JP2011157976A - ガスタービンにおける異常監視方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データを統計処理し、平均と分散、あるいは標準偏差を求めると共に、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求め、該求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出し、該正常範囲の値を逸脱したときに異常であると判定するようにした。
【選択図】図6
Description
外気温度を含む環境条件の変動で出力が変動するガスタービンにおける、温度、圧力、燃料や燃焼用空気の流量の状態と、排出物の状態とを含む前記ガスタービンの状態を検出する状態検出手段からのデータを基に、前記ガスタービンの異常を監視するガスタービンにおける異常監視方法において、
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データを統計処理し、平均と分散、あるいは標準偏差を求めると共に、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求め、該求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出し、該正常範囲の値を逸脱したときに異常であると判定することを特徴とする。
外気温度を含む環境条件の変動で出力が変動するガスタービンにおける、温度、圧力、燃料や燃焼用空気の流量の状態と、排出物の状態とを含む前記ガスタービンの状態を検出する状態検出手段を有し、該状態検出手段からのデータを基に、前記ガスタービンの異常を監視するガスタービンにおける異常監視装置において、
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データの平均と分散、あるいは標準偏差を求め、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求める特徴量算出手段と、該特徴量算出手段の求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出し、該正常範囲と前記状態検出手段出力とを比較して、前記状態検出手段出力が前記正常範囲を逸脱したときに異常であると判定する健全性評価手段とを備えたことを特徴とする。
該特徴量算出手段の求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出し、該正常範囲と前記状態検出手段出力とを比較して、前記状態検出手段出力が前記正常範囲を逸脱したか否かの判定、及び、前記特徴量算出手段が算出した2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差を比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた閾値Cを越えているか否かの判定を行う健全性評価手段とを備え、
前記負荷変動検知ロジックは、前記ガスタービンの状態の判定結果に対応させて前記特徴量算出手段の数理統計処理と健全性評価手段の異常判断処理を行わせるようにすることで、特徴量算出手段と健全性評価手段は、それぞれ負荷変動検知ロジックが判定した状態に対応した異常検知を行うことができ、より確実に異常を判定することができる。
前記状態検出手段出力における直近の特定期間におけるデータのバラツキを算出し、該バラツキが、予め定めた閾値Aより大きいとき、または前記バラツキが予め定めた閾値Aより小さく、前記状態検出手段出力における直近と隔たった区間におけるデータの平均値から現在値を引いた値が、予め定めた閾値Bより大きいときは、前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データを統計処理し、平均と分散、あるいは標準偏差を求めると共に、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求め、該求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出して該正常範囲の値を逸脱したときに異常であると判定し、
前記バラツキが予め定めた閾値Aより小さく、かつ、前記状態検出手段出力における直近と隔たった区間におけるデータの平均値から現在値を引いた値が、予め定めた閾値Bより小さい場合は、前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを算出して比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた閾値Cを越えている場合に異常であると判定することを特徴とする。
前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを算出して比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた閾値Cを越えている場合に異常であると判定することを特徴とする。
前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを求める特徴量算出手段と、該特徴量算出手段が算出した2つ以上の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた閾値Cを越えた場合に異常であると判定する健全性評価手段とを備えたことを特徴とする。
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データを統計処理し、平均と分散、あるいは標準偏差を求めると共に、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求め、該求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を2つ以上算出すると共に、前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを算出して比較し、
前記状態検出手段出力が、最も広く設定した範囲の値を逸脱したとき、及び算出した前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差の比較結果が、予め定めた有意水準に基づいて定めた複数の閾値Cにおける最も高い値を超えた場合は直ちに、または、前記最も広く設定した範囲より狭く設定した範囲の値を逸脱したときは複数回逸脱が検出されたとき、及び前記閾値Cにおける最も高い値より低い閾値Cの場合は前記比較結果が該閾値Cを複数回越えた場合に、それぞれ異常と判定することを特徴とする。
