CN103377416A - 用于发电站资产的配置和管理的系统及方法 - Google Patents

用于发电站资产的配置和管理的系统及方法 Download PDF

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CN103377416A CN201310144200XA CN201310144200A CN103377416A CN 103377416 A CN103377416 A CN 103377416A CN 201310144200X A CN201310144200X A CN 201310144200XA CN 201310144200 A CN201310144200 A CN 201310144200A CN 103377416 A CN103377416 A CN 103377416A
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D.S.达莫达
A.班纳吉
P.奥哈
V.P.博拉
B.戈利
C.A.罗马尼克
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Abstract

本发明题为“用于发电站资产的配置和管理的系统及方法”。本文中描述用于生成和维护发电站资产的配置和管理的系统及方法。从电站信息模型接收可能的电站资产的列表。选择描述特定发电站的配置的一个或多个硬件资产，例如涡轮机、泵、控制接口等。定义所选资产的至少一部分之间的分级关系。至少部分基于选择和所定义关系来生成资产配置数据。

Description

用于发电站资产的配置和管理的系统及方法
技术领域
一般来说，本发明的实施例涉及发电站中或者与发电站关联的物理电站资产的管理，以及更具体来说，涉及用于管理和配置那些资产的系统及方法。
背景技术
发电站包括用于操作的多种不同物理电站资产或组件。维护和操作发电站涉及协调这些组件的操作。
发明内容
发电站（“电站”）或其它工业设施可包括共同运行以提供操作的各种各样的物理电站资产或组件。本文所述的是用于生成和/或维护发电站的资产配置数据的系统和方法。本发明的技术效果是帮助发电站或其它工业设施的管理和操作。这个资产配置数据可用于监测和/或操作电站或者其中的资产。
资产配置数据描述电站资产及其相互之间的关系。这些关系可以是逻辑关系、物理关系或者它们的组合。资产配置数据可包括操作属性或参数，例如单独资产的设定值和/或测量值。
资产配置数据一旦被生成，则可被访问并且用于帮助电站资产的监测，或者用于对一个或多个电站资产的操作进行变更。在一个实现中，用户可借助于一个或多个处理器上执行的资产管理模块来生成资产配置数据。通过以下详细描述、附图和所附权利要求书，对本领域的技术人员来说，本发明的其它实现、系统、方法、设备、方面和特征将变得显而易见。
根据本公开的一个方面，提供了一种系统，其包括：至少一个存储器，所述至少一个存储器存储计算机可执行指令；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器配置成访问所述至少一个存储器，并且执行所述计算机可执行指令，所述计算机可执行指令配置成：访问包括一个或多个电站资产的电站信息模型；从所述电站信息模型接收一个或多个电站资产的选择，以描述发电站；将所述一个或多个电站资产的至少一部分彼此相关；实施所相关的一个或多个电站资产之间的一个或多个预定义关系；以及至少部分基于多个所选电站资产以及所实施的一个或多个预定义关系来生成资产配置数据。
所述系统还包括配置成与所述电站资产的一个或多个进行通信的一个或多个电站资产接口，以及所述指令还配置成至少部分基于所述资产配置数据，经由所述一个或多个电站资产接口从所述一个或多个电站资产的至少一部分来取回数据。
所述系统还包括配置成与所述电站资产的一个或多个进行通信的一个或多个电站资产接口，以及所述指令还配置成至少部分基于所述资产配置数据，经由所述一个或多个电站资产接口来配置所述一个或多个电站资产的至少一部分。
