CN113178055A - 一种基于远程集控的电厂维护报警方法 - Google Patents

一种基于远程集控的电厂维护报警方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于远程集控的电厂维护报警方法，包括，采集电厂维护设备中目标信号设备的设备报警信息；基于所述报警信息，利用机器学习算法进行维护状态计算；根据计算结果，匹配所述报警信息对应的设备故障信息；若匹配符合，则通过电厂维护系统进行报警提示。本发明能够实现在水电厂无人值班的情况下依然能安全运行，提高远程监控及电厂设备维护的实时性、效率性和安全性。

Description

一种基于远程集控的电厂维护报警方法
技术领域
本发明涉及电厂维护报警的技术领域，尤其涉及一种基于远程集控的电厂维护报警方法。
背景技术
我国电厂管理至今还存在着用人多、效率低的落后局面，随着国家电力工业的发展，对电厂设备安全运行和自动化水平提出了越来越高的要求，为响应国家政策及社会需求，水电厂的管理方式逐步过渡到无人值班、少人值守的方式。
电厂220KV出线设备是重要的组网设备，对安全系数要求高，220KV出线设备若发生过热故障，会导致功能运行不正常，甚至有造成火灾的风险，因此对出现设备温度监控是十分必要的。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明提供了一种基于远程集控的电厂维护报警方法，能够解决当前电厂设备维护无法实现无人值班实时监控的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，采集电厂维护设备中目标信号设备的设备报警信息；基于所述报警信息，利用机器学习算法进行维护状态计算；根据计算结果，匹配所述报警信息对应的设备故障信息；若匹配符合，则通过电厂维护系统进行报警提示。
作为本发明所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的一种优选方案，其中：所述设备报警信息包括，电压数据、电流数据、设备状态数据和设备坐标数据。
作为本发明所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的一种优选方案，其中：所述采集包括，利用安全二区的红外可见光双摄像系统采集所述设备报警信息；所述红外可见光双摄像系统包括，红外可见光摄像机组、云台、电源、护罩、支架组成、光端机和数据服务器；其中，所述红外可见光摄像机组还包括两种摄像镜头，红外摄像镜头接收设备红外温度图像，可见光摄像头接收设备可见光图像，所述两种摄像头平行紧靠放置于云台上。
作为本发明所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的一种优选方案，其中：利用所述机器学习算法构建计算模型，包括，所述计算模型中的控制策略的实现公式如下：
ω＝ω0+ωsyn＝ω0+Hdc(udc-udc0)
其中，ω0为电网角速度基准值，ωsyn为控制输出状态补偿角，ω为实际变流器输出角速度，Hdc为电压环控制传递函数，udc和udc0分别为直流母线电容电压实际值与给定值，以上控制变量均为标幺值。
作为本发明所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的一种优选方案，其中：所述匹配包括，所述计算模型利用关联分析策略，确定所述电厂设备中各信号设备的所述设备报警信息与设备故障信息之间的关联关系。
作为本发明所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的一种优选方案，其中：还包括，将任一信号设备对应的初步关联关系中涉及的信号设备的内部变量作为影响参数；确定所述影响参数变化时各个信号设备的所述设备报警信息；若变化范围在阈值范围内，则对所述影响参数进行数据清洗。
作为本发明所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的一种优选方案，其中：所述关联分析策略包括，查找所述目标信号设备在近一年不同工况下的历史值标准差，通过计算获得期望值、最大值、最小值、标准差，以所述期望值与正负3个标准差之和为上下界，绘制成预测过程线；查找分析点所在工况，根据所述工况到所述预测过程线中查找所述分析点的范围，是否在历史值的最大值、最小值范围内，是否在预测过程线的范围内，若超过范围，则进行趋势预警。
作为本发明所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的一种优选方案，其中：包括，根据预先设置的报警方式、限值进行实时报警，所述报警方式包括，画面、音响、话音、E-Mail和短信报警。
本发明的有益效果：本发明能够实现在水电厂无人值班的情况下依然能安全运行，提高远程监控及电厂设备维护的实时性、效率性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明第一个实施例所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的流程示意图；
图2为本发明第二个实施例所述的基于远程集控的电厂维护报警方法的性能曲线对比示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1，为本发明的第一个实施例，提供了一种基于远程集控的电厂维护报警方法，包括：
S1：采集电厂维护设备中目标信号设备的设备报警信息。其中需要说明的是，采集包括：
利用安全二区的红外可见光双摄像系统采集设备报警信息；
红外可见光双摄像系统包括，红外可见光摄像机组、云台、电源、护罩、支架组成、光端机和数据服务器；
其中，红外可见光摄像机组还包括两种摄像镜头，红外摄像镜头接收设备红外温度图像，可见光摄像头接收设备可见光图像，两种摄像头平行紧靠放置于云台上；
设备报警信息包括，电压数据、电流数据、设备状态数据和设备坐标数据。
S2：基于报警信息，利用机器学习算法进行维护状态计算。本步骤需要说明的是，利用机器学习算法构建计算模型，包括：
计算模型中的控制策略的实现公式如下：