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データの、平均と分散あるいは標準偏差と、区間推定法により前記平均と分散、あるいは標準偏差の存在する範囲、及び、前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを求める特徴量算出手段と、
該特徴量算出手段の求めた平均と分散、あるいは標準偏差の存在する範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を2つ以上算出し、該正常範囲の値と前記状態検出手段出力とを比較して、前記状態検出手段出力が最も広く設定した範囲の値を逸脱していることを検出するか、または、最も広く設定した範囲より狭く設定した範囲の値を逸脱したときは複数回逸脱したことの検出結果で、及び、前記特徴量算出手段が算出した2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差を比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた複数の閾値Cにおける高い値を超えたことを検出するか、それ以外の閾値Cの場合は該閾値Cを複数回越えたことの検出結果で異常と判定する健全性総合評価手段とを備えたことを特徴とする。
2 ガスタービンプラント
3 入力手段
4 データベース
5 特徴量算出手段
6 健全性評価手段
7 出力手段
8 特徴量評価法決定手段
9 健全性総合評価手段
Claims (24)
- 外気温度を含む環境条件の変動で出力が変動するガスタービンにおける、温度、圧力、燃料や燃焼用空気の流量の状態と、排出物の状態とを含む前記ガスタービンの状態を検出する状態検出手段からのデータを基に、前記ガスタービンの異常を監視するガスタービンにおける異常監視方法において、
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データを統計処理し、平均と分散、あるいは標準偏差を求めると共に、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求め、該求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出し、該正常範囲の値を逸脱したときに異常であると判定することを特徴とするガスタービンにおける異常監視方法。 - 前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲の上限と下限のそれぞれを中心に前記平均と分散、あるいは標準偏差の範囲を定め、該範囲の値を前記状態検出手段出力の正常値とすることを特徴とする請求項3に記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 前記状態検出手段出力の正常範囲を少なくとも2つ以上設け、前記状態検出手段出力が、前記定めた正常範囲のうちの最も広く設定した範囲の値を逸脱したときは直ちに、最も広く設定した範囲より狭く設定した範囲の値を逸脱したときは、複数回逸脱が検出されたときに異常と判定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 請求項1記載の異常監視方法において、
前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを算出して比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた閾値Cを越えている場合に異常であると判定することを特徴とするガスタービンにおける異常監視方法。 - 前記閾値Cを少なくとも2つ以上設け、前記状態検出手段出力の直近を含む2つ以上の最近の特定期間における算出した平均値と標準偏差との比較結果が、前記閾値Cにおける高い値を超えた場合は直ちに、それ以外の閾値Cの場合は該閾値Cを複数回越えた場合に異常と判定することを特徴とする請求項5または6に記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 前記状態検出手段出力のうち、振動の大きな出力に対してフィルタ処理を行い、前記平均と標準偏差を求めることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 前記状態検出手段出力のうち、振動の大きな出力がガスタービンにおける圧力変動であることを特徴とする請求項7に記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 前記状態検出手段出力のうち、異常の進展度合いに対応させて前記特定期間の長さを調整することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 異常の進展度合いが速い事象には処理対象期間を短くし、進展速度が遅い事象に対しては期間を長くすることを特徴とする請求項10に記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 異常の進展度合いが速い事象の場合には前記直近の特定期間を前記直近以前の特定期間に含ませ、進展速度が遅い事象の場合には、前記直近の特定期間と前記直近以前の特定期間の間隔を時間的に離すことを特徴とする請求項10または11に記載したガスタービンにおける異常監視方法。
- 請求項1記載のガスタービンにおける異常監視方法において、
前記状態検出手段出力における直近の特定期間におけるデータのバラツキを算出し、該バラツキが、予め定めた閾値Aより大きいとき、または前記バラツキが予め定めた閾値Aより小さく、前記状態検出手段出力における直近と隔たった区間におけるデータの平均値から現在値を引いた値が、予め定めた閾値Bより大きいときは、前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データを統計処理し、平均と分散、あるいは標準偏差を求めると共に、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求め、該求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出して該正常範囲の値を逸脱したときに異常であると判定し、
