KR102118966B1 - System and method for fault forecast and diagnostic of power plant - Google Patents
System and method for fault forecast and diagnostic of power plant Download PDFInfo
- Publication number
- KR102118966B1 KR102118966B1 KR1020180075011A KR20180075011A KR102118966B1 KR 102118966 B1 KR102118966 B1 KR 102118966B1 KR 1020180075011 A KR1020180075011 A KR 1020180075011A KR 20180075011 A KR20180075011 A KR 20180075011A KR 102118966 B1 KR102118966 B1 KR 102118966B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- data
- power plant
- failure
- power generation
- prediction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
- G05B23/0283—Predictive maintenance, e.g. involving the monitoring of a system and, based on the monitoring results, taking decisions on the maintenance schedule of the monitored system; Estimating remaining useful life [RUL]
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
- G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
- G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
- G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
- G05B23/0272—Presentation of monitored results, e.g. selection of status reports to be displayed; Filtering information to the user
Abstract
인공지능 기반의 학습모델을 이용하여 발전설비의 고장 발생을 미리 예측 및 진단할 수 있는 발전소 고장 예측 및 진단시스템이 제공된다. 발전소 고장 예측 및 진단시스템은, 가상발전소를 구축하여 다양한 고장 상황에 대한 학습데이터를 생성함으로써, 학습모델의 학습 능력을 높여 발전설비 고장 예측 및 진단의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있다. A power plant failure prediction and diagnosis system is provided that can predict and diagnose failures of power generation facilities in advance using artificial intelligence-based learning models. The power plant failure prediction and diagnosis system can build a virtual power plant to generate learning data for various failure situations, thereby improving the learning ability of the learning model to increase the accuracy and reliability of power plant failure prediction and diagnosis.
Description
본 발명은 발전소의 고장예측 및 진단시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 인공지능 기반의 학습모델을 이용한 발전소의 발전설비 고장 예측 및 진단시스템과 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a failure prediction and diagnosis system of a power plant, and more particularly, to a power plant failure prediction and diagnosis system and a method thereof using an artificial intelligence-based learning model.
일반적으로 발전소에는 다수의 발전설비들이 복잡하게 밀집되어 있다. 이러한 다수의 발전설비들은 항시 실시간으로 감시할 수 있어야 하며, 설비의 고장 및 비정상 상태가 발생될 경우에 최대한 빠른 시간 내에 이를 정비할 수 있어야 한다. In general, many power generation facilities are concentrated in a power plant. Many of these power generation facilities must be able to be monitored in real time at all times, and should be able to service them as soon as possible in the event of a malfunction or abnormal condition.
종래의 발전소에서는 다수의 발전설비들 각각에 대한 정기적 예방 정비를 실시하고 있으며, 발전설비의 상태를 판단할 수 있는 센서 데이터를 수집하여 분석함으로써 발전설비의 고장 발생을 예측하고, 그에 따른 대응 조치를 수행하고 있다. Conventional power plants perform regular preventive maintenance for each of a number of power generation facilities, and collect and analyze sensor data that can determine the state of the power generation facilities to predict the occurrence of failures in the power generation facilities, and take countermeasures accordingly. Is doing.
그러나, 종래의 발전소에서는 발전설비에서 수집되는 센서 데이터를 이용하여 경보 발생을 알려줄 뿐으로 실제 발생된 경보들의 원인을 분석하여 조치사항을 통보하지 못하며, 이로 인해 발전소의 운전원들이 단순히 경보 발생만으로 다수의 발전설비들 중에서 고장이 발생된 설비를 찾는 것에 어려움이 있었다. However, in a conventional power plant, the sensor data collected from the power generation facility is used to notify the occurrence of an alarm by analyzing the cause of the actual generated alarms, and thus, the operator of the power plant simply generates an alarm to generate a large number of power generations. Among the facilities, it was difficult to find a faulty device.
또한, 종래의 발전소에서는 발전설비의 고장 발생 예측을 발전설비로부터 수집되는 센서 데이터에 의존하게 되므로, 센서 데이터가 다수 발생된 경우에 발전설비의 상태를 빠르게 판단하는데 어려움이 있었다. 특히, 숙련된 발전소 운전원이 아닌 경우에는 단순히 센서 데이터로부터 발전설비의 고장 발생을 예측하는 것이 더욱 어려웠다. In addition, in a conventional power plant, prediction of a failure of a power generation facility depends on sensor data collected from the power generation facility, so it is difficult to quickly determine the state of the power generation facility when a large number of sensor data is generated. In particular, it was more difficult to predict the occurrence of the failure of the power generation facility simply from the sensor data, if not an experienced power plant operator.
