CN117648599A - 一种电厂用设备运行状态监测系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及设备状态监测技术领域，特别是涉及一种电厂用设备运行状态监测系统及方法，该系统包括：采集模块，用于实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；分析模块，用于对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；评估模块，用于根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。本发明解决了无法对设备的实际运行状态做出准确检测，且难以满足提前知晓设备故障，以争取设备维护时间，大大降低了设备的使用效果和使用年限的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及设备状态监测技术领域，特别是涉及一种电厂用设备运行状态监测系统及方法。
背景技术
电厂用设备的运行状态监测，是保证发电厂正常运行的重要措施之一，电厂用设备在运行过程中由于使用时间、使用方式以及使用地点的不同会导致同样的设备表现出不同的运行状态。
目前，传统的对设备运行状态的监测仅能通过设定限定值确定设备的运行状态或对已发生的设备故障进行报警，无法对设备的实际运行状态做出准确检测，且难以满足提前知晓设备故障，以争取设备维护时间，大大降低了设备的使用效果和使用年限。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种电厂用设备运行状态监测系统及方法，旨在解决无法对设备的实际运行状态做出准确检测，且难以满足提前知晓设备故障，以争取设备维护时间，大大降低了设备的使用效果和使用年限的技术问题。
本申请的一些实施例中，对运行数据进行过滤清洗后得到目标数据，对目标数据进行分析得到目标数据的运行状态，当目标数据处于良好状态和一般状态时，对目标数据后一时刻的运行状态进行预测，得到后一时刻内的运行趋势变化，根据运行趋势变化以及当前运行状态，确定最终的健康等级，根据健康等级发送报警信号和预警信号，可提前知晓设备的故障并进行维护，大大提高了设备的使用率。
本申请的一些实施例中，提供了一种一种电厂用设备运行状态监测系统，包括：
采集模块，用于实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；
分析模块，用于对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；
评估模块，用于根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。
在本申请的一些实施例中，实时采集设备的运行数据，包括：
获取历史运行数据，根据历史运行数据的异常运行数据，确定对应的异常部件，计算异常部件与设备运行状态的关联度，当关联度大于关联度阈值时，判断异常部件为目标部件；
确定设备的若干目标部件，对若干目标部件提取特征影响因素，根据特征影响因素设定对应的监测点位，获取每个监测点位的运行数据；
对运行数据进行数据清洗，得到目标数据。
在本申请的一些实施例中，得到对应设备的运行状态，包括：
根据目标数据与据目标数据对应的历史标准目标数据的数据差值，构建目标状态表K(K1，K2，K3，…Kn)，根据目标状态表中的目标状态值以及对应的设备运行影响系数，确定对应设备的运行状态值；
根据数据差值与预设数据差值区间之间的关系，将目标状态表中的目标状态值进行量化，得到目标状态量化值；
所述设备的运行状态值为：
其中，H为运行状态值，Ki为第i个目标状态量化值，Mi为第i个目标状态量化值对应的设备运行影响系数，n为误差系数；
根据设备的运行状态值与预设运行状态值之间的关系，确定设备运行状态为良好状态、一般状态和异常状态。
在本申请的一些实施例中，将目标状态表中的目标状态值进行量化，包括：
历史标准目标数据包括多个标准目标数据区间，根据目标数据与目标数据对应的标准目标数据区间计算得到数据差值；
预先设定第一预设数据差值区间、第二预设数据差值区间和第二预设数据差值，且第一预设数据差值小于第二预设数据差值，第二预设数据差值小于第三预设数据差值；
当数据差值处于第一预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第一量值；
当数据差值处于第二预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第二量值；
当数据差值处于第三预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第三量值。
在本申请的一些实施例中，预测对应设备的运行趋势，包括：
所述第一预设运行状态为非异常状态，当对应设备当前运行状态为非异常状态时，获取对应设备非异常状态时的历史运行数据，对历史运行数据预处理后得到历史目标数据；
根据历史目标数据按照时间顺序性，绘制多个历史运行曲线，多个历史运行曲线构建历史曲线集合；
根据目标数据构建实时运行曲线，将实时运行曲线与历史曲线集合中的历史运行曲线进行对比，得到相似度高的多个第一历史曲线；获取第一历史曲线与实时运行曲线特征时段的面积比值，将面积比值满足预设面积比值条件对应的第一历史曲线确定为预测运行曲线；
将预测运行曲线特征时段的相邻预设时段曲线进行截取，根据截取的预设时段曲线获取对应的历史运行数据，得到预测时段曲线对应的预测运行状态；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为良好状态时，确定运行趋势为相等趋势；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为一般状态时，确定运行趋势为下降趋势；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为异常状态时，确定运行趋势为骤降趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，预测运行状态为良好状态时，确定运行趋势为上升趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，当预测运行状态为一般状态时，确定运行趋势为相等趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，当预测运行状态为异常状态时，确定运行趋势为下降趋势。