所述指令还配置成接收电站资产的条目，并且将所述电站资产加入所述列表。
所述指令还配置成将所述资产配置数据存储在所述至少一个存储器中。
所述一个或多个电站资产包括在配置成提供电功率、热功率或者它们两者的发电站的操作中使用的硬件。
所述相关包括指令，所述指令配置成：接收用户对第一电站资产的选择；接收用户对第二电站资产的选择；以及接收指定所述第一电站资产与所述第二电站资产之间的关联的用户输入。
所述相关包括将所选一个或多个资产与彼此有关地放入预定义分级结构。
根据本公开的另一方面，提供了一种方法，其包括：接收对描述发电站的配置的一个或多个资产的选择；定义一个或多个所选资产的至少一部分之间的关系；以及至少部分基于所述选择和所定义关系来生成资产配置数据。
所述方法还包括验证与所述一个或多个资产关联的一个或多个操作属性。
定义关系还包括将所提出关系与预定义关系进行比较。
接收所述选择还包括从一个或多个计算机存储器中存储的电站信息模型访问一个或多个电站资产的列表，并且用用户界面来呈现那个列表的至少一部分。
所述资产包括所述发电站的操作中使用的硬件。
根据本公开的又一方面，提供了存储计算机可执行指令的一种或多种计算机可读介质，所述计算机可执行指令在被至少一个处理器执行时将所述至少一个处理器配置成执行操作，所述操作包括：接收对描述工业设施的一个或多个组件的选择；定义一个或多个所选组件的至少一部分之间的关系；以及至少部分基于所述选择和所定义关系来生成资产配置数据。
所述操作还包括访问先前存储的组件的列表，并且在用户界面中提供那个列表的至少一部分用于接收所述选择。
所述操作还包括通过将多个组件之间的所提出关系与所述多个组件之间的预定义关系进行比较，来在定义关系中实施完整性。
所述工业设施包括下列组件中的一个或多个：机械上耦合到发电机的燃气轮机、机械上耦合到发电机的汽轮机或者热回收汽轮机。
所述操作还包括将所述资产配置数据存储在驻留于所述一个或多个计算机可读介质的数据存储库中。
所述操作还包括接收用户对所述资产配置数据的一个或多个部分的修改。
所述操作还包括定义与所述一个或多个组件关联的一个或多个属性的值以供加入所述资产配置数据。
所述操作还包括：建立与装置的连接；经由所述连接向所述装置传递所述资产配置数据的至少一部分；以及撤销与所述装置的所述连接。
所述操作还包括修改所述资产配置数据，以生成经修改的资产配置数据。
所述操作还包括：重新建立与所述装置的连接；以及向所述装置提供所述经修改的资产配置数据的至少一部分。
附图说明
参照附图陈述了详细的描述，其中附图不一定按比例绘制。不同图中的相同附图标记的使用表示相似或相同项。
图1是根据本发明的实施例、用于管理发电站的资产配置数据的系统的简图。
图2是根据本发明的实施例、资产配置数据中的资产之间的准许的关系的框图。
图3是根据本发明的实施例的资产配置服务器的框图。
图4是根据本发明的实施例、用于生成或维护资产配置数据的过程的流程图。
具体实施方式
现在将在下文参照附图更全面地描述本发明的说明性实施例，附图中示出本发明的一些而不是全部实施例。本发明可以以许多不同形式来具体化，而不应当被理解为局限于本文所陈述的实施例；相反地，提供这些实施例来使得本公开将满足适用法律要求。如上所述，相似标号通篇指相似元件。
图1是根据本发明的实施例、用于管理发电站或其它工业设施的资产配置数据的系统100的简图。发电站可配置成生成电功率、热功率、机械功率或者它们的组合。发电站包括多个组件或资产102。这些资产102可以是电站的操作中涉及的硬件或其它装置。在一些实现中，使用称作电站信息模型（“PIM”）的软件模型将发电站的所有资产通过等效逻辑结构来表示。下面针对图3更详细地论述PIM。为了便于说明而不是作为限制，这里所示的资产102可包括燃气轮机102（1）、燃烧室102（2）、燃料输入调节器102（3）、燃烧室传感器102（4）、火焰探测器102（5）、压缩机102（6）等。
