combustion start time of the fuel based on the coal phase time at which the fuel is loaded in the low coal tank included in the fuel property data; and
When the boiler operates at maximum output in a state in which the fuel tank is full, the preset time required for the fuel to completely burn is added to the combustion start time of the fuel and processed as the combustion end time of the fuel comprising steps;
To specify from the combustion start time of the fuel to the combustion end time of the fuel as the combustion section of the fuel,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 단계는,
상기 발전소 출력 데이터에 변화점 감지(change point detection) 알고리즘을 적용하여, 상기 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 상기 발전소 출력 데이터가 상승 변화하거나 하강 변화하는 출력 변화 구간을 추출하는 단계를 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
The method of claim 1,
The step of dividing the output and fuel maintenance section is,
applying a change point detection algorithm to the power plant output data to extract an output maintenance section in which the power plant output data is kept constant and an output change section in which the power plant output data changes upward or downward containing,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 1 항에 있어서,
상기 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계는,
상기 유량 형성 시간이 존재하지 않음에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 정상상태로 결정하는 단계;
상기 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 미만임에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 제1 주의상태로 결정하는 단계;
상기 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 이상 제2 임계 시간 미만임에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 제2 주의상태로 결정하는 단계; 및
상기 유량 형성 시간이 제2 임계 시간 이상임에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 위험상태로 결정하는 단계를 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the boiler health index is,
determining the boiler health index as a steady state according to the absence of the flow rate formation time;
determining the boiler health index as a first alert state according to the flow rate formation time being less than a first threshold time;
determining the boiler health index as a second alert state according to the flow rate formation time being greater than or equal to a first threshold time and less than a second threshold time; and
Comprising the step of determining the boiler health indicator as a dangerous state according to the flow rate formation time is equal to or greater than a second threshold time,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 1 항에 있어서,
상기 보일러 건전성 지표를 결정하는 단계에서,
상기 재열기 과열저감수에 대한 유량 형성 시간은, 상기 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수 제1 밸브 및 제2 밸브의 포지션 데이터를 기반으로 하여, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 하나 이상이 기설정된 비율 이상 개도됨에 따라 추정되는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
The method of claim 1,
In the step of determining the boiler health index,
The flow rate formation time for the reheater overheat reduction water is based on the position data of the reheater overheat reduction water first and second valves included in the boiler state measurement data, the first valve and the second valve Estimated as one or more of them are opened more than a predetermined ratio,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 1 항에 있어서,
상기 훈련 데이터를 생성하는 단계에서,
상기 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수는 상기 보일러의 열흡수 균형을 판단하기 위해 선택되는 데이터인,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
The method of claim 1,
In the step of generating the training data,
The pre-selected preset number of boiler operation variables is data selected to determine the balance of heat absorption of the boiler,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 1 항에 있어서,
상기 훈련 데이터를 생성하는 단계에서,
상기 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수는 발전소 출력, 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도, 상기 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도의 온도 변화를 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
The method of claim 1,
In the step of generating the training data,
The pre-selected preset number of boiler operation variables include power plant output, the inlet temperature and outlet temperature of the heat transfer part of the feedwater and steam system, and the temperature change of the heat transfer part inlet temperature and the outlet temperature of the water supply and steam system,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
제 1 항에 있어서,
상기 훈련 데이터를 생성하는 단계에서,
상기 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 최소-최대 정규화를 실행하여 기설정된 구간으로 표준화하는 단계를 더 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 방법.
The method of claim 1,
In the step of generating the training data,
The method further comprising the step of normalizing the pre-selected preset number of boiler operation variables to a preset section by executing minimum-maximum normalization,
A method of generating training data to train a health monitoring model of a power plant boiler.
