CN114019924A - 一种用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法 - Google Patents

一种用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智慧监盘报警系统技术领域,且公开了一种用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法,包括主动监盘层、智慧报警层、故障识别层和操作指导层,所述主动监盘层与智慧报警层单向连接,所述智慧报警层与故障识别层单向连接,所述故障识别层与操作指导层单向连接,所述主动监盘层采用控制安全区的数据平台为支撑,向上与智慧电厂大数据平台进行单向隔离输出,向下关联基于DCS系统的自动巡航、APS、ABS应用和基于分布式智能控制器的优化控制模块,为运行监盘人员提供智慧化交互接口。该用于火电厂智慧监盘报警系统,指导并智能监护监盘人员正确、安全的完成各项运行操作内容,提高集控运行工作效率,有效降低运行人员工作量。

Description

一种用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及智慧监盘报警系统技术领域,具体为一种用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法。
背景技术
智慧监盘属于智慧电厂总中的智慧运行范畴。智慧运行是利用大数据、人工智能与机器人等先进技术,实现电力生产全过程的运行智慧化,使发电机组能自适应工况(煤质、网调负荷、环境温度、设备状况等)变化,实现安全、环保、节能、灵活运行。
现有技术中,电厂监控系统随着接入系统增加,报警信息量大,存在大量过程无效报警,报警缺乏关联分析,无法提前预警,导致值班人员监盘任务繁重,无法抓住最重要的事件,遗漏报警的风险较高,直接影响集控设备的安全运行。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法,具备降低运行人员工作量和智慧报警的优点,解决了现有技术中,电厂监控系统的报警信息量大导致值班人员监盘任务繁重,以及遗漏报警的风险较高,影响集控设备安全运行的问题。
为实现上述降低运行人员工作量和智慧报警的目的,本发明提供如下技术方案:
一种用于火电厂智慧监盘报警系统,包括主动监盘层、智慧报警层、故障识别层和操作指导层,所述主动监盘层与智慧报警层单向连接,所述智慧报警层与故障识别层单向连接,所述故障识别层与操作指导层单向连接,所述主动监盘层采用控制安全区的数据平台为支撑,向上与智慧电厂大数据平台进行单向隔离输出,向下关联基于DCS系统的自动巡航、APS、ABS应用和基于分布式智能控制器的优化控制模块,为运行监盘人员提供智慧化交互接口,所述智慧报警层从DCS内部报警系统着手,对DCS系统报警进行优化,所述故障识别层根据参数的异常变化和报警信息,快速判断设备与系统的异常与故障,为异常的处理提供关键基础,所述操作指导层指导并智能监护监盘人员正确、安全的完成各项运行操作内容。
优选的,所述主动监盘层包括参数幅值监测模块、规律特性监测模块、异常状态监测模块和大数据分析模块,所述参数幅值监测模块用于对各设备、系统和机组参数进行基础的幅值监测,所述规律特性监测模块用于对汽温、水位、真空参数以及升降负荷速率进行监测,对振荡幅度频率、两侧偏差、风机喘振工况点、蒸汽饱和温差的规律性特性进行监测,所述异常状态监测模块用于主动识别各种运行工况条件,对容易出现异常的阀门以及泵设备的异常启停、开关、联锁状态进行异常状态的检查和判断,所述大数据分析模块用于掌握各系统重点参数是否超出对应工况下的常见范围,对主要参数的合理性进行在线监测。
优选的,所述智慧报警层包括报警分类模块、报警分级模块和声光展示模块,所述报警分类模块用于对报警事件进行分类,所述报警分级模块用于对报警事件的严重性进行分级,所述声光展示模块用于对报警展示进行优化,主动弹出,自动排序,利用图标、颜色让运行人员快速区分报警级别、专业,并展开所需系统、相关测点、是否带连锁保护的关联信息。
