CN111948534B - 发电机状态预警方法及系统 - Google Patents

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CN111948534B CN202010757118.4A CN202010757118A CN111948534B CN 111948534 B CN111948534 B CN 111948534B CN 202010757118 A CN202010757118 A CN 202010757118A CN 111948534 B CN111948534 B CN 111948534B
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Abstract

本发明提供一种发电机状态预警方法及系统。该发电机状态预警方法包括：根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值；根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息。本发明可以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。

Description

发电机状态预警方法及系统
技术领域
本发明涉及发电机故障预警技术领域，具体地，涉及一种发电机状态预警方法及系统。
背景技术
大型发电机是电力系统中的关键主设备之一，不论从装机容量看，还是从实际发电量角度看，都在电能生产环节中占据绝对优势，其安全可靠运行是整个电能供应体系的基石。近年来，大型发电机呈现出更大容量，更高电压的发展形势，同时也越来越频繁的参与到系统调频、调峰和调相的工作中来，对机组安全稳定运行提出了更高地要求。
发电机是一个复杂的多物理系统，同时涉及电气、机械、热和化学等物理量，对机组运行中的上述物理量的状态进行实时监测，是保障机组安全稳定运行的基本举措。现阶段，状态监测信息的使用基本仍采用简单的固定阈值判断方式。阈值的取值，或由专家经验提供，或由制造厂家提供，在一定程度上确定了机组的正常工作范围。不过，这种方式还存在一定的不足。一方面，当机组的状态量达到阈值时，表明机组已进入一个较危险的运行区间，而不能在机组向较危险运行区间发展时及早发出预警的功能，可能会错失解决机组轻微缺陷的时机；另一方面，上述阈值在同类型机组上设定是一致固定的，既无法考虑本台机组自身的一些特殊性和运行特点，也无法根据运行工况进行实时调整。
目前，已有的主动预警应用也只是基于预设的固定阈值的方案，无法根据发电机特性和运行工况进行阈值的动态调整，进而无法在发电机存在轻微缺陷时主动发出预警。此外，现有技术也未针对发电机各状态量的相互耦合关系加以考虑，对每一个状态量都只是进行单独的分析和判断，而没有进行多个状态量的综合分析处理。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种发电机状态预警方法及系统，以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种发电机状态预警方法，包括：
根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；
根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值；
根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；
判断当前时刻的目标状态实际值是否位于安全工作区间；
当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息。
本发明实施例还提供一种发电机状态预警系统，包括：
当前估算值单元，用于根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；
历史估算值单元，用于根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值；
安全工作区间单元，用于根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；
判断单元，用于判断当前时刻的目标状态实际值是否位于安全工作区间；
报警单元，用于当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述的发电机状态预警方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的发电机状态预警方法的步骤。
本发明实施例的发电机状态预警方法及系统先确定当前时刻的目标状态估算值和历史目标状态估算值，再根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间，当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息，可以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中发电机状态预警方法的流程图；
图2是本发明实施例中发电机状态预警系统的结构框图；
图3是本发明实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
鉴于现有技术无法在发电机存在轻微缺陷时主动发出预警，本发明实施例提供一种发电机状态预警方法，以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。以下结合附图对本发明进行详细说明。