资产配置服务器104配置成使用PIM来生成发电站的定制分级表示。这个分级表示可基于逻辑关系、物理关系或者它们两者。逻辑关系定义一个组件与另一个组件有关的操作。例如，改变燃料控制阀的状态将影响消耗燃料的另一个下游组件（例如燃烧室）。物理关系表明两个组件之间的耦合。例如，物理关系可通过将燃气轮机耦合到发电机的轴来定义。分级关系允许资产与彼此有关地来分类，使得相互联系的组件（或者与其关联的指示符）被分组或呈现在一起，而非相互联系的组件（或者与其关联的指示符）则不会。
资产配置服务器104配置成允许用户选择描述发电站的配置或表示的一个或多个资产102，定义那些所选资产之间的关系，以及至少部分基于该选择和所定义关系来生成资产配置数据106。资产配置服务器104帮助实施资产配置数据106中的分级关系。例如，用户可将燃料输入调节器作为从属于消耗燃料的燃烧室来添加，但是将发电机作为从属于燃烧室来添加将是不容许的。下面针对图2更详细地描述分级关系。下面针对图3和图4来描述资产配置服务器104及其生成和/或维护资产配置数据106的操作。
管理服务器108可配置成存留资产配置数据106。管理服务器108还可使资产配置服务器104能够对管理服务器108上存留的现有资产配置数据106进行变更，或者创建新资产配置数据106并且将其保存到管理服务器108供进一步监测/配置电站资产。
资产配置服务器104和管理服务器108可配置成在与彼此连接或断开时进行操作。在一个实现中，可在资产配置服务器104与管理服务器108之间建立连接。资产配置数据106的至少一部分可经由装置之间的连接来传递。例如，资产配置数据106可经由网络连接从资产配置服务器104发送给管理服务器108。当传递完成时，可撤销或者断开该连接。管理服务器108可使用其上存留的资产配置数据106来操作。同时，用户可继续访问资产配置服务器104，以修改资产配置数据106，并且生成经修改的资产配置数据106。这个经修改的资产配置数据106可被存储、导出或者传递给管理服务器108。为了传递，重新建立资产配置服务器104与管理服务器108之间的连接。经修改的资产配置数据106的至少一部分可经由该连接提供给管理服务器108。管理服务器108这时可存留经修改的资产配置数据106。
在一些实现中，资产配置服务器104和管理服务器108可合并为单个物理或虚拟服务器。例如，单个服务器可提供两种功能。
图2是根据本发明的实施例、资产配置数据中的资产之间的准许的关系的框图200。这里所示的准许的关系是为了说明而不作为限制。可预定义准许的或者可容许的关系。两个或更多资产102（诸如用户从电站信息模型324所选择的那些资产）可通过将所选一个或多个资产与彼此有关地放入预定义分级结构来相关。
在一个实现中，人类工程师可定义描述资产102可如何彼此相关的一组关系或规则。在另一个实现中，机器学习系统或另一自动化装置可定义可容许的或者不容许的关系的至少一部分。可至少部分基于将所提出关系与预定义关系进行比较，将关系确定为可容许的或者不容许的。预定义关系可包括显式准许的关系、显式不容许的关系或者它们的组合。
框图200示出发电站中的燃气轮机102（1）资产102。燃气轮机102（1）具有若干逻辑相关从属或子资产102。这包括燃烧室102（2）、压缩机102（6）、第一发电机102（7）等。这些资产102分别通过可容许的关系202、204和206在分级结构中悬挂于燃气轮机102（1）。
从属于燃烧室102（2）的是其它资产，包括分别通过关系208和210所链接的燃料输入调节器102（3）和燃烧室传感器102（4）。如可容许的关系212所示，火焰探测器102（5）从属于燃烧室传感器102（4）。这些关系202-212描述电站中与燃气轮机102（1）关联的资产102之间的逻辑相互关系的一部分。通过维护分级结构，用户可以更易于定位特定资产102，弄清对特定资产102进行变更的后果，等等。
