CN109409758B - 水电站设备健康状态评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水电站设备健康状态评价方法，包括采集关键部件的特征数据，关键部件为影响设备健康状态的设备部件；根据特征数据和预设的规则，判断关键部件的状态；将判断的关键部件状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的对应关键部件状态进行优先级比较，优先级高的作为关键部件的最终状态；所有关键部件状态判断完成后，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态。同时也公开了对应的系统。本发明采集关键部件实时的特征数据，根据特征数据进行实时状态判断，将判断的状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的状态进行比较，选取优先级高的作为关键部件的最终状态，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态，诊断更加精确，实时性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种水电站设备健康状态评价方法及系统，属于水电站设备状态评价领域。
背景技术
水电设备是水电企业生产的基础，随着大型水轮发电机组在整个电力系统中的比重越来越大，单机容量增加，自动化程度不断提高，年平均发电时间延长，检修时间缩短，一方面满足了发电企业提高生产效率、降低生产成本、节约能源等客观需求，社会效益和经济效益都有巨大的进步；另一方面也对水电设备的可用率、机组运行效率、安全性、可靠性与经济性提出了更高的要求，事故停机造成的经济损失可能会更为严重，给水电设备的运行管理带来更多的挑战。水电机组及电气设备在运行中不断受到泥沙磨损、汽蚀破坏、机械磨损及其它机械或电气损伤，导致设备的寿命缩短。电力设备和系统故障后，轻则降低系统生产效率，重则停运，甚至造成灾难性的后果。因此，准确分析和评估水轮发电机组健康状态对电力系统稳定可靠运行具有十分重要的意义。
现有的水电站智能化远程诊断平台可以对设备部件进行状态诊断，诊断的状态为三个等级，即“一级故障”、“二级故障”和“三级故障”，故障处理（维修）的优先级由高到低，当时现有的水电站智能化远程诊断平台存在以下问题：
现有水电站智能化远程诊断平台采集的数据量庞大（基本上设备所有的部件数据均要采集），数据筛选量也很大，无法做到实时判断，因此其诊断存在一定的滞后，即可能存在判断出的当前时刻状态可能是前一时刻的状态，存在一定的诊断误差。
发明内容
本发明提供了一种水电站设备健康状态评价方法及系统，解决了水电站远程诊断平台诊断存在误差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
水电站设备健康状态评价方法，包括以下步骤，
采集关键部件实时的特征数据，关键部件为影响设备健康状态的设备部件；
根据特征数据和预设的规则，判断关键部件的状态；
将判断的关键部件状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的对应关键部件状态进行优先级比较，优先级高的作为关键部件的最终状态；
所有关键部件状态判断完成后，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态。
预设的规则如下，
每个特征数据均设置有一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3；若特征数据符合一级规则，则特征数据为一级数据；若特征数据符合二级规则，则特征数据为二级数据；特征数据符合三级规则，则特征数据为三级数据；若特征参数均不符合上述三级规则，则特征数据为正常数据；一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3均为数据范围，并且无交集；
若所有特征数据均为正常数据，则关键部件为正常状态；
若不小于N个特征数据均为一级数据，则关键部件为一级状态，N大于等于2；
若任意一个特征数据为一级数据，则关键部件为二级状态；
若任意一个特征数据为二级数据或三级数据，则关键部件为三级状态。
一级状态的优先级与一级故障的优先级相同；二级状态的优先级与二级故障的优先级相同；三级状态的优先级与三级故障的优先级相同。
一级状态命名为“危险状态”，二级状态命名为“异常状态”，三级状态命名为“注意状态”。
水电站智能化远程诊断平台的诊断过程为，
若诊断出关键部件的状态存在一级故障，则关键部件状态为一级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障，并且存在二级故障，则关键部件状态为二级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障和二级故障，存在三级故障，并且三级故障出现的频率大于等于设定阈值B，则关键部件状态为二级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障和二级故障，存在三级故障，并且三级故障出现的频率小于设定阈值B，则关键部件状态为三级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障、二级故障和三级故障，则关键部件正常状态。
水电站设备健康状态评价系统，包括，
采集模块：采集关键部件实时的特征数据，关键部件为影响设备健康状态的设备部件；
关键部件状态判断模块：根据特征数据和预设的规则，判断关键部件的状态；
关键部件最终状态判断模块：将判断的关键部件状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的对应关键部件状态进行优先级比较，优先级高的作为关键部件的最终状态；