본 발명은 인공지능 기반의 학습모델을 이용하여 발전소의 발전설비 별 고장발생을 예측하여 진단함으로써 발전설비의 최적화 운영을 가능하게 하는 발전소 고장 예측 및 진단시스템과 그 방법을 제공하고자 하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a power plant failure prediction and diagnosis system and a method for predicting and diagnosing a failure of each power plant by using an artificial intelligence-based learning model.
본 발명의 실시예에 따른 발전소 고장 예측 및 진단시스템은, 가상발전소를 구축하여 다수의 학습데이터를 생성하는 데이터생성모듈; 상기 학습데이터를 분석하여 변환하고, 변환된 데이터를 적재하는 데이터처리모듈; 상기 데이터처리모듈에 적재된 데이터로부터 고장 예측 및 진단을 위한 학습을 수행하고, 학습 결과에 기초하여 발전소로부터 수집된 하나 이상의 실시간 센서데이터로부터 상기 발전소의 발전설비 상태를 판단하여 고장 발생을 예측 및 진단하는 고장예측/진단모듈; 및 상기 고장예측/진단모듈의 예측 및 진단 결과 및 대응되는 발전설비의 부가정보를 함께 표시하는 정보표시모듈을 포함한다. A power plant failure prediction and diagnosis system according to an embodiment of the present invention includes a data generation module for constructing a virtual power plant and generating a plurality of learning data; A data processing module that analyzes and converts the learning data and loads the converted data; Predicting and diagnosing failures by performing the learning for predicting and diagnosing failures from the data loaded in the data processing module, and determining the state of the power generation facilities of the power plants from one or more real-time sensor data collected from the power plants based on the learning results. Fault prediction/diagnostic module; And an information display module for displaying prediction and diagnosis results of the failure prediction/diagnostic module and additional information of a corresponding power generation facility together.
본 발명의 실시예에 따른 발전소 고장 예측 및 진단방법은, 발전소의 다수의 발전설비들 각각에 대한 정보에 기초하여 가상발전소를 구축하고, 상기 가상발전소를 기동하여 다수의 학습데이터를 생성하는 단계; 상기 학습데이터의 유효성을 분석하고, 분석 결과에 따라 상기 학습데이터를 변환하여 적재하는 단계; 적재된 데이터를 이용하여 상기 다수의 발전설비들의 고장 발생 예측 및 진단을 학습하고, 학습 결과에 기초하여 상기 발전소로부터 수집된 하나 이상의 실시간 센서데이터로부터 상기 다수의 발전설비들의 고장 발생을 예측 및 진단하는 단계; 및 고장 발생에 대한 예측 및 진단 결과에 대응되는 발전설비의 부가정보를 상기 예측 및 진단 결과와 함께 표시하는 단계를 포함한다. A method of predicting and diagnosing a power plant failure according to an embodiment of the present invention includes: constructing a virtual power plant based on information on each of a plurality of power generation facilities of the power plant, and starting the virtual power plant to generate a plurality of learning data; Analyzing the validity of the learning data and converting and loading the learning data according to the analysis result; Learning the failure occurrence prediction and diagnosis of the plurality of power generation facilities using the loaded data, and predicting and diagnosing the failure occurrence of the plurality of power generation facilities from one or more real-time sensor data collected from the power plant based on the learning result. step; And displaying additional information of the power generation facility corresponding to the predicted and diagnosed results of the failure together with the predicted and diagnosed results.
본 발명의 발전소 고장 예측 및 진단시스템은, 인공지능 기반의 학습모델을 이용하여 발전설비의 고장 발생을 미리 예측 및 진단하고, 이를 발전설비의 부가정보와 함께 표시함으로써, 실제 발전설비의 고장이 발생되기 전에 해당 발전설비의 고장을 미연에 방지할 수 있다. The power plant failure prediction and diagnosis system of the present invention predicts and diagnoses a power generation facility failure in advance using an artificial intelligence-based learning model, and displays it together with additional information of the power generation facility, thereby causing a failure of the actual power generation facility. The failure of the power generation facility before it can be prevented.
또한, 본 발명의 발전소 고장 예측 및 진단시스템은 가상발전소를 구축하여 다양한 고장 상황에 대한 학습데이터를 생성함으로써, 학습모델의 학습 능력을 높여 발전설비 고장 예측 및 진단의 정확성 및 신뢰도를 높일 수 있다. In addition, the power plant failure prediction and diagnosis system of the present invention can build a virtual power plant to generate learning data for various failure situations, thereby increasing the learning ability of the learning model to increase the accuracy and reliability of power plant failure prediction and diagnosis.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 고장 예측 및 진단시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 데이터생성모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 데이터처리모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 정보표시모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 고장 예측 및 진단방법을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a power plant failure prediction and diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the data generation module of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the data processing module of FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the information display module of FIG. 1.
5 is a view showing a power plant failure prediction and diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the embodiment of the present invention will be described the configuration and operation.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.It should be noted that the same components among the drawings are represented by the same reference numerals and symbols as much as possible, even if they are displayed on different drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Also, when a part is said to "include" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components, unless otherwise stated.
또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Also, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted in a conventional and lexical sense, and the inventors can properly define the concept of terms to describe their own invention in the best way. Based on the principles, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only a preferred embodiment of the present invention, and does not represent all of the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of this application And variations, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 고장 예측 및 진단시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 각 구성을 세부적으로 나타내는 도면들이다. 1 is a view showing the configuration of a power plant failure prediction and diagnosis system according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 4 are diagrams showing each configuration of FIG. 1 in detail.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 발전소 고장예측 및 진단시스템(100)은 발전소(200)로부터 수집되는 다수의 실시간 센서데이터(미도시)로부터 발전소(200)의 발전설비 상태를 분석하고, 이에 따라 발전설비의 고장 발생을 예측하여 진단할 수 있다. 이때, 고장예측 및 진단시스템(100)은 사전 학습된 학습모델을 이용하여 실시간 센서데이터로부터 발전설비의 고장 발생을 예측할 수 있다. 이어, 고장예측 및 진단시스템(100)은 예측 및 진단 결과를 발전소(200)의 운전원들에게 제공하여 발전설비의 예방 정비가 수행될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 발전소 고장예측 및 진단시스템(100)은 데이터생성모듈(110), 데이터처리모듈(120), 고장예측/진단모듈(130) 및 정보표시모듈(140)을 포함할 수 있다. 1 to 4, the power plant failure prediction and