电站中的另一组资产102可包括热回收汽轮机102（8）。从属于汽轮机102（8）的可以是分别通过关系214和216所描述的冷凝泵102（9）和第二发电机102（10）。冷凝泵102（9）获准悬挂于或从属于汽轮机102（8），因为它在逻辑上与其关联。相反，冷凝泵102（9）与燃烧室传感器102（4）之间的所尝试关系将被认为是不容许的。如果用户在构建描述特定电站的资产配置数据106的时候尝试将这两个组件相关，则这种关系将是资产配置服务器104不允许的。
图3是根据本发明的实施例的资产配置服务器的框图300。资产配置服务器104可包括一个或多个处理器302、一个或多个存储器304、可存在的一个或多个显示器306、一个或多个输入/输出（“I/O”）接口308以及一个或多个网络接口310。在一些实现中，也可提供资产接口312。
处理器302可包括一个或多个核心，并且配置成访问和执行一个或多个存储器304中存储的至少部分指令。一个或多个存储器304包括一个或多个计算机可读存储介质（“CRSM”）。一个或多个存储器304可包括但不限于随机存取存储器（“RAM”）、闪速RAM、磁介质、光介质等。一个或多个存储器304因为在提供电力时保留信息所以可以是易失性的，或者因为在没有提供电力的情况下保留信息所以是非易失性的。
在一些实现中，资产配置服务器104可由诸如工作站之类的用户装置来访问。一个或多个输入/输出接口308允许将诸如串行端口、键盘、外部存储器等的装置耦合到资产配置服务器104。
一个或多个网络接口310提供资产配置服务器104与另一个装置之间的数据的直接（例如以对等方式、经由网络或者通过这两者）传递。网络接口310可包括但不限于有线局域网（“LAN”）、无线局域网（“WLAN”）、无线广域网（“WWAN”）等。
资产配置服务器104还可包括或者耦合到一个或多个资产接口312。这一个或多个资产接口312配置成提供与资产102的一个或多个或者与其关联的控制系统、监测系统等的通信。在一个实现中，资产接口312可包括配置成耦合到工业通信网络的设备，例如国际电工委员会（“IEC”）规范IEC 61158和61784所规定的现场总线。在一些实现中，这个耦合可配置成允许从一个或多个电站资产102的至少一部分取回数据。在其它实现中，该耦合可配置成提供对一个或多个电站资产102的至少一部分的配置变更。
一个或多个存储器304可存储供处理器302执行以执行某些动作或功能的代码或程序指令。这些指令可包括操作系统314，操作系统314配置成管理诸如I/O接口308之类的硬件资源，并且向处理器302上执行的应用提供各种服务。
一个或多个存储器304可存储供处理器302执行以执行某些动作或功能的代码或程序指令。这些指令可包括操作系统314，操作系统314配置成管理诸如I/O接口308之类的硬件资源，并且向处理器302上执行的应用提供各种服务。
资产管理模块316配置成生成和维护资产配置数据106。资产管理模块316接受输入，并且实施关于电站配置的规则，例如在以上针对图2所述的资产102之间的关系中所表达的规则。在一个实现中，资产管理模块316可接收用户对第一电站资产102的选择，接收用户对第二电站资产102的选择，并且接收指定第一电站资产102与第二电站资产102之间的关联或关系的用户输入。
资产管理模块316可耦合到一个或多个存储器304中驻留的数据存储库318。数据存储库318可包括一个或多个数据结构，例如数据库、链表、数组、文件等。在一个实现中，数据存储库318可包括关系数据库。
资产管理模块316可包括用户界面模块320。用户界面模块320配置成向用户提供用户界面。用户界面模块320可配置成经由网络浏览器、专门应用或者它们的组合来提供用户界面。用户界面模块320配置成向用户呈现数据并且接收用户输入。
资产管理模块316中的关系维护模块322维护资产102之间的关系。关系维护模块322可配置成维护可容许的关系、不容许的关系或者它们两者。如上所述，这些关系可以是逻辑关系、物理关系或者它们的组合。关系可以是预定义的或者自动生成的。在一个实现中，关系维护模块322可配置成使用用户界面模块320来呈现多个资产102并且接收指定资产102之间的有效关系的用户输入。