优选的,所述故障识别层包括故障识别模块和故障预测模块,所述故障识别模块用于根据参数的异常变化和报警信息,快速判断设备与系统的异常与故障,所述故障预测模块用于掌握系统参数的不可逆微小趋势变化,在发生严重的故障之前及时发现潜在风险。
优选的,所述操作指导层包括自动提醒模块、参数调整优化模块、操作指导模块和智能监护模块,所述自动提醒模块用于自动提醒运行人员处理各项定期工作,所述参数调整优化模块用于梳理运行人员需要手动设置和调整的定值与偏置,并通过大数据建立这些调整参数与类似工况下的机组安全、环保、灵活、经济参数和指标的影响规律,对参数给定值的调整和偏置的设置给予规律性的提示,所述操作指导模块用于主动提示设备与系统启停、试验、异常处置的规范化操作步骤和注意事项的指导,所述智能监护模块用于主动展示所需关注的各参数实时曲线、多次参数相对曲线偏差及其所期望的调整范围,对其中重要的带保护参数进行重点预警。
一种用于火电厂智慧监盘报警系统的实现方法,包括以下步骤:
(1)通过参数幅值监测模块、规律特性监测模块、异常状态监测模块和大数据分析模块分别对火电厂机组的参数幅值、规律特性、异常状态和大数据分析进行主动监盘;
(2)通过报警分类模块和报警分级模块对火电厂机组的参数幅值、规律特性、异常状态和大数据分析结果进行报警分类以及报警分级,配合声光展示模块对报警展示进行优化;
(3)建立设备与系统异常的标准化识别知识库,配合故障识别模块对报警信号进行测点故障判断;
(4)采用大数据趋势预测技术,对关键数据建立趋势判定池,配合故障预测模块掌握系统参数的不可逆微小趋势变化;
(5)确认真实发生异常后,利用知识决策树,逐一对相关系统进行自动诊断,并提供诊断决策过程图示,展示参数判定条件和原则,给出判定的故障或无法判定的故障发生可能,提示监测人员需要进行何种处理方式。
优选的,所述处理方式为就地查看。
优选的,所述处理方式为人工检查诊断。
与现有技术相比,本发明提供了一种用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法,具备以下有益效果:
该用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法,方便对安全、经济、自动等需人工响应的多维指标主动监测报警,并对参数幅值、规律特性、异常状态、大数据分析综合监盘,通过参数规则化报警和异常智能判断,代替人翻看画面与运行抄盘巡检,具备报警分类、分级、分系统的声光报警,有效减少无效报警,实现滋扰报警抑制,不仅方便设备与系统异常的标准化识别,而且可基于大数据的异常风险进行故障预警,代替人实现大部分故障和风险的主动监视与智能识别。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于火电厂智慧监盘报警系统的示意图。
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。
请参阅图1,一种用于火电厂智慧监盘报警系统,包括主动监盘层、智慧报警层、故障识别层和操作指导层,主动监盘层与智慧报警层单向连接,智慧报警层与故障识别层单向连接,故障识别层与操作指导层单向连接,主动监盘层采用控制安全区的数据平台为支撑,向上与智慧电厂大数据平台进行单向隔离输出,向下关联基于DCS系统的自动巡航、APS、ABS应用和基于分布式智能控制器的优化控制模块,为运行监盘人员提供智慧化交互接口,智慧报警层从DCS内部报警系统着手,对DCS系统报警进行优化,故障识别层根据参数的异常变化和报警信息,快速判断设备与系统的异常与故障,为异常的处理提供关键基础,操作指导层指导并智能监护监盘人员正确、安全的完成各项运行操作内容;
主动监盘层包括参数幅值监测模块、规律特性监测模块、异常状态监测模块和大数据分析模块,智慧报警层包括报警分类模块、报警分级模块和声光展示模块,故障识别层包括故障识别模块和故障预测模块,操作指导层包括自动提醒模块、参数调整优化模块、操作指导模块和智能监护模块。