컴퓨터를 이용하여 제 1 항 내지 제 10 항의 방법 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium storing a computer program for executing the method of any one of claims 1 to 10 using a computer. 발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치로서,
발전소로부터 센서에 의해 계측된 보일러 상태 계측 데이터와, 연료 성상 데이터, 및 발전소 출력 데이터를 포함하는 발전소 운영 데이터를 획득하는 획득부;
상기 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 상기 연료 성상 데이터에 포함되는 상기 연료의 연소 구간 중 상기 연료의 종류가 일정하게 유지되는 연료 유지 구간을 결합한 출력 및 연료 유지 구간을 구분하는 데이터마트 구성부;
상기 출력 및 연료 유지 구간에서, 상기 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수의 유량 데이터를 기반으로 한 유량 형성 시간에 따라 보일러 건전성 지표를 결정하는 결정부; 및
상기 발전소 운영 데이터 중 상기 보일러의 동작 상태를 판단하기 위해 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 상기 보일러 건전성 지표를 기반으로, 기설정된 주기마다 산출한 상기 보일러 운전 변수의 대표값을 포함하는 훈련 데이터를 생성하는 생성부를 포함하고,
상기 훈련 데이터는 기설정된 주기마다의 보일러 운전 변수의 대표값을 입력값으로 포함하고, 상기 결정부에서 결정된 해당 주기에서의 보일러 건전성 지표를 레이블로 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
A training data generating device for training a health monitoring model of a power plant boiler, comprising:
an acquisition unit for acquiring power plant operation data including boiler state measurement data measured by a sensor from a power plant, fuel property data, and power plant output data;
Data for separating an output and fuel maintenance section combining an output maintenance section in which the power plant output data is constantly maintained and a fuel maintenance section in which the type of fuel is maintained constant among the combustion sections of the fuel included in the fuel property data mart composition unit;
a determination unit configured to determine a boiler health index according to a flow rate formation time based on flow data of a reheater overheat reduction water included in the boiler state measurement data in the output and fuel maintenance section; and
With respect to a preset number of boiler operation variables pre-selected to determine the operating state of the boiler among the power plant operation data, the boiler operation variable includes a representative value calculated for each predetermined cycle based on the boiler health index a generator for generating training data;
The training data includes a representative value of a boiler operation variable for each preset cycle as an input value, and includes a boiler health index in the corresponding cycle determined by the determination unit as a label,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 12 항에 있어서,
상기 데이터마트 구성부는,
상기 출력 및 연료 유지 구간을 구분하기 이전에, 상기 보일러 상태 계측 데이터와, 상기 연료 성상 데이터와, 상기 발전소 출력 데이터를, 연료 변경 시점을 기준으로 동기화한 시간 동기화 데이터를 구성하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
13. The method of claim 12,
The data mart component,
Prior to dividing the output and fuel maintenance section, the boiler state measurement data, the fuel property data, and the power plant output data to configure time synchronization data synchronized with the fuel change time point,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 13 항에 있어서,
상기 데이터마트 구성부는,
상기 시간 동기화 데이터를 구성 시에, 상기 연료 성상 데이터에 포함되는 저탄조에 연료가 적재되는 상탄 시간에 기초하여 연료의 연소 시작 시간을 추출하고,
상기 저탄조에 연료가 가득찬 상태에서, 상기 보일러가 최대 출력으로 운전할 때, 상기 연료가 완전 연소되는데 소요되는 기설정된 시간을, 상기 연료의 연소 시작 시간에 가산하여 연료의 연소 종료 시간으로 가공하도록 구성되며,
상기 연료의 연소 시작 시간부터 상기 연료의 연소 종료 시간까지를 상기 연료의 연소 구간으로 특정하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
14. The method of claim 13,
The data mart component,
When configuring the time synchronization data, the combustion start time of the fuel is extracted based on the coal time at which the fuel is loaded in the low coal tank included in the fuel property data,
When the boiler operates at maximum output in a state in which the fuel tank is full, the preset time required for the fuel to be completely burned is added to the combustion start time of the fuel and processed as the combustion end time of the fuel becomes,
To specify from the combustion start time of the fuel to the combustion end time of the fuel as the combustion section of the fuel,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 12 항에 있어서,
상기 데이터마트 구성부는,
상기 발전소 출력 데이터에 변화점 감지(change point detection) 알고리즘을 적용하여, 상기 발전소 출력 데이터가 일정하게 유지되는 출력 유지 구간과, 상기 발전소 출력 데이터가 상승 변화하거나 하강 변화하는 출력 변화 구간을 추출하도록 구성되는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
13. The method of claim 12,
The data mart component,
A change point detection algorithm is applied to the power plant output data to extract an output maintenance section in which the power plant output data is kept constant and an output change section in which the power plant output data changes upward or downward. felled,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 12 항에 있어서,
상기 결정부는,
상기 유량 형성 시간이 존재하지 않음에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 정상상태로 결정하는 단계;
상기 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 미만임에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 제1 주의상태로 결정하는 단계;
상기 유량 형성 시간이 제1 임계 시간 이상 제2 임계 시간 미만임에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 제2 주의상태로 결정하는 단계; 및
상기 유량 형성 시간이 제2 임계 시간 이상임에 따라 상기 보일러 건전성 지표를 위험상태로 결정하는 단계를 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
13. The method of claim 12,
The determining unit is
determining the boiler health index as a steady state according to the absence of the flow rate formation time;
determining the boiler health index as a first alert state according to the flow rate formation time being less than a first threshold time;
determining the boiler health index as a second alert state according to the flow rate formation time being greater than or equal to a first threshold time and less than a second threshold time; and
Comprising the step of determining the boiler health indicator as a dangerous state according to the flow rate formation time is equal to or greater than a second threshold time,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 12 항에 있어서,
상기 결정부에서,
상기 재열기 과열저감수에 대한 유량 형성 시간은, 상기 보일러 상태 계측 데이터에 포함되는 재열기 과열저감수 제1 밸브 및 제2 밸브의 포지션 데이터를 기반으로 하여, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 하나 이상이 기설정된 비율 이상 개도됨에 따라 추정되는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
13. The method of claim 12,
In the decision unit,
The flow rate formation time for the reheater overheat reduction water is based on the position data of the reheater overheat reduction water first and second valves included in the boiler state measurement data, the first valve and the second valve Estimated as one or more of them are opened more than a predetermined ratio,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 12 항에 있어서,
상기 생성부에서,
상기 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수는 상기 보일러의 열흡수 균형을 판단하기 위해 선택되는 데이터인,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
13. The method of claim 12,
In the generator,
The pre-selected preset number of boiler operation variables is data selected to determine the balance of heat absorption of the boiler,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 12 항에 있어서,
상기 생성부에서,
상기 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수는 발전소 출력, 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도, 상기 급수 및 증기 계통의 전열부 입구 온도와 출구 온도의 온도 변화를 포함하는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
13. The method of claim 12,
In the generator,
The pre-selected preset number of boiler operation variables include power plant output, the inlet temperature and outlet temperature of the heat transfer part of the feedwater and steam system, and the temperature change of the heat transfer part inlet temperature and the outlet temperature of the water supply and steam system,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
제 12 항에 있어서,
상기 생성부는,
상기 미리 선택된 기설정된 개수의 보일러 운전 변수에 대하여, 최소-최대 정규화를 실행하여 기설정된 구간으로 표준화하도록 구성되는,
발전소 보일러의 건전성 감시 모델을 훈련시키기 위한 훈련 데이터 생성 장치.