发电机的状态量涉及电、热和机械等多个维度，不同维度的状态量达到稳定的时间常数有所差异，一般而言，电气类状态量最快，机械类状态量次之，热类状态量最慢。本发明考虑发电机已观测到的全部状态量，因而历史数据的获取时间范围以热类状态量的时间常数为参考。根据该原则，设历史数据获取时间范围为2T。所取的历史数据应为机组正常运行数据，可通过专家及运维人员对数据判断后加以确认。
图1是本发明实施例中发电机状态预警方法的流程图。如图1所示，发电机状态预警方法包括：
S101：根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值。
具体实施时，可以通过如下方式确定当前时刻的目标状态估算值：
Figure BDA0002611932750000041
其中，T为历史数据获取时间范围2T的一半，M为状态量的数量，
Figure BDA0002611932750000042
为第一特征值，
Figure BDA0002611932750000043
为当前时刻的目标相关状态估算值，
Figure BDA0002611932750000044
为第二特征值，
Figure BDA0002611932750000045
为当前时刻的目标相关变化量状态估算值，
Figure BDA0002611932750000046
为第i个状态在当前时刻(τ时刻)的估算值(当前时刻的目标状态估算值)。
S102：根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值。
具体实施时，可以通过如下方式确定历史目标状态估算值：
Figure BDA0002611932750000047
其中，t"∈[T+1,2T]，相关状态参数包括相关状态斜率和相关状态截距，相关状态变化量参数包括相关状态变化量斜率和相关状态变化量截距，ai,j,0为相关状态斜率，bi,j,0为相关状态截距，ai,j,Δt为相关状态变化量斜率，bi,j,Δt为相关状态变化量截距，
Figure BDA0002611932750000048
为t"时刻的第j个状态量(第二时刻的非目标状态历史值)，
Figure BDA0002611932750000049
为t"-Δt时刻的第j个状态量(第一时刻的非目标状态历史值)，
Figure BDA00026119327500000410
为t"-Δt时刻的第i个状态量(第一时刻的目标状态历史值)，
Figure BDA00026119327500000411
为t"时刻的第i个状态估算值(历史目标状态估算值)，
Figure BDA00026119327500000412
是利用[1,2T]时间范围内的第j状态量对[T+1,2T]时间范围内的第i状态量在进行估算得到的。
S103：根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间。
一实施例中，S103包括：
根据历史目标状态估算值和第二时刻的目标状态历史值确定历史标准差。
具体实施时，可以通过如下方式确定历史标准差：
Figure BDA00026119327500000413
其中，
Figure BDA00026119327500000414
为第i个状态的历史标准差，
Figure BDA00026119327500000415
为t"时刻的第i个状态量(第二时刻的目标状态历史值)。
根据历史标准差和当前时刻的目标状态量估算值确定安全工作区间。
具体实施时，可以通过如下方式确定安全工作区间：
Figure BDA0002611932750000051
其中，
Figure BDA0002611932750000052
为第i状态在τ时刻(当前时刻)的安全工作区间下限，
Figure BDA0002611932750000053
第i状态在τ时刻(当前时刻)的安全工作区间上限。当通过一元线性回归估算得到的状态量符合正态分布时，落入
Figure BDA0002611932750000054
的置信度为95％。
S104：判断当前时刻的目标状态实际值是否位于安全工作区间。
S105：当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息。
一实施例中，还包括：当当前时刻的目标状态实际值(第i个状态在当前时刻(τ时刻)的实际值)xi(τ)超过传统意义下的固定安全限值时，发出报警信息；或，当当前时刻的目标状态实际值xi(τ)与当前时刻的目标状态估算值
Figure BDA0002611932750000055
的差值的绝对值
Figure BDA0002611932750000056
有明显增大的趋势时，发出报警信息。因此，本发明在满足上述任一个报警条件时发出报警信息，报警信息包括报警条件，提醒运维人员对对应状态量的相关部件加强巡视并进行重点检查。
图1所示的发电机状态预警方法的执行主体可以为计算机。由图1所示的流程可知，本发明实施例的发电机状态预警方法及系统先确定当前时刻的目标状态估算值和历史目标状态估算值，再根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间，当目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息，可以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。
另外，本发明也可以采用分类算法或向量机算法为核心的技术来实现预警，但以往的技术主要针对某类故障进行判断而没有针对所监测的各个状态量进行判断，因而监测和判断不够细致和全面。以往的技术主要利用既有经验，选择相关的状态量对故障进行判断，而本发明是对所有状态量进行相关分析后，选择相关性强的状态量进行分析处理和判断，因而可以发现潜在的、未知的信息。以往的技术主要是判断某类故障是否存在，而未给出一个正常工作区间，因而本发明可以更早的发现潜在的故障缺陷，降低缺陷故障所带来的损失。
一实施例中，还包括：
1、根据目标状态历史值和非目标状态历史值确定第一相关系数和相关状态参数。
其中，相关状态参数包括相关状态斜率和相关状态截距。
具体实施时，根据第i个状态量(目标状态历史值)
Figure BDA0002611932750000061
和第j个状态量(非目标状态历史值)
Figure BDA0002611932750000062
做一元线性回归，即可得到第j个状态量为自变量，第i个状态量为因变量的相关状态斜率ai,j,0、第j个状态量为自变量，第i个状态量为因变量的相关状态截距bi,j,0和第j个状态量为自变量，第i个状态量为因变量的相关系数(第一相关系数)ri,j,0，M为状态量的数量。该一元线性回归方程如下：
Figure BDA0002611932750000063
其中，
Figure BDA0002611932750000064
为在一元线性回归方程中用第j个状态量对第i个状态量做回归时的因变量(目标相关状态估算值)。
2、根据当前时刻的非目标状态实际值和相关状态参数确定当前时刻的目标相关状态估算值。
一实施例中，可以通过如下公式确定当前时刻的目标相关状态估算值：
Figure BDA0002611932750000065
其中，
Figure BDA0002611932750000066
为当前时刻(τ时刻)基于第j个状态量估算第i个状态量的估算值(当前时刻的目标相关状态估算值)，xj(τ)为当前时刻(τ时刻)的第j个状态量(当前时刻的非目标状态实际值)。
3、根据第一相关系数确定第一特征值。
具体实施时，考虑仅保留相关性显著的估算结果，可以通过如下方式确定第一特征值：
Figure BDA0002611932750000067
其中，
Figure BDA0002611932750000068
是第j个状态量为自变量，第i个状态量为因变量的第一特征值。
一实施例中，还包括：
1、根据目标状态历史变化量和非目标状态历史变化量确定第二相关系数和相关状态变化量参数。
其中，相关状态变化量参数包括相关状态变化量斜率和相关状态变化量截距。
Figure BDA0002611932750000069
Figure BDA00026119327500000610
Figure BDA00026119327500000611
为第i个状态量在t'时刻的历史值，
Figure BDA00026119327500000612
为第i个状态量在t'+Δt时刻的历史值，zi,t',Δt为第i个状态量在t'时刻、Δt时间间隔的历史变化量(目标状态历史变化量)。
Figure BDA00026119327500000613
为第j个状态量在t'时刻的历史值，
Figure BDA0002611932750000071
为第j个状态量在t'+Δt时刻的历史值，zj,t',Δt为第j个状态量在t'时刻、Δt时间间隔的历史变化量(非目标状态历史变化量)。
根据第i个状态量在Δt时间间隔的历史变化量(目标状态历史变化量)zi,Δt和第j个状态量在Δt时间间隔的历史变化量(非目标状态历史变化量)zj,Δt做一元线性回归，即可得到第j个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为自变量，第i个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为因变量的相关状态变化量斜率ai,j,Δt、第j个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为自变量，第i个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为因变量的相关状态变化量截距bi,j,Δt和第j个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为自变量，第i个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为因变量的相关系数(第二相关系数)ri,j,Δt。该一元线性回归方程如下：
Figure BDA0002611932750000072
其中，
Figure BDA0002611932750000073
为在一元线性回归方程中用第j个状态量在Δt时间间隔的历史变化量对第i个状态量在Δt时间间隔的历史变化量做回归时的因变量(目标相关变化量状态估算值)。
2、根据当前时刻的非目标状态实际变化量和相关状态变化量参数确定当前时刻的目标相关变化量状态估算值。
一实施例中，可以通过如下公式确定当前时刻的目标相关变化量状态估算值：
Figure BDA0002611932750000074
其中，
Figure BDA0002611932750000075
为当前时刻(τ时刻)基于第j个状态量在Δt时间间隔的历史变化量估算第i个状态量在Δt时间间隔的历史变化量的估算值(当前时刻的目标相关变化量状态估算值)，xj(τ-Δt)为τ-Δt时刻的第j个状态量，xi(τ-Δt)为τ-Δt时刻的第i个状态量(目标状态变化量基础值)，[xj(τ)-xj(τ-Δt)]为当前时刻的非目标状态实际变化量。
3、根据第二相关系数确定第二特征值。
具体实施时，考虑仅保留相关性显著的估算结果，可以通过如下方式确定第二特征值：
Figure BDA0002611932750000076
其中，
Figure BDA0002611932750000077
为第j个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为自变量，第i个状态量在Δt时间间隔的历史变化量为因变量的第二特征值。
本发明的具体流程如下：
1、根据目标状态历史值和非目标状态历史值确定第一相关系数和相关状态参数。
2、根据当前时刻的非目标状态实际值和相关状态参数确定当前时刻的目标相关状态估算值。
3、根据第一相关系数确定第一特征值。
4、根据目标状态历史变化量和非目标状态历史变化量确定第二相关系数和相关状态变化量参数。
5、根据当前时刻的非目标状态实际变化量、目标状态变化量基础值和相关状态变化量参数确定当前时刻的目标相关变化量状态估算值。
6、根据第二相关系数确定第二特征值。
7、根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值。
8、根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值。
9、根据历史目标状态估算值和第二时刻的目标状态历史值确定历史标准差。
10、根据历史标准差和当前时刻的目标状态量估算值确定安全工作区间。
11、当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息；或，当当前时刻的目标状态实际值不在传统意义下的工作区间时，发出报警信息；或，当当前时刻的目标状态实际值与当前时刻的目标状态估算值的差值的绝对值有明显增大的趋势时，发出报警信息。
综上，本发明在对发电机的全部状态量进行以一元线性回归和相关分析为基础的数据挖掘和分析后，估算得到发电机全部状态量的正常工作点和正常工作区间，并基于正常工作区间和以往既有的各种限制值主动发出报警信息，实现发电机运行状态的主动预警，减少发电机故障缺陷所带来的经济损失和社会损失。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种发电机状态预警系统，由于该系统解决问题的原理与发电机状态预警方法相似，因此该系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图2是本发明实施例中发电机状态预警系统的结构框图。如图2所示，发电机状态预警系统包括：
当前估算值单元，用于根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；
历史估算值单元，用于根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值；
安全工作区间单元，用于根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；
判断单元，用于判断当前时刻的目标状态实际值是否位于安全工作区间；
报警单元，用于当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息。
在其中一种实施例中，还包括：
第一确定单元，用于根据目标状态历史值和非目标状态历史值确定第一相关系数和相关状态参数；
第二确定单元，根据当前时刻的非目标状态实际值和相关状态参数确定当前时刻的目标相关状态估算值；
第三确定单元，根据第一相关系数确定第一特征值。
在其中一种实施例中，还包括：
第四确定单元，用于根据目标状态历史变化量和非目标状态历史变化量确定第二相关系数和相关状态变化量参数；
第五确定单元，用于根据当前时刻的非目标状态实际变化量、目标状态变化量基础值和相关状态变化量参数确定当前时刻的目标相关变化量状态估算值；
第六确定单元，用于根据第二相关系数确定第二特征值。
在其中一种实施例中，安全工作区间单元具体用于：
根据历史目标状态估算值和第二时刻的目标状态历史值确定历史标准差；
根据历史标准差和当前时刻的目标状态量估算值确定安全工作区间。
在实际应用中，发电机状态预警系统包括：电厂既有的传感器、与电厂既有信息平台的接口、数据存储单元、历史数据处理单元、实时数据处理单元和处理结果呈现单元。
发电机既有传感器即在发电机上安装并已经投入使用的各类传感器，本发明不需要额外添加其他传感器。
发电机既有传感器的数据信息传送至电厂既有的信息平台，通过电厂既有信息平台的接口，将数据信息传送至数据存储单元。
数据存储单元用于存储电厂既有的信息平台传递的数据信息，传递数据信息至历史数据处理单元和实时数据处理单元。
历史数据处理单元包括当前估算值单元、历史估算值单元，第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元、第四确定单元、第五确定单元和第六确定单元，用于手动或定时根据历史数据得到用于估算各状态量正常工作点的一元线性回归系数。
实时数据处理单元包括安全工作区间单元、判断单元和报警单元，用于根据历史数据处理单元得到的多组一元线性回归结果，以及状态量的实际值，实时得到各状态量的正常工作点的估算值，进而得到各状态量的安全工作区间。再基于状态量的实际值及其安全工作区间，按主动预警的三项报警条件判断是否发出预警。
处理结果呈现单元根据用户选择，呈现状态量的实际值、历史值，正常工作点的估算值和安全工作区间；根据主动预警算法，呈现报警状态量及报警原因。
综上，本发明实施例的发电机状态预警系统先确定当前时刻的目标状态估算值和历史目标状态估算值，再根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间，当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息，可以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。
本发明实施例还提供能够实现上述实施例中的发电机状态预警方法中全部步骤的一种计算机设备的具体实施方式。图3是本发明实施例中计算机设备的结构框图，参见图3，所述计算机设备具体包括如下内容：
处理器(processor)301和存储器(memory)302。
所述处理器301用于调用所述存储器302中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的发电机状态预警方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；
根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值；
根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；
判断当前时刻的目标状态实际值是否位于安全工作区间；
当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息。
综上，本发明实施例的计算机设备先确定当前时刻的目标状态估算值和历史目标状态估算值，再根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间，当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息，可以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。
本发明实施例还提供能够实现上述实施例中的发电机状态预警方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的发电机状态预警方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；
根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、第一特征值和第二特征值确定历史目标状态估算值；
根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；
判断当前时刻的目标状态实际值是否位于安全工作区间；
当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息。
综上，本发明实施例的计算机可读存储介质先确定当前时刻的目标状态估算值和历史目标状态估算值，再根据历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间，当当前时刻的目标状态实际值不在安全工作区间时，发出报警信息，可以及时发现发电机潜在的故障缺陷，减少经济损失和社会损失。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元，或装置都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

Claims (8)

1.一种发电机状态预警方法，其特征在于，包括：
根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；
根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、所述第一特征值和所述第二特征值确定历史目标状态估算值；
根据所述历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和所述当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；
判断当前时刻的目标状态实际值是否位于所述安全工作区间；
当所述当前时刻的目标状态实际值不在所述安全工作区间时，发出报警信息；
通过如下公式确定当前时刻的目标状态估算值：
Figure FDA0004154413560000011
其中，T为历史数据获取时间范围2T的一半，M为状态量的数量，
Figure FDA0004154413560000012
为第一特征值，
Figure FDA0004154413560000013
为当前时刻的目标相关状态估算值，
Figure FDA0004154413560000014
为第二特征值，
Figure FDA0004154413560000015
为当前时刻的目标相关变化量状态估算值，
Figure FDA0004154413560000016
为当前时刻的目标状态估算值；
通过如下公式确定历史目标状态估算值：
Figure FDA0004154413560000017
其中，t"∈[T+1,2T]，相关状态参数包括相关状态斜率和相关状态截距，相关状态变化量参数包括相关状态变化量斜率和相关状态变化量截距，ai,j,0为相关状态斜率，bi,j,0为相关状态截距，ai,j,Δt为相关状态变化量斜率，bi,j,Δt为相关状态变化量截距，
Figure FDA0004154413560000018
为第二时刻的非目标状态历史值，
Figure FDA0004154413560000019
为第一时刻的非目标状态历史值，
Figure FDA00041544135600000110
为第一时刻的目标状态历史值，
Figure FDA00041544135600000111
为历史目标状态估算值；
根据所述历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和所述当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间包括：
根据所述历史目标状态估算值和所述第二时刻的目标状态历史值确定历史标准差；
根据所述历史标准差和所述当前时刻的目标状态量估算值确定安全工作区间。
2.根据权利要求1所述的发电机状态预警方法，其特征在于，还包括：
根据目标状态历史值和非目标状态历史值确定第一相关系数和所述相关状态参数；
根据当前时刻的非目标状态实际值和所述相关状态参数确定所述当前时刻的目标相关状态估算值；
根据所述第一相关系数确定所述第一特征值；
通过如下方式确定第一特征值：
Figure FDA0004154413560000021
其中，
Figure FDA0004154413560000022
是第一特征值，ri,j,0是第一相关系数。
3.根据权利要求1所述的发电机状态预警方法，其特征在于，还包括：
根据目标状态历史变化量和非目标状态历史变化量确定第二相关系数和所述相关状态变化量参数；
根据当前时刻的非目标状态实际变化量、目标状态变化量基础值和所述相关状态变化量参数确定所述当前时刻的目标相关变化量状态估算值；
根据所述第二相关系数确定所述第二特征值；
通过如下方式确定第二特征值：
Figure FDA0004154413560000023
其中，
Figure FDA0004154413560000024
是第二特征值，ri,j,Δt是第二相关系数。
4.一种发电机状态预警系统，其特征在于，包括：
当前估算值单元，用于根据第一特征值、第二特征值、当前时刻的目标相关状态估算值和当前时刻的目标相关变化量状态估算值确定当前时刻的目标状态估算值；
历史估算值单元，用于根据第一时刻的非目标状态历史值、第二时刻的非目标状态历史值、第一时刻的目标状态历史值、相关状态参数、相关状态变化量参数、所述第一特征值和所述第二特征值确定历史目标状态估算值；
安全工作区间单元，用于根据所述历史目标状态估算值、第二时刻的目标状态历史值和所述当前时刻的目标状态估算值确定安全工作区间；
判断单元，用于判断当前时刻的目标状态实际值是否位于所述安全工作区间；
报警单元，用于当所述当前时刻的目标状态实际值不在所述安全工作区间时，发出报警信息；
所述当前估算值单元具体用于：
通过如下公式确定当前时刻的目标状态估算值：
Figure FDA0004154413560000031
其中，T为历史数据获取时间范围2T的一半，M为状态量的数量，
Figure FDA0004154413560000032
为第一特征值，
Figure FDA0004154413560000033
为当前时刻的目标相关状态估算值，
Figure FDA0004154413560000034
为第二特征值，
Figure FDA0004154413560000035
为当前时刻的目标相关变化量状态估算值，
Figure FDA0004154413560000036
为当前时刻的目标状态估算值；
所述历史估算值单元具体用于：
通过如下公式确定历史目标状态估算值：
Figure FDA0004154413560000037
其中，t"∈[T+1,2T]，相关状态参数包括相关状态斜率和相关状态截距，相关状态变化量参数包括相关状态变化量斜率和相关状态变化量截距，ai,j,0为相关状态斜率，bi,j,0为相关状态截距，ai,j,Δt为相关状态变化量斜率，bi,j,Δt为相关状态变化量截距，
Figure FDA0004154413560000038
为第二时刻的非目标状态历史值，
Figure FDA0004154413560000039
为第一时刻的非目标状态历史值，
Figure FDA00041544135600000310
为第一时刻的目标状态历史值，
Figure FDA00041544135600000311
为历史目标状态估算值；
所述安全工作区间单元具体用于：
根据所述历史目标状态估算值和所述第二时刻的目标状态历史值确定历史标准差；
根据所述历史标准差和所述当前时刻的目标状态量估算值确定安全工作区间。
5.根据权利要求4所述的发电机状态预警系统，其特征在于，还包括：
第一确定单元，用于根据所述目标状态历史值和非目标状态历史值确定第一相关系数和所述相关状态参数；
第二确定单元，根据当前时刻的非目标状态实际值和所述相关状态参数确定所述当前时刻的目标相关状态估算值；
第三确定单元，根据所述第一相关系数确定所述第一特征值；
所述第三确定单元具体用于：
通过如下方式确定第一特征值：
Figure FDA0004154413560000041
其中，
Figure FDA0004154413560000042
是第一特征值，ri,j,0是第一相关系数。
6.根据权利要求4所述的发电机状态预警系统，其特征在于，还包括：
第四确定单元，用于根据目标状态历史变化量和非目标状态历史变化量确定第二相关系数和所述相关状态变化量参数；
第五确定单元，用于根据当前时刻的非目标状态实际变化量、目标状态变化量基础值和所述相关状态变化量参数确定所述当前时刻的目标相关变化量状态估算值；
第六确定单元，用于根据所述第二相关系数确定所述第二特征值；
所述第六确定单元具体用于：
通过如下方式确定第二特征值：
Figure FDA0004154413560000043
其中，
Figure FDA0004154413560000044
是第二特征值，ri,j,Δt是第二相关系数。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3任一项所述的发电机状态预警方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述的发电机状态预警方法的步骤。
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