参数幅值监测模块用于对各设备、系统和机组参数进行基础的幅值监测,重点关注保护连锁定值等信息,对于关键参数超限数据主动提示三区中等多数据源情况和所涉及的连锁保护动作内容、点KKS码等需要人员查询的相关信息,规律特性监测模块用于对汽温、水位、真空参数以及升降负荷速率进行监测,对振荡幅度频率、两侧偏差、风机喘振工况点、蒸汽饱和温差的规律性特性进行监测,异常状态监测模块用于主动识别各种运行工况条件,对容易出现异常的阀门以及泵设备的异常启停、开关、联锁状态进行异常状态的检查和判断,大数据分析模块用于掌握各系统重点参数是否超出对应工况下的常见范围,对主要参数的合理性进行在线监测,便于及时发现潜在系统级异常和风险。
报警分类模块用于对报警事件进行分类,报警分级模块用于对报警事件的严重性进行分级,在此基础上,综合利用大数据分析与工艺系统物理机理相结合的手段,辅助数据滤波等数据清洗方法,实现无效或滋扰报警的抑制,声光展示模块用于对报警展示进行优化,主动弹出,自动排序,利用图标、颜色让运行人员快速区分报警级别、专业,并展开需系统、相关测点、是否带连锁保护的关联信息。
故障识别模块用于根据参数的异常变化和报警信息,快速判断设备与系统的异常与故障,故障预测模块用于掌握系统参数的不可逆微小趋势变化,在发生严重的故障之前及时发现潜在风险,一方面系统通过建立的设备与系统异常的标准化识别知识库,对报警信号通过工艺系统物理机理进行测点故障判断,确认真实发生异常后,利用知识决策树,逐一对相关系统进行自动诊断,并提供诊断决策过程图示,展示参数判定条件和原则,给出判定的故障或无法判定的故障发生可能,提示就地查看或人工检查诊断,另一方面,采用大数据趋势预测技术,对关键数据建立趋势判定池,基于大数据反映的类似工况下的统计学特征空间,掌握系统参数的不可逆微小趋势变化,从而在尽可能早地在发生严重的故障之前发现潜在风险,从而代替人实现大部分故障和风险的主动监视与智能识别。
自动提醒模块用于自动提醒运行人员处理各项定期工作,参数调整优化模块用于梳理运行人员需要手动设置和调整的定值与偏置,并通过大数据建立这些调整参数与类似工况下的机组安全、环保、灵活、经济参数和指标的影响规律,对参数给定值的调整和偏置的设置给予规律性的提示,操作指导模块用于主动提示设备与系统启停、试验、异常处置的规范化操作步骤和注意事项的指导,智能监护模块用于主动展示需关注的各参数实时曲线、多次参数相对曲线偏差及其期望的调整范围,对其中重要的带保护参数进行重点预警。
一种用于火电厂智慧监盘报警系统的实现方法,包括以下步骤:
(1)通过参数幅值监测模块、规律特性监测模块、异常状态监测模块和大数据分析模块分别对火电厂机组的参数幅值、规律特性、异常状态和大数据分析进行主动监盘;
(2)通过报警分类模块和报警分级模块对火电厂机组的参数幅值、规律特性、异常状态和大数据分析结果进行报警分类以及报警分级,配合声光展示模块对报警展示进行优化;
(3)建立设备与系统异常的标准化识别知识库,配合故障识别模块对报警信号进行测点故障判断;
(4)采用大数据趋势预测技术,对关键数据建立趋势判定池,配合故障预测模块掌握系统参数的不可逆微小趋势变化;
(5)确认真实发生异常后,利用知识决策树,逐一对相关系统进行自动诊断,并提供诊断决策过程图示,展示参数判定条件和原则,给出判定的故障或无法判定的故障发生可能,提示监测人员需要进行就地查看或人工检查诊断。
综上所述,该用于火电厂智慧监盘报警系统及其实现方法,方便对安全、经济、自动等需人工响应的多维指标主动监测报警,并对参数幅值、规律特性、异常状态、大数据分析综合监盘,通过参数规则化报警和异常智能判断,代替人翻看画面与运行抄盘巡检,具备报警分类、分级、分系统的声光报警,有效减少无效报警,实现滋扰报警抑制,不仅方便设备与系统异常的标准化识别,而且可基于大数据的异常风险进行故障预警,代替人实现大部分故障和风险的主动监视与智能识别。