电站信息模型（“PIM”）324包括可部署在电站中的资产102的列表或集合。在一些实现中，PIM 324可以是资产管理模块316的一部分。电站信息模型324可包含关于资产102的细节。细节可包括能力、特性、关联组件等。电站信息模型324还可包含（例如由关系维护模块322所指定的）资产102之间的关系。
如上所述，资产配置数据106包括关于特定电站的信息。资产配置数据106可包括电站中的资产102的至少一部分及其相互之间的关系。资产配置数据106还可包括与其中的资产102关联的属性或参数。例如燃烧室的温度设定值或者可用于特定阀的流量范围。
其它数据326也可存储在数据存储库318中。例如，可存储与不同操作工况关联的操作属性或参数的特定组合。
资产管理模块320的资产接口模块328配置成访问可用的资产接口312。资产接口模块328可用于取回资产102中存储的现有控制属性或条件。例如，资产管理模块316可发现耦合到资产接口312的装置，并且将其当前值预先填充到资产配置数据106中。
本文所述的模块可作为独立应用、作为可由另一装置访问的服务或者作为它们的组合来执行。在一个实现中，数据存储库318可驻留在管理服务器108的存储器中。资产管理模块316可结合资产接口312或网络接口310使用资产接口模块328来访问将存留到管理服务器108中的数据存储库中的资产配置数据106。
图4是根据本发明的实施例、用于生成或维护资产配置数据的过程的流程图400。在一些实现中，这个过程可由如上所述的资产管理模块316来实现。
框402从电站信息模型324访问电站资产102的列表。在一些实现中，用户界面模块320可配置成接收电站资产102的条目，并且将电站资产102加入到列表、加入到访问配置数据（“ACD”）106或者它们两者中。
框404确定用户选择创建新配置还是导入现有的一组ACD 106。当用户选择导入现有ACD 106时，该过程进入框406。框406验证ACD 106，并且将数据导入数据存储库318。这个验证可包括寻找不容许的关系、检查未知或未指定资产102等。然后，该过程可进入框406。
当框404确定将创建新ACD 106或者框406的导入已经完成时，框408进行操作。框408允许用户或另一系统将资产102添加到ACD 106，并且验证那些资产之间的关系。
框410进行检查以确定是否跨所添加资产维护了准许的关系410。例如，可将用户所添加的关系针对电站信息模型324中存储的预定义关系进行比较。在一个实现中，确定可包括将所提出关系与预定义关系进行比较。
当框410发现关系是不容许的的时候，该过程进入框412。框412不允许将资产102添加到ACD 106，并且进入框414。框414确定是否继续添加资产。当为否时，该过程进入框416。框416可调用另一模块或操作。当框414确定将继续添加资产102时，该过程向后进入框408。
返回到框410，在添加与可容许的关系关联的资产102时，框418将准许的资产102添加到ACD 106。框420确定用户是否希望修改或编辑ACD 106中的资产102的所测量数据和/或属性。例如，用户可选择将各种设定值输入燃气轮机102（1）的操作中。当为是时，该过程进入框422，其中用户可着手修改/编辑所测量数据和/或属性。该过程进入框424，其中确定与一个或多个资产关联的数据和/或属性是否有效。有效属性是处于所指定范围之内、具有预定数据类型、不超过所指定工作极限等的那些属性。在无效时，该过程进入框426，其中重置无效数据字段，并且向后进入框420。
当如框424所确定的那样，数据和/或属性是有效的时，该过程进入框428。框428更新对ACD 106的变更，以反映有效数据和/或属性。该过程进入框430，其中准备ACD 106以供保存在数据存储库318中或者导出到另一个存储器或装置。这个准备可包括指定文件名、删除冗余数据、压缩文件、设置文件格式等。
然后，该过程继续进行到框432，其中确定用户将保存还是导出ACD 106。例如，用户界面模块320可用于向用户呈现对话框或其它提示，并且接收用户的输入。在确定导出时，该过程进入434，并且将ACD 106导出到文件。然后，该过程可进入416。
返回到框432，在选择保存时，该过程进入框436，其中确定ACD 106先前是否存在。操作系统314可帮助这个确定。例如，在当前文件名匹配存储器304中已经存在的文件名时，可确定ACD 106存在。当ACD 106先前不存在时，该过程进入框438，其中将ACD 106保存到数据存储库318。然后，该过程可进入416。
返回到436，当确定ACD 106存在时，该过程进入框440。框440确定是否用ACD 106的当前版本来重写数据存储库318中的现有ACD 106。当选择或准许重写时，该过程进入框438。当没有选择或不准许重写时，该过程可返回到框430。
返回到框420，当用户不修改/编辑所测量数据和/或属性时，该过程进入框430。
以上描述了说明性系统和方法。这些系统和方法中的一些或全部可以但不一定至少部分通过诸如图1-4所示那些架构的架构来实现。应当理解，方法中的某些动作无需按照所述顺序来执行，取决于环境，它们可重新排列或修改，和/或可完全省略。另外，以上针对任何方法所述的动作的任一个可通过任何数量的处理器或其它计算装置基于一个或多个计算机可读存储介质上存储的指令来实现。
本书面描述使用包括最佳实施方式的示例来公开本发明，并且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求书来限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构要素，或者如果这类其它示例包括具有与权利要求书的文字语言的无实质差异的等同结构要素，则这类其它示例被确定为落入权利要求书的范围之内。

Claims (10)

1.一种系统，包括：
至少一个存储器，所述至少一个存储器存储计算机可执行指令；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器配置成访问所述至少一个存储器，并且执行所述计算机可执行指令，所述计算机可执行指令配置成：
访问包括一个或多个电站资产的电站信息模型；
从所述电站信息模型接收一个或多个电站资产的选择，以描述发电站；
将所述一个或多个电站资产的至少一部分彼此相关；
实施所相关的一个或多个电站资产之间的一个或多个预定义关系；以及
至少部分基于多个所选电站资产以及所实施的一个或多个预定义关系来生成资产配置数据。
2.如权利要求1所述的系统，还包括配置成与所述电站资产的一个或多个进行通信的一个或多个电站资产接口，以及所述指令还配置成至少部分基于所述资产配置数据，经由所述一个或多个电站资产接口从所述一个或多个电站资产的至少一部分来取回数据。
3.如权利要求1所述的系统，还包括配置成与所述电站资产的一个或多个进行通信的一个或多个电站资产接口，以及所述指令还配置成至少部分基于所述资产配置数据，经由所述一个或多个电站资产接口来配置所述一个或多个电站资产的至少一部分。
4.如权利要求1所述的系统，所述指令还配置成接收电站资产的条目，并且将所述电站资产加入所述列表。
5.如权利要求1所述的系统，所述指令还配置成将所述资产配置数据存储在所述至少一个存储器中。
6.如权利要求1所述的系统，所述一个或多个电站资产包括在配置成提供电功率、热功率或者它们两者的发电站的操作中使用的硬件。
7.如权利要求1所述的系统，相关包括指令，所述指令配置成：
接收用户对第一电站资产的选择；
接收用户对第二电站资产的选择；以及
接收指定所述第一电站资产与所述第二电站资产之间的关联的用户输入。
8.如权利要求1所述的系统，相关包括将所选一个或多个资产与彼此有关地放入预定义分级结构。
9.一种方法，包括：
接收对描述发电站的配置的一个或多个资产的选择；
定义一个或多个所选资产的至少一部分之间的关系；以及
至少部分基于所述选择和所定义关系来生成资产配置数据。
10.如权利要求9所述的方法，还包括验证与所述一个或多个资产关联的一个或多个操作属性。
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