ω＝ω0+ωsyn＝ω0+Hdc(udc-udc0)
其中，ω0为电网角速度基准值，ωsyn为控制输出状态补偿角，ω为实际变流器输出角速度，Hdc为电压环控制传递函数，udc和udc0分别为直流母线电容电压实际值与给定值，以上控制变量均为标幺值。
S3：根据计算结果，匹配报警信息对应的设备故障信息。其中还需要说明的是，匹配包括：
计算模型利用关联分析策略，确定电厂设备中各信号设备的设备报警信息与设备故障信息之间的关联关系；
将任一信号设备对应的初步关联关系中涉及的信号设备的内部变量作为影响参数；
确定影响参数变化时各个信号设备的设备报警信息；
若变化范围在阈值范围内，则对影响参数进行数据清洗。
进一步的，关联分析策略包括：
查找目标信号设备在近一年不同工况下的历史值标准差，通过计算获得期望值、最大值、最小值、标准差，以期望值与正负3个标准差之和为上下界，绘制成预测过程线；
查找分析点所在工况，根据工况到预测过程线中查找分析点的范围，是否在历史值的最大值、最小值范围内，是否在预测过程线的范围内，若超过范围，则进行趋势预警。
S4：若匹配符合，则通过电厂维护系统进行报警提示。本步骤还需要说明的是：
根据预先设置的报警方式、限值进行实时报警，报警方式包括，画面、音响、话音、E-Mail和短信报警。
实施例2
参照图2，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种基于远程集控的电厂维护报警方法的实验测试，具体包括：
为了对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以传统的监测系统预警方法与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，验证本发明方法所具有的真实效果。
传统的监测系统预警方法无法实现无人值班，对于电厂设备维护的发展具有一定的局限性，为验证本发明方法相对于传统方法具有较好的无人值班安全性、效率性和实时性，本实施例中将采用传统的监测系统预警方法和本发明方法分别对仿真平台的电厂设备进行实时测试对比。
测试环境：将电厂设备参数输入至仿真平台模拟运行，采用红外可见光双摄像系统采集的历史运维信息作为测试样本，分别利用传统方法的人工检测操作进行维护报警测试并获得测试结果数据；采用本发明方法，则开启自动化测试设备并运用MATLB完成本发明方法的仿真测试，根据实验结果得到仿真数据，每种方法各测试100组数据，计算获得每组数据的时间，与仿真模拟输入的实际预测值进行误差对比计算。
参照图2，实线为本发明方法输出的曲线，虚线为传统方法输出的曲线，根据图2的示意，能够直观的看出，实线与虚线随着时间的增加，呈现不同的走势，实线相较于虚线，在前期一直呈稳定的上升趋势，虽然后期有所下滑，但是波动不大，且一直在虚线的上方，并保持一定的距离，而虚线则呈现较大的波动趋势，不稳定，由此，实线的效率性能一直大于虚线，即验证了本发明方法所具有的真实效果。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：包括，
采集电厂维护设备中目标信号设备的设备报警信息；
基于所述报警信息，利用机器学习算法进行维护状态计算；
根据计算结果，匹配所述报警信息对应的设备故障信息；
若匹配符合，则通过电厂维护系统进行报警提示。
2.根据权利要求1所述的基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：所述设备报警信息包括，电压数据、电流数据、设备状态数据和设备坐标数据。
3.根据权利要求1或2所述的基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：所述采集包括，
利用安全二区的红外可见光双摄像系统采集所述设备报警信息；
所述红外可见光双摄像系统包括，红外可见光摄像机组、云台、电源、护罩、支架组成、光端机和数据服务器；
其中，所述红外可见光摄像机组还包括两种摄像镜头，红外摄像镜头接收设备红外温度图像，可见光摄像头接收设备可见光图像，所述两种摄像头平行紧靠放置于云台上。
4.根据权利要求3所述的基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：利用所述机器学习算法构建计算模型，包括，
所述计算模型中的控制策略的实现公式如下：
ω＝ω0+ωsyn＝ω0+Hdc(udc-udc0)
其中，ω0为电网角速度基准值，ωsyn为控制输出状态补偿角，ω为实际变流器输出角速度，Hdc为电压环控制传递函数，udc和udc0分别为直流母线电容电压实际值与给定值，以上控制变量均为标幺值。
5.根据权利要求4所述的基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：所述匹配包括，所述计算模型利用关联分析策略，确定所述电厂设备中各信号设备的所述设备报警信息与设备故障信息之间的关联关系。
6.根据权利要求5所述的基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：还包括，
将任一信号设备对应的初步关联关系中涉及的信号设备的内部变量作为影响参数；
确定所述影响参数变化时各个信号设备的所述设备报警信息；
若变化范围在阈值范围内，则对所述影响参数进行数据清洗。
7.根据权利要求6所述的基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：所述关联分析策略包括，
查找所述目标信号设备在近一年不同工况下的历史值标准差，通过计算获得期望值、最大值、最小值、标准差，以所述期望值与正负3个标准差之和为上下界，绘制成预测过程线；
查找分析点所在工况，根据所述工况到所述预测过程线中查找所述分析点的范围，是否在历史值的最大值、最小值范围内，是否在预测过程线的范围内，若超过范围，则进行趋势预警。
8.根据权利要求7所述的基于远程集控的电厂维护报警方法，其特征在于：包括，根据预先设置的报警方式、限值进行实时报警，所述报警方式包括，画面、音响、话音、E-Mail和短信报警。
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