在本实施例中，预设面积比值条件为面积比值处于预设面积比值区间内，面积比值最接近于1的。
在本申请的一些实施例中，根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，包括：
当运行状态为良好状态且运行趋势为相等趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为上升趋势时，确定对应设备的健康等级为第一等级；
当运行状态为良好状态且运行趋势为下降趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为相等趋势时，确定对应设备的健康等级为第二等级；
当运行状态为良好状态且运行趋势为骤降趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为下降趋势时，确定对应设备的健康等级为第三等级。
在本申请的一些实施例中，根据健康等级判断是否发送报警信号，包括：
当健康等级为第一等级时，不发送报警信号；
当健康等级为第二等级时，发送预警信号；
当健康等级为第三等级时，发送报警信号。
在本申请的一些实施例中，还包括一种电厂用设备运行状态监测方法：
实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；
对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；
根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。
本申请实施例的一种电厂用设备运行状态监测系统及方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
对运行数据进行过滤清洗后得到目标数据，对目标数据进行分析得到目标数据的运行状态，当目标数据处于良好状态和一般状态时，对目标数据后一时刻的运行状态进行预测，得到后一时刻内的运行趋势变化，根据运行趋势变化以及当前运行状态，确定最终的健康等级，根据健康等级发送报警信号和预警信号，可提前知晓设备的故障并进行维护，大大提高了设备的使用率。
附图说明
图1是本申请实施例优选实施例中一种电厂用设备运行状态监测系统的示意图；
图2是本申请实施例优选实施例中一种电厂用设备运行状态监测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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申请中的具体含义。
如图1所示，本申请实施例优选实施例的一种电厂用设备运行状态监测系统，包括：
采集模块，用于实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；
分析模块，用于对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；
评估模块，用于根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。
在本实施例中，目标数据为设备目标部件的运行数据，例如，设备为汽轮机，汽轮机的目标部件包括轴承、叶片、自动主汽阀、油箱，叶片的运行数据包括叶片倾角、振动频率和温度等。根据对目标数据进行多维度分析，提升设备运行状态的准确性。
在本实施例中，第一预设运行状态包括良好状态和一般状态，即非异常状态，预设时段为当前运行数据相邻后一时刻，根据设备运行状态和后一时刻的运行趋势，确定设备的健康等级，根据健康等级选择发送对应的报警信号或预警信号，对设备的实际运行状态做出准确检测，提前预测设备是否故障，提前对设备进行维护，大大提高了设备的使用效果和使用年限。
在本申请的一些实施例中，实时采集设备的运行数据，包括：
获取历史运行数据，根据历史运行数据的异常运行数据，确定对应的异常部件，计算异常部件与设备运行状态的关联度，当关联度大于关联度阈值时，判断异常部件为目标部件；
确定设备的若干目标部件，对若干目标部件提取特征影响因素，根据特征影响因素设定对应的监测点位，获取每个监测点位的运行数据；
对运行数据进行数据清洗，得到目标数据。
在本实施例中，关联度具体为当前部件异常则导致设备运行状态发生变化，关联度越大则表明此部件对设备运行状态的影响越大，关联度阈值是提前设定好的，特征影响因素具体为目标部件的温度、振动频率等，温度对应的监测点位为部件上设置温度传感器。
在本申请的一些实施例中，得到对应设备的运行状态，包括：
根据目标数据与目标数据对应的历史标准目标数据的数据差值，构建目标状态表K(K1，K2，K3，…Kn)，根据目标状态表中的目标状态值以及对应的设备运行影响系数，确定对应设备的运行状态值；
根据数据差值与预设数据差值区间之间的关系，将目标状态表中的目标状态值进行量化，得到目标状态量化值；
所述设备的运行状态值为：
其中，H为运行状态值，Ki为第i个目标状态量化值，Mi为第i个目标状态量化值对应的设备运行影响系数，n为误差系数；
根据设备的运行状态值与预设运行状态值之间的关系，确定设备运行状态为良好状态、一般状态和异常状态。
在本实施例中，目标状态表根据数据差值与预设数据差值之间的关系，得到量化值，根据量化值确定目标状态。
在本申请的一些实施例中，将目标状态表中的目标状态值进行量化，包括：
历史标准目标数据包括多个标准目标数据区间，根据目标数据与目标数据对应的标准目标数据区间计算得到数据差值；