设备健康状态判断模块：所有关键部件状态判断完成后，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行水电站设备健康状态评价方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行水电站设备健康状态评价方法中的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明采集关键部件实时的特征数据，根据特征数据进行实时状态判断，将判断的状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的状态进行比较，选取优先级高的作为关键部件的最终状态，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态，诊断更加精确，实时性好。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，水电站设备健康状态评价方法，包括以下步骤：
步骤1，采集关键部件实时的特征数据，关键部件为影响设备健康状态的设备部件。
分析设备结构，将影响设备健康状态的设备部件定义为关键部件，在关键部件上设置若干测点，这些测点安装数据采集设备，如传感器等，通过数据采集设备采集各测点的实时数据，因为噪声等原有，采集的数据中可能存在错误的、无用的数据，因此需要对采集后对这些数据进行筛选，筛选后的数据即为关键部件实时的特征数据，这些特征数据足以准确、全面反映设备部件的状态，具体有：水导轴承瓦温、油位、油温、油质、冷却器进水、摆度；主轴密封工作密封；调速系统压油罐、压油泵、漏油泵、集油箱油位；过流部件顶盖水位、顶盖振动、噪声、导叶漏水流量、压力脉动；励磁变压器温度，定子温度、轴电流、定子振动；上导轴承及上机架瓦温、油温、油位、振摆；空冷器冷风温度、热风温度；推力轴承及下机架瓦温、油槽油位、油温、振动等等。
步骤2，根据特征数据和预设的规则，判断关键部件的状态。
预设的规则如下：
每个特征数据均设置有一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3；若特征数据符合一级规则，则特征数据为一级数据；若特征数据符合二级规则，则特征数据为二级数据；特征数据符合三级规则，则特征数据为三级数据；若特征参数均不符合上述三级规则，则特征数据为正常数据；一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3均为数据范围，并且无交集；
若所有特征数据均为正常数据，则关键部件为正常状态；若不小于N个特征数据均为一级数据，则关键部件为一级状态，N大于等于2；若任意一个特征数据为一级数据，则关键部件为二级状态；若任意一个特征数据为二级数据或三级数据，则关键部件为三级状态；
其中，一级状态命名为“危险状态”，一级状态的优先级与一级故障的优先级相同；二级状态命名为“异常状态”，二级状态的优先级与二级故障的优先级相同；三级状态命名为“注意状态”，三级状态的优先级与三级故障的优先级相同。
步骤3，将判断的关键部件状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的对应关键部件状态进行优先级比较，优先级高的作为关键部件的最终状态。
水电站智能化远程诊断平台的诊断过程为：
若诊断出关键部件的状态存在一级故障，则关键部件状态为一级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障，并且存在二级故障，则关键部件状态为二级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障和二级故障，存在三级故障，并且三级故障出现的频率大于等于设定阈值B，则关键部件状态为二级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障和二级故障，存在三级故障，并且三级故障出现的频率小于设定阈值B，则关键部件状态为三级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障、二级故障和三级故障，则关键部件正常状态。
假设步骤2中判断出的关键部件状态为“危险状态”，水电站智能化远程诊断平台诊断为一级故障，则关键部件的最终状态为“危险状态”；若水电站智能化远程诊断平台诊断为二级故障，则关键部件的最终状态为“危险状态”。假设步骤2中判断出的关键部件状态为“异常状态”，水电站智能化远程诊断平台诊断为一级故障，则关键部件的最终状态为“危险状态”；若水电站智能化远程诊断平台诊断为二级故障，则关键部件的最终状态为“异常状态”；依此类推。
这里关键部件最终状态的名称为“危险状态”、“异常状态”、“注意状态”、或“正常状态”，当然也可以用“一级故障”、“二级故障”、“三级故障”或“正常状态”，可根据情况认为定义。
步骤4，所有关键部件状态判断完成后，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态。
假设设备有三个关键部件，三个最终状态分别为“危险状态”、“异常状态”和“注意状态”，那么优先级最高为“危险状态”，那么该设备的健康状态为“危险状态”。假设设备有三个关键部件，三个最终状态分别为“异常状态”、“异常状态”、或“正常状态”，那么优先级最高为“异常状态”，那么该设备的健康状态为“异常状态”。依此类推。
步骤5，自动生成设备健康状态评价报告，该报告分为日报、周报、月报。
上述方法采集关键部件实时的特征数据，根据特征数据进行实时状态判断，由于仅仅采集关键部件实时的特征数据，数据量不大，因此判断结果的实时性较强，将判断的状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的状态进行比较，选取优先级高的作为关键部件的最终状态，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态，诊断更加精确。