데이터생성모듈(110)은 후술될 고장예측/진단모듈(130)의 사전 학습을 위한 학습데이터를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 데이터생성모듈(110)은 가상발전소를 구축하여 기동함으로써, 가상발전소로부터 수집되는 센서데이터에 따른 학습데이터를 생성할 수 있다. 데이터생성모듈(110)은 모델링 유닛(111), 시뮬레이션 유닛(113) 및 데이터추출 유닛(115)을 포함할 수 있다. The
모델링 유닛(111)은 발전소(200)의 다수의 발전설비들 각각을 모델링하여 가상발전소를 구축할 수 있다. 모델링 유닛(111)은 외부에서 제공된 발전설비정보에 기초하여 가상발전소를 구축할 수 있다. 이때, 모델링 유닛(111)은 가상발전소의 기동을 제어할 수 있는 기동제어시스템을 함께 구축할 수 있다. The
시뮬레이션 유닛(113)은 소정의 기동 시나리오에 기초하여 기 구축된 가상발전소를 가상으로 기동할 수 있다. 기동 시나리오는 가상발전소의 정상기동을 위한 정상기동 시나리오 및 가상발전소의 고장발생을 위한 고장기동 시나리오를 포함할 수 있다. The
데이터추출 유닛(115)은 시뮬레이션 유닛(113)에 의해 기동되는 가상발전소로부터 다수의 센서데이터, 예컨대 가상 센서데이터를 추출할 수 있다. 가상 센서데이터는 가상발전소의 다수의 발전설비 각각마다 설정된 적어도 하나의 센싱 포인트로부터 추출될 수 있다. 데이터추출 유닛(115)은 추출된 다수의 가상 센서데이터를 학습데이터로 생성하여 출력할 수 있다. The
앞서, 가상발전소는 정상기동 시나리오 및 고장기동 시나리오에 기초하여 각각 가상으로 기동되는 것을 설명하였다. 이에, 데이터추출 유닛(115)은 가상발전소의 정상기동에 따른 가상 센서데이터 및 가상발전소의 고장기동에 따른 가상 센서데이터를 각각 추출하고, 그에 따른 학습데이터, 즉 정상기동 학습데이터 및 고장기동 학습데이터를 각각 생성할 수 있다. Previously, it was described that the virtual power plants are virtually started based on the normal start-up scenario and the fault start-up scenario, respectively. Accordingly, the
데이터처리모듈(120)은 데이터생성모듈(110)로부터 출력된 학습데이터, 즉 다수의 가상 센서데이터를 수집하여 처리한 후, 이를 적재할 수 있다. 또한, 데이터처리모듈(120)은 발전소(200)로부터 실시간 센서데이터를 수집하여 처리한 후, 이를 적재할 수 있다. 이때, 실시간 센서데이터는 발전소(200)의 다수의 발전설비 각각의 적어도 하나의 센싱 포인트로부터 추출되어 수집될 수 있다. 데이터처리모듈(120)은 데이터선택 유닛(121), 데이터분석 유닛(122), 데이터통합 유닛(123), 제1적재 유닛(124) 및 제2적재 유닛(125)을 포함할 수 있다. The
데이터선택 유닛(121)은 데이터생성모듈(110)에서 수집되는 학습 데이터 및 발전소(200)에서 수집되는 실시간 센서데이터 중 하나를 선택할 수 있다. The
데이터분석 유닛(122)은 데이터선택 유닛(121)에 의해 선택된 데이터를 분석하여 변환할 수 있다. 데이터분석 유닛(122)은 데이터의 유효성을 분석하고, 분석 결과에 따라 데이터의 표준화를 수행할 수 있다. 데이터분석 유닛(122)은 표준화된 데이터를 변환할 수 있다. 여기서, 데이터분석 유닛(122)에 제공되는 학습 데이터 및 실시간 센서데이터는 시계열 데이터일 수 있다. 이에, 데이터분석 유닛(122)은 제공된 시계열 데이터를 변환할 수 있다. 이때, 데이터분석 유닛(122)은 학습 데이터 및 실시간 센서데이터를 2차원 또는 3차원 이미지 데이터로 변환할 수 있다. The
데이터통합 유닛(123)은 변환된 데이터의 상호 관계를 판단하고, 그에 따라 데이터를 그룹화하여 통합할 수 있다. 학습 데이터 및 실시간 센서데이터는 발전소(200) 또는 가상발전소의 기동에 따라 수집되는 발전설비의 상태정보에 따른 데이터이다. 따라서, 데이터통합 유닛(123)은 변환된 데이터를 발전설비의 종류별로 그룹화하여 통합할 수 있다. 또한, 데이터통합 유닛(123)은 변환된 데이터를 발전설비의 상태별로 그룹화하여 통합할 수 있다. The
제1적재 유닛(124) 및 제2적재 유닛(125) 각각에는 통합된 데이터가 적재될 수 있다. 이때, 제1적재 유닛(124)에는 실시간 데이터가 적재될 수 있고, 제2적재 유닛(125)에는 일정 기간 동안 누적된 데이터가 적재될 수 있다. 여기서, 제1적재 유닛(124) 및 제2적재 유닛(125)은 2차원 또는 3차원 이미지 데이터로 변환되어 상호 관계에 따라 통합된 데이터를 매트릭스 형태로 적재할 수 있다. The integrated data may be loaded in each of the
이와 같이, 데이터처리모듈(120)은 수집된 데이터, 즉 학습 데이터 및 실시간 센서데이터의 분석, 변환 및 통합을 통해 적재함으로써, 후술될 고장예측/진단모듈(130)의 사전 학습 및 고장 예측에 활용될 수 있는 대규모 데이터 플랫폼을 구축할 수 있다. As described above, the
고장예측/진단모듈(130)은 데이터처리모듈(120)에 적재된 데이터, 예컨대 학습 데이터를 이용하여 발전설비의 상태에 따른 고장발생 예측 및 진단에 대한 사전 학습을 수행할 수 있다. 또한, 고장예측/진단모듈(130)은 학습에 기초하여 데이터처리모듈(120)에 적재된 데이터, 예컨대 실시간 센서데이터로부터 발전설비의 고장발생을 예측 및 진단할 수 있다. The failure prediction/