13. The method of claim 12,
The generating unit,
configured to normalize to a preset section by executing min-maximum normalization for the pre-selected preset number of boiler operation variables,
A training data generating device for training the health monitoring model of a power plant boiler.
KR1020200075820A 2020-06-22 2020-06-22 Training data generating method for training health monitering model of power plant boiler and device therefor KR102381773B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200075820A KR102381773B1 (en) 2020-06-22 2020-06-22 Training data generating method for training health monitering model of power plant boiler and device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200075820A KR102381773B1 (en) 2020-06-22 2020-06-22 Training data generating method for training health monitering model of power plant boiler and device therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210157702A KR20210157702A (en) 2021-12-29
KR102381773B1 true KR102381773B1 (en) 2022-03-31

Family

ID=79176838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200075820A KR102381773B1 (en) 2020-06-22 2020-06-22 Training data generating method for training health monitering model of power plant boiler and device therefor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102381773B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116447582B (en) * 2023-06-06 2024-01-30 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 Method and device for separating oxide sediment of once-through boiler, storage medium and equipment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100815032B1 (en) * 2006-09-05 2008-03-18 한국전력공사 A On-line, Real-time Thermal Performance Monitoring System for Fossil Power Plant
KR101360790B1 (en) * 2009-04-22 2014-02-11 한국전력공사 Pridiction method for monitoring performance of plant instruments

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210157702A (en) 2021-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102271069B1 (en) Method and apparatus for generating state predecting model of coal-fired power plant boiler
KR102271070B1 (en) Method and apparatus for determining mixed coal combination
Bai et al. Convolutional neural network-based deep transfer learning for fault detection of gas turbine combustion chambers
Rostek et al. Early detection and prediction of leaks in fluidized-bed boilers using artificial neural networks
Salahshoor et al. Fault detection and diagnosis of an industrial steam turbine using fusion of SVM (support vector machine) and ANFIS (adaptive neuro-fuzzy inference system) classifiers
Salahshoor et al. Fault detection and diagnosis of an industrial steam turbine using a distributed configuration of adaptive neuro-fuzzy inference systems
CN101839795B (en) System and method for diagnosing leakage of pressure-bearing pipe of boiler
CN109670629A (en) Coal-burning boiler thermal efficiency forecast method based on shot and long term Memory Neural Networks
KR102381773B1 (en) Training data generating method for training health monitering model of power plant boiler and device therefor
Banjanovic-Mehmedovic et al. Neural network-based data-driven modelling of anomaly detection in thermal power plant
Blanco et al. Investigation on a new methodology for thermal power plant assessment through live diagnosis monitoring of selected process parameters; application to a case study
Wang et al. Prediction of superheated steam temperature for thermal power plants using a novel integrated method based on the hybrid model and attention mechanism
Kordestani et al. SMS–A security management system for steam turbines using a multisensor array
Alnaimi et al. Artificial intelligent system for steam boiler diagnosis based on superheater monitoring
Sinha et al. dClink: A data-driven based clinkering prediction framework with automatic feature selection capability in 500 MW coal-fired boilers
US11475186B2 (en) Apparatus and method for deriving boiler combustion model
Nistah et al. Coal-Fired Boiler Fault Prediction using Artificial Neural Networks.
US11287126B2 (en) System and method for controlling operation of boiler
Haddad et al. Qualitative and quantitative comparison of three modeling approaches for a supercritical once‐through generation unit
Hajdarevic et al. Anomaly detection in thermal power plant using probabilistic neural network
Alnaimi et al. Application of intelligent computational techniques in power plants: a review
Yasenjiang et al. Fault Diagnosis and Prediction of Continuous Industrial Processes Based on Hidden Markov Model-Bayesian Network Hybrid Model
Chaibakhsh Modelling and long-term simulation of a heat recovery steam generator
Hajdarevic et al. Recurent neural network as a tool for parameter anomaly detection in thermal power plant
Tang et al. Modeling of Boiler–Turbine Unit with Two-Phase Feature Selection and Deep Belief Network

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant