CN105893276A - 抽水蓄能机组的状态数据记录方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种抽水蓄能机组的状态数据记录方法及系统，其中，该方法包括：实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量；将所有采集到的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量。该方案可以为抽水蓄能机组故障分析和状态评价提供全面的数据支持；先将采集的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，将数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量存储到存储器中，避免数据重复性存储，节约存储空间，便于数据管理。

Description

抽水蓄能机组的状态数据记录方法及系统

技术领域

本发明涉及抽水蓄能机组技术领域，特别涉及一种抽水蓄能机组的状态数据记录方法及系统。

背景技术

抽水蓄能电站具有运行方式灵活和反应快速的特点，具有调峰、填谷、调频、调相、备用和黑启动等多种功能，是建设智能电网、保障电力系统安全稳定经济运行的最成熟、最经济的大规模储能工具。

抽水蓄能机组具有发电、抽水、发电调相、水泵调相四种运行工况。抽水蓄能机组一般实现如下工况转换：静止至发电空载；发电空载至满载；静止至空载水泵；空载水泵至满载水泵；满载抽水至满载发电；满载抽水至静止；发电满载至发电调相；发电调相至静止；抽水满载至空载。

国网新源控股有限公司是国家电网公司的直属单位，是以抽水蓄能储能电源业务为核心的专业化公司，负责开发建设和经营管理国家电网公司经营区域内的抽水蓄能电站。根据公司的统一布置，近年开展了抽蓄机组全寿命周期管理评价工作。

开展抽水蓄能机组状态评价工作需要搜集的状态量众多，需要从机组的稳定性、安全性、可靠性、经济性等各方面综合评价。

过渡过程广泛存在于水电站发电过程之中，是水、机、电系统相互影响的非线性过程，涉及到引水发电系统的每一个环节。抽水蓄能机组和常规水力发电机组相比，工况转换频繁，同时由于电力系统调度要求，机组运行于非稳定区的机率大大上升。过渡过程对机组的性能、寿命影响也更为复杂。

目前抽水蓄能电站大多安装了机组监控自动化系统、稳定性监测系统、机组故障录波装置、主变油气、发电机局放等在线监测装置，但各系统数据分集，且各系统时间不统一。如目前机组状态监测装置多为水轮发电机组稳定性监测装置，一般采集特征参量为机组振动、摆度、压力脉动、定转子气隙、磁场强度等，数据的存储也是对采集数据全部存储。机组的自动化系统记录了机组电流、电压、有功、无功、频率、转速、导叶开度等信号，但目前仅用于机组调节控制，未参与机组评价。以上系统，均缺少对水、机、电系统各种状态量统一记录功能。

现有技术中有水轮发电机组稳定性监测分析系统，此类水轮发电机组稳定性监测分析系统主要通过监测与水轮发电机组稳定性有关的参数，如大轴摆度、机架振动、压力脉动等，实时监视水轮发电机组的运行状态，有助于准确诊断异常状况、及早发现故障隐患、科学制定检修维护计划，避免被迫停机而造成损失。该系统一般由传感器、智能数据采集箱和系统软件组成。

但是，该水轮发电机组稳定性监测分析系统存在以下缺点：

(1)缺少针对抽水蓄能机组出力等电气量的采集信息。

(2)数据全部存储，不能按需要对抽水蓄能机组某一时间过程中的各种状态量(记录断面)特别存储。数据容量大，重复性的数据占用存储空间大，对抽水蓄能机组状态评价无效数据多，给数据管理带来不方便。

现有技术中还有抽水蓄能机组自动化系统，该系统主要功能：(1)能实现机组的自动开机、停机、自动调节与控制。(2)能自动开启与切断机组需要自动控制的水、气、油管路。(3)能自动监视机组冷却水的通、断。(4)能自动监视各轴承油箱油位、顶盖水位、漏油箱油位。(5)能自动监视机组有关部位的温度。(6)能白动监视与反映机组导叶的工作状态及位置。(7)能自动发出机组有关转速信号。(8)能自动监视需要监视管路内介质的压力。

但是，该系统也存在缺点：该系统采集的如电流、电压、有功、无功、频率、转速、导叶开度、接力器行程位置、油位、水位、温度等均用于抽水蓄能机组的调节控制，实时告警，不参与抽水蓄能机组的状态评价。

现有技术中还有抽水蓄能机组故障录波系统，该系统主要功能：记录机组故障过程中各种电气量，据此研究反事故措施，提高继电保护装置动作正确率。但是，该系统的主要缺点是：主要记录抽水蓄能机组电气量，缺少对机械性能参量如振动、摆度等的记录。

发明内容

本发明实施例提供了一种抽水蓄能机组的状态数据记录方法，以解决现有技术中不能为抽水蓄能机组的状态评价提供全面的数据支持、重复性数据存储的技术问题。该方法包括：实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量；将所有采集到的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量。

在一个实施例中，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量，包括：在判断出接收到存储指令时，从所述数据缓冲区中获取接收所述存储指令时刻前所述预设时长内的电气量参数和机械性能参量，存储到存储器中。

在一个实施例中，所述存储指令为以下指令中的任意一种或任意组合：指示所述抽水蓄能机组启动运行的指令、指示所述抽水蓄能机组停止运行的指令、指示所述抽水蓄能机组出现事故需停止运行的指令，指示所述抽水蓄能机组事故消除后启动运行的指令以及指示所述抽水蓄能机组为稳态运行的指令。

本发明实施例还提供了一种抽水蓄能机组的状态数据记录系统，以解决现有技术中不能为抽水蓄能机组的状态评价提供全面的数据支持、重复性数据存储的技术问题。该系统包括：数据采集装置，用于实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量，将采集的电气量参数和机械性能参量发送给服务器；所述服务器，用于将所述数据采集装置采集的所有电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量。

在一个实施例中，所述服务器，包括：存储模块，用于在判断出接收到存储指令时，从所述数据缓冲区中获取接收所述存储指令时刻前所述预设时长内的电气量参数和机械性能参量，存储到存储器中。

在一个实施例中，所述存储指令为以下指令中的任意一种或任意组合：指示所述抽水蓄能机组启动运行的指令、指示所述抽水蓄能机组停止运行的指令、指示所述抽水蓄能机组出现事故需停止运行的指令，指示所述抽水蓄能机组事故消除后启动运行的指令以及指示所述抽水蓄能机组为稳态运行的指令。

在本发明实施例中，通过实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量，可以得到抽水蓄能机组中水、电、机系统全状态量，可以为抽水蓄能机组故障分析和状态评价提供全面的数据支持；此外，先将所有采集到的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在针对不同需求的情况下，在接收到存储指令时，再将数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量存储到存储器中，以便故障分析和状态评价所用，避免将所有采集的电气量参数和机械性能参量都存储起来，避免数据重复性存储，节约存储空间，便于数据管理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种抽水蓄能机组的状态数据记录方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种抽水蓄能机组的状态数据记录系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种抽水蓄能机组的状态数据记录方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101：实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量；

步骤102：将所有采集到的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量。

由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，通过实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量，可以得到抽水蓄能机组中水、电、机系统全状态量，可以为抽水蓄能机组故障分析和状态评价提供全面的数据支持；此外，先将所有采集到的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在针对不同需求的情况下，在接收到存储指令时，再将数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量存储到存储器中，以便故障分析和状态评价所用，避免将所有采集的电气量参数和机械性能参量都存储起来，避免数据重复性存储，节约存储空间，便于数据管理。

具体实施时，对于实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量和实时采集抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量的过程中，可以充分利用已建设的各套监测装置对已有的监测量灵活组态，构建整合出包括抽水蓄能机组各种状态量的数据。具体的，例如，抽水蓄能机组的摆度、振动、压力脉动信号等机械性能参量数据可以直接从机组稳定性监测系统中获取实时量；具体如下表1所示，其中，振动、摆度和压力脉动等主要测点需要传输特征数据和所需要的波形数据，其他数据只传输实时特征数据。

表1

具体实施时，机组运行工况、开关位置、电流、电压、有功、无功、频率、转速、导叶开度、接力器行程位置、油位、水位以及温度等电气量参数可以从机组监控/自动化系统中或故障录波系统中获取实时量，机组监控/自动化系统拥有大量反映机组状态的数据(如机组运行参数，机组温度参数，发电机、机组轴承系统和变压器的冷却系统参数)，均可以传送实时数据，具体如下表2所示。

表2

具体实施时，针对气隙、局放等数据，如安装在线监测装置可直接从在线装置中获取实时量。上述采集电气量参数和机械性能参量的过程中，还可以采集抽水量、发电量、运行小时数等经济性指标，该经济性指标可通过人工获取或从电量采集系统、监控系统中获取统计量。针对累计运行小时数、启停次数等可靠性指标数据，因涉及电力系统分区，能直接从生产大区获得的状态量可直接通过数据交换获取，一、二区外统计生成数据可断面定义人工补录。

具体实施时，采集到上述电气量参数和机械性能参量后，通过网络交换机将电气量参数和机械性能参量等数据发送到服务器进行保存，数据接口根据实际情况可以扩充，使得可灵活记录机组各种工况、各种状态下的水、机、电全状态量，记录数据全面，同时能保证各种数据在时间上的一致性。