需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于火电厂智慧监盘报警系统,其特征在于,包括主动监盘层、智慧报警层、故障识别层和操作指导层,所述主动监盘层与智慧报警层单向连接,所述智慧报警层与故障识别层单向连接,所述故障识别层与操作指导层单向连接,所述主动监盘层采用控制安全区的数据平台为支撑,向上与智慧电厂大数据平台进行单向隔离输出,向下关联基于DCS系统的自动巡航、APS、ABS应用和基于分布式智能控制器的优化控制模块,为运行监盘人员提供智慧化交互接口,所述智慧报警层从DCS内部报警系统着手,对DCS系统报警进行优化,所述故障识别层根据参数的异常变化和报警信息,快速判断设备与系统的异常与故障,为异常的处理提供关键基础,所述操作指导层指导并智能监护监盘人员正确、安全的完成各项运行操作内容。
2.根据权利要求1所述的一种用于火电厂智慧监盘报警系统,其特征在于,所述主动监盘层包括参数幅值监测模块、规律特性监测模块、异常状态监测模块和大数据分析模块,所述参数幅值监测模块用于对各设备、系统和机组参数进行基础的幅值监测,所述规律特性监测模块用于对汽温、水位、真空参数以及升降负荷速率进行监测,对振荡幅度频率、两侧偏差、风机喘振工况点、蒸汽饱和温差的规律性特性进行监测,所述异常状态监测模块用于主动识别各种运行工况条件,对容易出现异常的阀门以及泵设备的异常启停、开关、联锁状态进行异常状态的检查和判断,所述大数据分析模块用于掌握各系统重点参数是否超出对应工况下的常见范围,对主要参数的合理性进行在线监测。
3.根据权利要求1所述的一种用于火电厂智慧监盘报警系统,其特征在于,所述智慧报警层包括报警分类模块、报警分级模块和声光展示模块,所述报警分类模块用于对报警事件进行分类,所述报警分级模块用于对报警事件的严重性进行分级,所述声光展示模块用于对报警展示进行优化,主动弹出,自动排序,利用图标、颜色让运行人员快速区分报警级别、专业,并展开所需系统、相关测点、是否带连锁保护的关联信息。
4.根据权利要求1所述的一种用于火电厂智慧监盘报警系统,其特征在于,所述故障识别层包括故障识别模块和故障预测模块,所述故障识别模块用于根据参数的异常变化和报警信息,快速判断设备与系统的异常与故障,所述故障预测模块用于掌握系统参数的不可逆微小趋势变化,在发生严重的故障之前及时发现潜在风险。
5.根据权利要求1所述的一种用于火电厂智慧监盘报警系统,其特征在于,所述操作指导层包括自动提醒模块、参数调整优化模块、操作指导模块和智能监护模块,所述自动提醒模块用于自动提醒运行人员处理各项定期工作,所述参数调整优化模块用于梳理运行人员需要手动设置和调整的定值与偏置,并通过大数据建立这些调整参数与类似工况下的机组安全、环保、灵活、经济参数和指标的影响规律,对参数给定值的调整和偏置的设置给予规律性的提示,所述操作指导模块用于主动提示设备与系统启停、试验、异常处置的规范化操作步骤和注意事项的指导,所述智能监护模块用于主动展示所需关注的各参数实时曲线、多次参数相对曲线偏差及其所期望的调整范围,对其中重要的带保护参数进行重点预警。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种用于火电厂智慧监盘报警系统的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)通过参数幅值监测模块、规律特性监测模块、异常状态监测模块和大数据分析模块分别对火电厂机组的参数幅值、规律特性、异常状态和大数据分析进行主动监盘;
(2)通过报警分类模块和报警分级模块对火电厂机组的参数幅值、规律特性、异常状态和大数据分析结果进行报警分类以及报警分级,配合声光展示模块对报警展示进行优化;
(3)建立设备与系统异常的标准化识别知识库,配合故障识别模块对报警信号进行测点故障判断;
(4)采用大数据趋势预测技术,对关键数据建立趋势判定池,配合故障预测模块掌握系统参数的不可逆微小趋势变化;
(5)确认真实发生异常后,利用知识决策树,逐一对相关系统进行自动诊断,并提供诊断决策过程图示,展示参数判定条件和原则,给出判定的故障或无法判定的故障发生可能,提示监测人员需要进行何种处理方式。
7.根据权利要求6所述的一种用于火电厂智慧监盘报警系统的实现方法,其特征在于,所述处理方式为就地查看。
8.根据权利要求6所述的一种用于火电厂智慧监盘报警系统的实现方法,其特征在于,所述处理方式为人工检查诊断。
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