预先设定第一预设数据差值区间、第二预设数据差值区间和第二预设数据差值，且第一预设数据差值小于第二预设数据差值，第二预设数据差值小于第三预设数据差值；
当数据差值处于第一预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第一量值；
当数据差值处于第二预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第二量值；
当数据差值处于第三预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第三量值。
在本实施例中，数据差值处于第一预设数据差值区间表明当前目标数据处于正常误差之间，第一量值设定为1，数据差值处于第二预设数据差值区间表明当前目标数据与标准目标数据出现中度偏差，第二量值设定为0.5，数据差值处于第三预设数据差值区间表明当前目标数据与标准目标数据出现重度偏差，第三量值设定为－1。
在本申请的一些实施例中，预测对应设备的运行趋势，包括：
所述第一预设运行状态为非异常状态，当对应设备当前运行状态为非异常状态时，获取对应设备非异常状态时的历史运行数据，对历史运行数据预处理后得到历史目标数据；
根据历史目标数据按照时间顺序性，绘制多个历史运行曲线，多个历史运行曲线构建历史曲线集合；
根据目标数据构建实时运行曲线，将实时运行曲线与历史曲线集合中的历史运行曲线进行对比，得到相似度高的多个第一历史曲线；获取第一历史曲线与实时运行曲线特征时段的面积比值，将面积比值满足预设面积比值条件对应的第一历史曲线确定为预测运行曲线；
将预测运行曲线特征时段的相邻预设时段曲线进行截取，根据截取的预设时段曲线获取对应的历史运行数据，得到预测时段曲线对应的预测运行状态；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为良好状态时，确定运行趋势为相等趋势；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为一般状态时，确定运行趋势为下降趋势；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为异常状态时，确定运行趋势为骤降趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，预测运行状态为良好状态时，确定运行趋势为上升趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，当预测运行状态为一般状态时，确定运行趋势为相等趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，当预测运行状态为异常状态时，确定运行趋势为下降趋势。
在本实施例中，历史曲线集合中包括多个良好状态、一般状态对应的历史运行曲线，相似度高的多个第一历史曲线具体为与实时运行曲线的曲线走向和曲线起伏相似的历史运行曲线，特征时段为将实时运行曲线按照曲线起伏点进行划分的时间段，曲线起伏的幅度大于预设幅度的设定为曲线起伏点。
在本实施例中，预设面积比值条件为面积比值处于预设面积比值区间内，面积比值最接近于1的。
在本实施例中，预测运行曲线特征时段的相邻预设时段曲线进行截取，相邻预设时段曲线为实时运行曲线最后一个曲线起伏点后的曲线，准确的绘制出实时运行曲线相邻后一时刻的曲线，即预测运行曲线，当预测的运行状态与当前运行状态相等，则是相等趋势，由此得到预测预设时段的运行趋势。
在本实施例中，根据预测预设时段的运行趋势，判断设备后一时刻的运行状态，若运行趋势为下降趋势和骤降趋势，发送预警信号，提醒检修人员对设备进行维护，大大提高了设备的使用率。
在本申请的一些实施例中，根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，包括：
当运行状态为良好状态且运行趋势为相等趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为上升趋势时，确定对应设备的健康等级为第一等级；
当运行状态为良好状态且运行趋势为下降趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为相等趋势时，确定对应设备的健康等级为第二等级；
当运行状态为良好状态且运行趋势为骤降趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为下降趋势时，确定对应设备的健康等级为第三等级。
在本申请的一些实施例中，根据健康等级判断是否发送报警信号，包括：
当健康等级为第一等级时，不发送报警信号；
当健康等级为第二等级时，发送预警信号；
当健康等级为第三等级时，发送报警信号。
在本申请的一些实施例中，还包括一种电厂用设备运行状态监测方法：
实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；
对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；
根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。
综上所述，本申请提出了一种电厂用设备状态监测系统及方法，该系统包括：采集模块，用于实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；分析模块，用于对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；评估模块，用于根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。本申请通过对运行数据进行过滤清洗后得到目标数据，对目标数据进行分析得到目标数据的运行状态，当目标数据处于良好状态和一般状态时，对目标数据后一时刻的运行状态进行预测，得到后一时刻内的运行趋势变化，根据运行趋势变化以及当前运行状态，确定最终的健康等级，根据健康等级发送报警信号和预警信号，可提前知晓设备的故障并进行维护，大大提高了设备的使用率。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种电厂用设备运行状态监测系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；