고장예측/진단모듈(130)은 인공지능 기반의 학습모델로 구현될 수 있다. 이러한 고장예측/진단모듈(130)은 적어도 2개의 예측/진단 유닛(미도시)으로 구성될 수 있는데, 예컨대 실시간으로 빠른 연산을 수행하는 제1예측/진단 유닛과 상기 제1예측/진단 유닛의 출력을 심층적으로 연산하는 제2예측/진단 유닛을 포함할 수 있다. 이는, 통상의 발전소(200)의 발전설비는 대부분의 상태가 정상상태이므로, 빠른 연산을 통해 정상상태가 아닌 비정상을 검출하고, 이를 심층 분석하는 것이 요구되기 때문이다. The failure prediction/
고장예측/진단모듈(130)은 발전설비의 고장 발생 예측 및 진단 결과를 출력할 수 있다. 상기 결과는 고장 발생의 대응 단계 정보, 잔여 대응시간 정보 및 고장 원인정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The failure prediction/
정보표시모듈(140)은 고장예측/진단모듈(130)의 발전설비 고장 예측 및 진단 결과를 외부, 즉 발전소 운전원들에게 표시할 수 있다. 정보표시모듈(140)은 데이터베이스(141), 매핑 유닛(143) 및 표시 유닛(145)을 포함할 수 있다. The
데이터베이스(141)에는 발전소(200)의 다수의 발전설비 각각에 대한 각종 부가정보가 저장될 수 있다. 부가정보는 발전설비의 현장 사진 및 영상정보, 발전설비의 고장이력 및 정비이력정보, 발전설비의 배치에 대한 도면정보 및 발전설비의 3차원 모델링 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Various additional information about each of the plurality of power generation facilities of the
매핑 유닛(143)은 고장예측/진단모듈(130)에서 제공된 예측 및 진단 결과에 기초하여 해당 발전설비와 데이터베이스(141)의 부가정보를 일대일로 매핑할 수 있다. 예컨대, 고장예측/진단모듈(130)에 의해 다수의 발전설비 중에서 덕트(air intake)의 고장 발생이 예측된 경우에, 매핑 유닛(143)은 고장예측/진단모듈(130)에서 제공된 예측 및 진단 결과에 기초하여 데이터베이스(141)에 저장된 다수의 부가정보 중에서 덕트에 해당되는 부가정보를 추출하여 매핑할 수 있다. 이때, 추출되는 부가정보는 덕트의 현장 영상 및 사진, 도면 및 3차원 모델링, 덕트의 설비정보 및 과거 고장 및 정비 이력 등을 포함할 수 있다. The
표시 유닛(145)은 고장예측/진단모듈(130)에서 제공된 발전설비의 고장 예측 및 진단 결과와 매핑 유닛(143)에 의한 상기 발전설비의 부가정보를 함께 디스플레이할 수 있다. The
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 고장 예측 및 진단방법을 나타내는 도면이다. 5 is a view showing a power plant failure prediction and diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 고장예측 및 진단시스템(100)의 데이터생성모듈(110)은 고장예측/진단모듈(130)의 학습을 위한 다수의 학습데이터를 생성할 수 있다(S10). Referring to FIG. 5, the
먼저, 데이터생성모듈(110)의 모델링 유닛(111)은 외부에서 제공된 발전설비정보에 기초하여 가상발전소를 구축할 수 있다(S11). 이어, 시뮬레이션 유닛(113)은 소정의 시나리오, 예컨대 정상기동 시나리오 및 고장기동 시나리오에 기초하여 가상발전소를 기동할 수 있다(S13). 계속해서, 데이터추출 유닛(115)은 가상발전소의 다수의 발전설비 각각마다 설정된 적어도 하나의 센싱 포인트로부터 가상발전소의 기동에 따른 발전설비의 상태정보를 가상 센서데이터로 추출할 수 있다(S15). 데이터생성모듈(110)은 추출된 다수의 가상 센서데이터를 학습데이터로 생성하여 출력할 수 있다.First, the
고장예측 및 진단시스템(100)의 데이터처리모듈(120)은 데이터생성모듈(110)의 다수의 학습데이터 또는 발전소(200)의 다수의 실시간 센서데이터를 수집하여 분석 및 변환하고, 이를 통합하여 적재할 수 있다(S20). The
데이터처리모듈(120)의 데이터선택 유닛(121)은 다수의 학습데이터 및 실시간 센서데이터 중 하나를 선택할 수 있다(S21). 이어, 데이터분석 유닛(122)은 선택된 데이터의 유효성을 분석하여 표준화를 수행하고, 이를 2차원 또는 3차원의 이미지 데이터로 변환할 수 있다(S23). 계속해서, 데이터통합 유닛(123)은 변환된 데이터를 그룹화하여 통합하고, 이를 적재할 수 있다(S25). The
고장예측/진단모듈(130)은 데이터처리모듈(120)에 적재된 다수의 학습데이터를 이용하여 발전설비의 고장 발생 예측 및 진단을 학습할 수 있다. 이어, 고장예측/진단모듈(130)은 학습 결과에 기초하여 발전소(200)로부터 수집된 실시간 센서데이터로부터 발전설비의 실제 고장 발생을 예측 및 진단할 수 있다(S30).The failure prediction/
고장예측/진단모듈(130)은 인공지능 기반의 학습모델로 구현될 수 있다. 따라서, 고장예측/진단모듈(130)은 고장 발생의 예측 및 진단 정확성을 높이기 위해 다양한 학습이 필요하다. 이에, 고장 예측 및 진단시스템(100)은 데이터생성모듈(110)을 이용하여 발전설비의 다양한 고장 상황에 대한 학습데이터를 생성하고, 이를 이용하여 고장예측/진단모듈(130)을 학습시킬 수 있다. The failure prediction/
다시 말해, 발전소(200)에서 수집되는 실제 데이터, 즉 실시간 센서데이터는 대부분 발전소(200)의 정상기동에 따른 발전설비의 상태에 대한 데이터이다. 따라서, 발전설비의 다양한 고장 상황에 따라 고장예측/진단모듈(130)을 학습시키는 것이 어렵다. In other words, the actual data collected from the