具体实施时，为了实现数据的存储在本实施例中，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量，包括：在判断出接收到存储指令时，从所述数据缓冲区中获取接收所述存储指令时刻前所述预设时长内的电气量参数和机械性能参量，存储到存储器中。具体的，在判断出接收到存储指令时，从数据缓冲区中获取在接收存储指令时刻之前预设时长内的电气量参数和机械性能参量，存储到存储器中，该预设时长可以根据不同情况确定，例如，可以是半小时、一小时等，将预设时长内的电气量参数和机械性能参量存储到存储器中，记录保存为一个完整断面，记录断面经过人工和程序筛选，去除了无效数据，节约存缩空间，便于数据管理。此外，该数据存储过程也可以通过人工启动或停止。

具体实施时，上述存储指令为以下指令中的任意一种或任意组合：指示所述抽水蓄能机组启动运行的指令、指示所述抽水蓄能机组停止运行的指令、指示所述抽水蓄能机组出现事故需停止运行的指令，指示所述抽水蓄能机组事故消除后启动运行的指令以及指示所述抽水蓄能机组为稳态运行的指令。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种抽水蓄能机组的状态数据记录系统，如下面的实施例所述。由于抽水蓄能机组的状态数据记录系统解决问题的原理与抽水蓄能机组的状态数据记录方法相似，因此抽水蓄能机组的状态数据记录系统的实施可以参见抽水蓄能机组的状态数据记录方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2是本发明实施例的抽水蓄能机组的状态数据记录系统的一种结构框图，如图2所示，包括：数据采集装置和服务器，下面对该结构进行说明。

数据采集装置(如图2所示，该数据采集装置可以包括机组稳定性在线监测装置、气隙监测装置、机组故障录波装置、机组自动化系统以及其他实时监测装置)，用于实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量，将采集的电气量参数和机械性能参量发送给服务器；

所述服务器(即如图2所示的数据采集、记录服务器)，用于将所述数据采集装置采集的所有电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量。

在一个实施例中，所述服务器，包括：存储模块，用于在判断出接收到存储指令时，从所述数据缓冲区中获取接收所述存储指令时刻前所述预设时长内的电气量参数和机械性能参量，存储到存储器中。

在一个实施例中，所述存储指令为以下指令中的任意一种或任意组合：指示所述抽水蓄能机组启动运行的指令、指示所述抽水蓄能机组停止运行的指令、指示所述抽水蓄能机组出现事故需停止运行的指令，指示所述抽水蓄能机组事故消除后启动运行的指令以及指示所述抽水蓄能机组为稳态运行的指令。

在本发明实施例中，通过实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量，可以得到抽水蓄能机组中水、电、机系统全状态量，可以为抽水蓄能机组故障分析和状态评价提供全面的数据支持；此外，先将所有采集到的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在针对不同需求的情况下，在接收到存储指令时，再将数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量存储到存储器中，以便故障分析和状态评价所用，避免将所有采集的电气量参数和机械性能参量都存储起来，避免数据重复性存储，节约存储空间，便于数据管理。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抽水蓄能机组的状态数据记录方法，其特征在于，包括：

实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量；

将所有采集到的电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量。

2.如权利要求1所述的抽水蓄能机组的状态数据记录方法，其特征在于，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量，包括：

在判断出接收到存储指令时，从所述数据缓冲区中获取接收所述存储指令时刻前所述预设时长内的电气量参数和机械性能参量，存储到存储器中。

3.如权利要求1或2所述的抽水蓄能机组的状态数据记录方法，其特征在于，所述存储指令为以下指令中的任意一种或任意组合：

指示所述抽水蓄能机组启动运行的指令、指示所述抽水蓄能机组停止运行的指令、指示所述抽水蓄能机组出现事故需停止运行的指令，指示所述抽水蓄能机组事故消除后启动运行的指令以及指示所述抽水蓄能机组为稳态运行的指令。

4.一种抽水蓄能机组的状态数据记录系统，其特征在于，包括：

数据采集装置，用于实时采集抽水蓄能机组在各运行工况下的电气量参数和机械性能参量，实时采集所述抽水蓄能机组在过程过渡中的电气量参数和机械性能参量，将采集的电气量参数和机械性能参量发送给服务器；

所述服务器，用于将所述数据采集装置采集的所有电气量参数和机械性能参量保存在数据缓冲区内，在接收到存储指令时，存储所述数据缓冲区中预设时长内的电气量参数和机械性能参量。

5.如权利要求4所述的抽水蓄能机组的状态数据记录系统，其特征在于，所述服务器，包括：

存储模块，用于在判断出接收到存储指令时，从所述数据缓冲区中获取接收所述存储指令时刻前所述预设时长内的电气量参数和机械性能参量，存储到存储器中。

6.如权利要求4或5所述的抽水蓄能机组的状态数据记录系统，其特征在于，所述存储指令为以下指令中的任意一种或任意组合：

指示所述抽水蓄能机组启动运行的指令、指示所述抽水蓄能机组停止运行的指令、指示所述抽水蓄能机组出现事故需停止运行的指令，指示所述抽水蓄能机组事故消除后启动运行的指令以及指示所述抽水蓄能机组为稳态运行的指令。