分析模块，用于对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；
评估模块，用于根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。
2.如权利要求1所述的电厂用设备运行状态监测系统，其特征在于，实时采集设备的运行数据，包括：
获取历史运行数据，根据历史运行数据的异常运行数据，确定对应的异常部件，计算异常部件与设备运行状态的关联度，当关联度大于关联度阈值时，判断异常部件为目标部件；
确定设备的若干目标部件，对若干目标部件提取特征影响因素，根据特征影响因素设定对应的监测点位，获取每个监测点位的运行数据；
对运行数据进行数据清洗，得到目标数据。
3.如权利要求2所述的电厂用设备运行状态监测系统，其特征在于，得到对应设备的运行状态，包括：
根据目标数据与据目标数据对应的历史标准目标数据的数据差值，构建目标状态表K(K1，K2，K3，…Kn)，根据目标状态表中的目标状态值以及对应的设备运行影响系数，确定对应设备的运行状态值；
根据数据差值与预设数据差值区间之间的关系，将目标状态表中的目标状态值进行量化，得到目标状态量化值；
所述设备的运行状态值为：
其中，H为运行状态值，Ki为第i个目标状态量化值，Mi为第i个目标状态量化值对应的设备运行影响系数，n为误差系数；
根据设备的运行状态值与预设运行状态值之间的关系，确定设备运行状态为良好状态、一般状态和异常状态。
4.如权利要求3所述的电厂用设备运行状态监测系统，其特征在于，将目标状态表中的目标状态值进行量化，包括：
历史标准目标数据包括多个标准目标数据区间，根据目标数据与目标数据对应的标准目标数据区间计算得到数据差值；
预先设定第一预设数据差值区间、第二预设数据差值区间和第二预设数据差值，且第一预设数据差值小于第二预设数据差值，第二预设数据差值小于第三预设数据差值；
当数据差值处于第一预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第一量值；
当数据差值处于第二预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第二量值；
当数据差值处于第三预设数据差值区间时，将目标状态值设定为第三量值。
5.如权利要求4所述的电厂用设备运行状态监测系统，其特征在于，预测对应设备的运行趋势，包括：
所述第一预设运行状态为非异常状态，当对应设备当前运行状态为非异常状态时，获取对应设备非异常状态时的历史运行数据，对历史运行数据预处理后得到历史目标数据；
根据历史目标数据按照时间顺序性，绘制多个历史运行曲线，多个历史运行曲线构建历史曲线集合；
根据目标数据构建实时运行曲线，将实时运行曲线与历史曲线集合中的历史运行曲线进行对比，得到相似度高的多个第一历史曲线；获取第一历史曲线与实时运行曲线特征时段的面积比值，将面积比值满足预设面积比值条件对应的第一历史曲线确定为预测运行曲线；
将预测运行曲线特征时段的相邻预设时段曲线进行截取，根据截取的预设时段曲线获取对应的历史运行数据，得到预测时段曲线对应的预测运行状态；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为良好状态时，确定运行趋势为相等趋势；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为一般状态时，确定运行趋势为下降趋势；
当设备当前运行状态为良好状态时，预测运行状态为异常状态时，确定运行趋势为骤降趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，预测运行状态为良好状态时，确定运行趋势为上升趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，当预测运行状态为一般状态时，确定运行趋势为相等趋势；
当设备当前运行状态为一般状态时，当预测运行状态为异常状态时，确定运行趋势为下降趋势。
在本实施例中，预设面积比值条件为面积比值处于预设面积比值区间内，面积比值最接近于1的。
6.如权利要求5所述的电厂用设备运行状态监测系统，其特征在于，根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，包括：
当运行状态为良好状态且运行趋势为相等趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为上升趋势时，确定对应设备的健康等级为第一等级；
当运行状态为良好状态且运行趋势为下降趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为相等趋势时，确定对应设备的健康等级为第二等级；
当运行状态为良好状态且运行趋势为骤降趋势或运行状态为一般状态且运行趋势为下降趋势时，确定对应设备的健康等级为第三等级。
7.如权利要求6所述的电厂用设备运行状态监测系统，其特征在于，根据健康等级判断是否发送报警信号，包括：
当健康等级为第一等级时，不发送报警信号；
当健康等级为第二等级时，发送预警信号；
当健康等级为第三等级时，发送报警信号。
8.一种电厂用设备运行状态监测方法，其特征在于，包括：
实时采集设备的运行数据，对运行数据预处理后得到目标数据；
对目标数据进行分析，得到对应设备的运行状态，若运行状态处于第一预设运行状态，预测对应设备预设时段的运行趋势；
根据运行状态与运行趋势确定对应设备的健康等级，根据健康等级判断是否发送报警信号。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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