이에, 본 발명의 고장 예측 및 진단시스템(100)은 데이터생성모듈(110)을 통해 가상발전소를 구축하고, 다양한 고장기동 시나리오를 이용하여 가상발전소를 기동함으로써, 발전설비에 대한 다양한 고장 상황의 센서데이터, 즉 가상 센서데이터를 추출할 수 있다. 그리고, 이러한 가상 센서데이터를 분석 및 변환하여 고장예측/진단모듈(130)에 학습데이터로 제공함으로써, 고장예측/진단모듈(130)은 다양한 고장 환경에서의 발전설비의 상태에 대해 학습할 수 있다. 그리고, 고장예측/진단모듈(130)은 학습 결과에 기초하여 실제 데이터, 즉 발전소(200)로부터 수집되는 실시간 센서데이터로부터 발전설비의 실제 고장 발생을 예측 및 진단하고, 그에 따른 예측 및 진단결과를 출력할 수 있다. 고장예측/진단모듈(130)에서 출력되는 예측 및 진단결과는 고장 발생이 예측되는 발전설비에 대한 고장 대응 단계 정보, 잔여 대응시간 정보 및 고장 원인정보 등을 포함할 수 있다. Accordingly, the failure prediction and
다음으로, 정보표시모듈(140)은 고장예측/진단모듈(130)의 고장 예측 및 진단 결과를 외부의 발전소 운전원들에게 표시할 수 있다(S40). 정보표시모듈(140)은 예측 및 진단결과에 기초하여 데이터베이스(141)로부터 해당 발전설비의 다양한 부가정보를 추출하고, 이를 예측 및 진단 결과에 매핑하여 함께 표시할 수 있다. 여기서, 부가정보는 발전설비의 현장 사진 및 영상정보, 발전설비의 고장이력 및 정비이력정보, 발전설비의 배치에 대한 도면정보 및 발전설비의 3차원 모델링 정보 등을 포함할 수 있다. Next, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 발전소 고장 예측 및 진단시스템(100)은 인공지능 기반의 학습모델로 구현된 고장예측/진단모듈(130)을 통해 발전소(200)의 발전설비의 고장 발생을 예측 및 진단하여 발전설비의 부가정보와 함께 표시함으로써, 실제 발전설비의 고장이 발생되기 전에 해당 발전설비의 고장을 미연에 방지할 수 있다. As described above, the power plant failure prediction and
또한, 본 발명의 발전소 고장 예측 및 진단시스템(100)은 가상발전소를 구축하여 다양한 고장 상황에 대한 학습데이터를 생성함으로써, 고장예측/진단모듈(130)의 학습 능력을 높일 수 있으며, 이로 인해 고장예측/진단모듈(130)을 통한 발전소(200)의 발전설비 고장 예측 및 진단의 정확성을 높일 수 있다. In addition, the power plant failure prediction and
100: 발전소 고장예측 및 진단시스템 110: 데이터생성모듈
111: 모델링 유닛 113: 시뮬레이션 유닛
115: 데이터추출 유닛 120: 데이터처리모듈
121: 데이터선택 유닛 122: 데이터분석 유닛
123: 데이터통합 유닛 124: 제1적재 유닛
125: 제2적재 유닛 130: 고장예측/진단모듈
140: 정보표시모듈 141: 데이터베이스
143: 매핑 유닛 145: 표시 유닛100: power plant failure prediction and diagnosis system 110: data generation module
111: modeling unit 113: simulation unit
115: data extraction unit 120: data processing module
121: data selection unit 122: data analysis unit
123: data integration unit 124: first loading unit
125: second loading unit 130: failure prediction / diagnosis module
140: information display module 141: database
143: mapping unit 145: display unit
Claims (12)
상기 학습데이터를 분석하여 변환하고, 변환된 데이터를 적재하는 데이터처리모듈;
상기 데이터처리모듈에 적재된 데이터로부터 고장 예측 및 진단을 위한 학습을 수행하고, 학습 결과에 기초하여 발전소로부터 수집된 하나 이상의 실시간 센서데이터로부터 상기 발전소의 발전설비 상태를 판단하여 고장 발생을 예측 및 진단하는 고장예측/진단모듈; 및
상기 고장예측/진단모듈의 예측 및 진단 결과 및 대응되는 발전설비의 부가정보를 함께 표시하는 정보표시모듈;을 포함하고,
상기 데이터생성모듈은,
상기 발전소의 다수의 발전설비들 각각을 모델링하여 상기 가상발전소를 구축하는 모델링 유닛;
정상기동 시나리오 및 고장기동 시나리오 중 하나에 기초하여 상기 가상발전소를 기동하는 시뮬레이션 유닛; 및
상기 가상발전소로부터 가상 센서데이터를 추출하여 상기 학습데이터로 생성하는 데이터추출 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단시스템.A data generation module for constructing a virtual power plant and generating a plurality of learning data;
A data processing module that analyzes and converts the learning data and loads the converted data;
Predicting and diagnosing failures by performing the learning for predicting and diagnosing failures from the data loaded in the data processing module, and determining the status of the power generation facilities of the power plants from one or more real-time sensor data collected from the power plants based on the learning results. Fault prediction/diagnostic module; And