水电站设备健康状态评价系统，包括：
采集模块：采集关键部件实时的特征数据，关键部件为影响设备健康状态的设备部件；
关键部件状态判断模块：根据特征数据和预设的规则，判断关键部件的状态；
关键部件最终状态判断模块：将判断的关键部件状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的对应关键部件状态进行优先级比较，优先级高的作为关键部件的最终状态；
设备健康状态判断模块：所有关键部件状态判断完成后，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态。
评价报告生成模块：自动生成设备健康状态评价报告，该报告分为日报、周报、月报，并提供允许用户可对报告进行查看、下载、删除等操作。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行水电站设备健康状态评价方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行水电站设备健康状态评价方法中的指令。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.水电站设备健康状态评价方法，其特征在于：包括以下步骤，
采集关键部件实时的特征数据，关键部件为影响设备健康状态的设备部件；
根据特征数据和预设的规则，判断关键部件的状态；其中，预设的规则为：每个特征数据均设置有一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3；若特征数据符合一级规则，则特征数据为一级数据；若特征数据符合二级规则，则特征数据为二级数据；特征数据符合三级规则，则特征数据为三级数据；若特征参数均不符合上述三级规则，则特征数据为正常数据；一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3均为数据范围，并且无交集；若所有特征数据均为正常数据，则关键部件为正常状态；若不小于N个特征数据均为一级数据，则关键部件为一级状态，N大于等于2；若任意一个特征数据为一级数据，则关键部件为二级状态；若任意一个特征数据为二级数据或三级数据，则关键部件为三级状态；
将判断的关键部件状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的对应关键部件状态进行优先级比较，优先级高的作为关键部件的最终状态；
所有关键部件状态判断完成后，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态。
2.根据权利要求1所述的水电站设备健康状态评价方法，其特征在于：一级状态的优先级与一级故障的优先级相同；二级状态的优先级与二级故障的优先级相同；三级状态的优先级与三级故障的优先级相同。
3.根据权利要求1所述的水电站设备健康状态评价方法，其特征在于：一级状态命名为“危险状态”，二级状态命名为“异常状态”，三级状态命名为“注意状态”。
4.根据权利要求1所述的水电站设备健康状态评价方法，其特征在于：水电站智能化远程诊断平台的诊断过程为，
若诊断出关键部件的状态存在一级故障，则关键部件状态为一级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障，并且存在二级故障，则关键部件状态为二级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障和二级故障，存在三级故障，并且三级故障出现的频率大于等于设定阈值B，则关键部件状态为二级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障和二级故障，存在三级故障，并且三级故障出现的频率小于设定阈值B，则关键部件状态为三级故障；
若诊断出关键部件的状态不存在一级故障、二级故障和三级故障，则关键部件正常状态。
5.水电站设备健康状态评价系统，其特征在于：包括，
采集模块：采集关键部件实时的特征数据，关键部件为影响设备健康状态的设备部件；
关键部件状态判断模块：根据特征数据和预设的规则，判断关键部件的状态；其中，预设的规则为：每个特征数据均设置有一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3；若特征数据符合一级规则，则特征数据为一级数据；若特征数据符合二级规则，则特征数据为二级数据；特征数据符合三级规则，则特征数据为三级数据；若特征参数均不符合上述三级规则，则特征数据为正常数据；一级规则A1、二级规则A2和三级规则A3均为数据范围，并且无交集；若所有特征数据均为正常数据，则关键部件为正常状态；若不小于N个特征数据均为一级数据，则关键部件为一级状态，N大于等于2；若任意一个特征数据为一级数据，则关键部件为二级状态；若任意一个特征数据为二级数据或三级数据，则关键部件为三级状态；
关键部件最终状态判断模块：将判断的关键部件状态与水电站智能化远程诊断平台诊断的对应关键部件状态进行优先级比较，优先级高的作为关键部件的最终状态；
设备健康状态判断模块：所有关键部件状态判断完成后，优先级最高的关键部件状态作为设备的健康状态。
6.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。
7.一种计算设备，其特征在于：包括，
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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