前記バラツキが予め定めた閾値Aより小さく、かつ、前記状態検出手段出力における直近と隔たった区間におけるデータの平均値から現在値を引いた値が、予め定めた閾値Bより小さい場合は、前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを算出して比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた閾値Cを越えている場合に異常であると判定することを特徴とするガスタービンにおける異常監視方法。 - 請求項1記載のガスタービンにおける異常監視方法において、
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データを統計処理し、平均と分散、あるいは標準偏差を求めると共に、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求め、該求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を2つ以上算出すると共に、前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを算出して比較し、
前記状態検出手段出力が、最も広く設定した範囲の値を逸脱したとき、及び算出した前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差の比較結果が、予め定めた有意水準に基づいて定めた複数の閾値Cにおける最も高い値を超えた場合は直ちに、または、前記最も広く設定した範囲より狭く設定した範囲の値を逸脱したときは複数回逸脱が検出されたとき、及び前記閾値Cにおける最も高い値より低い閾値Cの場合は前記比較結果が該閾値Cを複数回越えた場合に、それぞれ異常と判定することを特徴とするガスタービンにおける異常監視方法。 - 外気温度を含む環境条件の変動で出力が変動するガスタービンにおける、温度、圧力、燃料や燃焼用空気の流量の状態と、排出物の状態とを含む前記ガスタービンの状態を検出する状態検出手段を有し、該状態検出手段からのデータを基に、前記ガスタービンの異常を監視するガスタービンにおける異常監視装置において、
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データの平均と分散、あるいは標準偏差を求め、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲を区間推定法で求める特徴量算出手段と、該特徴量算出手段の求めた範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を算出し、該正常範囲と前記状態検出手段出力とを比較して、前記状態検出手段出力が前記正常範囲を逸脱したときに異常であると判定する健全性評価手段とを備えたことを特徴とするガスタービンにおける異常監視装置。 - 前記特徴量算出手段は、前記平均と分散、あるいは標準偏差が存在する範囲の上限と下限のそれぞれを中心に前記平均と分散、あるいは標準偏差の範囲を求め、該範囲の値を前記状態検出手段出力の正常範囲の値とすることを特徴とする請求項15に記載したガスタービンにおける異常監視装置。
- 前記特徴量算出手段は、前記状態検出手段出力の正常範囲を少なくとも2つ以上求め、前記健全性評価手段は、前記状態検出手段出力が前記定めた正常範囲のうちの最も広く設定した範囲の値を逸脱したときは直ちに、最も広く設定した範囲より狭く設定した範囲の値を逸脱したときは、複数回逸脱が検出されたときに異常と判定することを特徴とする請求項15乃至17のいずれかに記載したガスタービンにおける異常監視装置。
- 請求項15記載のガスタービンにおける異常監視装置において、
前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを求める特徴量算出手段と、該特徴量算出手段が算出した2つ以上の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた閾値Cを越えた場合に異常であると判定する健全性評価手段とを備えたことを特徴とするガスタービンにおける異常監視装置。 - 前記健全性評価手段は前記閾値Cを少なくとも2つ以上設け、前記特徴量算出手段が算出した前記状態検出手段出力の直近を含む2つ以上の最近の特定期間における平均値と標準偏差の比較結果が、前記閾値Cにおける高い値を超えた場合は直ちに、それ以外の閾値Cの場合は該閾値Cを複数回越えた場合に異常と判定することを特徴とする請求項19または20に記載したガスタービンにおける異常監視装置。
- 前記特徴量算出手段は前記状態検出手段出力のうち、振動の大きな出力に対して振幅を圧縮するフィルタ手段を有し、前記状態検出手段出力の振動の大きさを検出して前記フィルタ手段の使用の有無を前記特徴量算出手段に指示する特徴量評価法決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項15乃至21のいずれかに記載したガスタービンにおける異常監視装置。
- 前記特徴量評価法決定手段は前記状態検出手段出力により、異常の進展度合いを検出して前記特徴量算出手段が選択する前記特定期間の長さを調整させる機能を有することを特徴とする請求項15乃至22のいずれかに記載したガスタービンにおける異常監視装置。
- 請求項15記載のガスタービンにおける異常監視装置において、
前記ガスタービンの特定状態における前記状態検出手段の過去に蓄積した出力データの、平均と分散あるいは標準偏差と、区間推定法により前記平均と分散、あるいは標準偏差の存在する範囲、及び、前記状態検出手段の直近を含む2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差とを求める特徴量算出手段と、
該特徴量算出手段の求めた平均と分散、あるいは標準偏差の存在する範囲と前記平均と分散、あるいは標準偏差とから前記状態検出手段出力の正常範囲を2つ以上算出し、該正常範囲の値と前記状態検出手段出力とを比較して、前記状態検出手段出力が最も広く設定した範囲の値を逸脱していることを検出するか、または、最も広く設定した範囲より狭く設定した範囲の値を逸脱したときは複数回逸脱したことの検出結果で、及び、前記特徴量算出手段が算出した2つ以上の最近の特定期間におけるそれぞれの出力の分布の平均値と標準偏差を比較し、該比較結果が予め定めた有意水準に基づいた複数の閾値Cにおける高い値を超えたことを検出するか、それ以外の閾値Cの場合は該閾値Cを複数回越えたことの検出結果で異常と判定する健全性総合評価手段とを備えたことを特徴とするガスタービンにおける異常監視装置。
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