Includes an information display module for displaying the predictive and diagnostic results of the failure prediction/diagnostic module and additional information of the corresponding power generation facility together.
The data generation module,
A modeling unit for constructing the virtual power plant by modeling each of a plurality of power generation facilities of the power plant;
A simulation unit for starting the virtual power plant based on one of a normal start-up scenario and a failure start-up scenario; And
And a data extraction unit that extracts virtual sensor data from the virtual power plant and generates it as the learning data.
상기 데이터처리모듈은,
상기 데이터생성모듈의 상기 학습데이터와 상기 발전소의 상기 실시간 센서데이터 중 하나를 선택하는 데이터선택 유닛;
선택된 데이터의 유효성을 분석하고, 분석결과에 기초하여 상기 선택된 데이터를 표준화하여 변환하는 데이터분석 유닛;
변환된 데이터를 그룹화하여 통합하는 데이터통합 유닛; 및
통합된 데이터를 적재하는 적재 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단시스템.According to claim 1,
The data processing module,
A data selection unit selecting one of the learning data of the data generation module and the real-time sensor data of the power plant;
A data analysis unit for analyzing the validity of the selected data and standardizing and converting the selected data based on the analysis result;
A data integration unit for grouping and consolidating the converted data; And
Power plant failure prediction and diagnostic system comprising a loading unit for loading integrated data.
상기 고장예측/진단모듈은 인공지능 기반의 학습모델로 구현되는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단시스템.According to claim 1,
The failure prediction/diagnosis module is a power plant failure prediction and diagnosis system, characterized by being implemented as an artificial intelligence-based learning model.
상기 정보표시모듈은,
다수의 발전설비 각각에 대한 상기 부가정보가 저장된 데이터베이스;
상기 다수의 발전설비 중 상기 예측 및 진단 결과에 대응되는 적어도 하나의 발전설비의 부가정보를 상기 예측 및 진단 결과에 매핑하는 매핑 유닛; 및
상기 예측 및 진단 결과와 매핑된 부가정보를 함께 표시하는 표시 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단시스템.According to claim 1,
The information display module,
A database storing the additional information for each of a plurality of power generation facilities;
A mapping unit that maps additional information of at least one power generation facility corresponding to the prediction and diagnosis results among the plurality of power generation facilities to the prediction and diagnosis results; And
And a display unit displaying additional information mapped together with the prediction and diagnosis results.
상기 예측 및 진단 결과는,
상기 발전설비의 고장 발생에 따른 대응 단계 정보, 잔여 대응시간 정보 및 고장 원인정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단시스템.According to claim 1,
The prediction and diagnosis results,
Power plant failure prediction and diagnosis system, characterized in that it comprises at least one of the response step information, residual response time information and failure cause information according to the failure of the power generation facility.
상기 부가정보는,
상기 발전설비의 현장 사진 및 영상정보, 상기 발전설비의 고장이력 및 정비이력정보, 상기 발전설비의 배치에 대한 도면정보 및 상기 발전설비의 3차원 모델링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단시스템.According to claim 1,
The additional information,
A power plant comprising at least one of on-site photo and video information of the power generation facility, failure history and maintenance history information of the power generation facility, drawing information on the arrangement of the power generation facility, and three-dimensional modeling information of the power generation facility. Failure prediction and diagnosis system.
상기 학습데이터의 유효성을 분석하고, 분석 결과에 따라 상기 학습데이터를 변환하여 적재하는 단계;
적재된 데이터를 이용하여 상기 다수의 발전설비들의 고장 발생 예측 및 진단을 학습하고, 학습 결과에 기초하여 상기 발전소로부터 수집된 하나 이상의 실시간 센서데이터로부터 상기 다수의 발전설비들의 고장 발생을 예측 및 진단하는 단계; 및
고장 발생에 대한 예측 및 진단 결과에 대응되는 발전설비의 부가정보를 상기 예측 및 진단 결과와 함께 표시하는 단계;를 포함하고,
상기 다수의 학습데이터를 생성하는 단계는,
정상기동 시나리오 및 고장기동 시나리오 중 하나에 기초하여 상기 가상발전소를 기동하는 단계; 및
상기 가상발전소에 설정된 적어도 하나의 센싱 포인트로부터 다수의 가상 센서데이터를 추출하고, 상기 다수의 가상 센서데이터에 기초하여 상기 다수의 학습데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단방법.Constructing a virtual power plant based on information on each of a plurality of power generation facilities of the power plant, and starting the virtual power plant to generate a plurality of learning data;
Analyzing the validity of the learning data and converting and loading the learning data according to the analysis result;
Learning the failure occurrence prediction and diagnosis of the plurality of power generation facilities using the loaded data, and predicting and diagnosing the failure occurrence of the plurality of power generation facilities from one or more real-time sensor data collected from the power plant based on the learning result. step; And
Includes; displaying additional information of the power generation facility corresponding to the prediction and diagnosis results for the failure occurrence together with the prediction and diagnosis results;
The step of generating the plurality of learning data,
Starting the virtual power plant based on one of a normal start-up scenario and a failure start-up scenario; And
And extracting a plurality of virtual sensor data from at least one sensing point set in the virtual power plant, and generating the plurality of learning data based on the plurality of virtual sensor data. Way.
상기 학습데이터를 변환하여 적재하는 단계는,
상기 학습데이터와 상기 실시간 센서데이터 중 하나를 선택하고, 선택된 데이터의 유효성을 분석하는 단계;
분석 결과에 기초하여 상기 선택된 데이터를 변환하는 단계; 및
변환된 데이터를 그룹화하여 통합하고, 통합된 데이터를 적재하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단방법.The method of claim 8,
The step of converting and loading the learning data,
Selecting one of the learning data and the real-time sensor data, and analyzing the validity of the selected data;
Converting the selected data based on an analysis result; And
A method of predicting and diagnosing a power plant failure, comprising the step of grouping and consolidating the transformed data and loading the integrated data.
상기 다수의 발전설비들의 고장 발생을 예측 및 진단하는 단계는,
고장 발생에 따른 대응 단계 정보, 잔여 대응시간 정보 및 고장 원인정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 예측 및 진단 결과를 출력하는 단계인 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단방법.The method of claim 8,
Predicting and diagnosing the failure of the plurality of power generation facilities,
And outputting the prediction and diagnosis results including at least one of response stage information, residual response time information, and failure cause information according to a failure occurrence.
상기 부가정보를 상기 예측 및 진단 결과와 함께 표시하는 단계는,
상기 예측 및 진단 결과에 대응되는 상기 발전설비의 현장 사진 및 영상정보, 상기 발전설비의 고장이력 및 정비이력정보, 상기 발전설비의 배치에 대한 도면정보 및 상기 발전설비의 3차원 모델링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 부가정보를 함께 표시하는 단계인 것을 특징으로 하는 발전소 고장 예측 및 진단 방법.The method of claim 8,
The step of displaying the additional information together with the prediction and diagnosis results,
At least one of on-site photo and video information of the power generation facility, failure history and maintenance history information of the power generation facility, drawing information about the arrangement of the power generation facility, and three-dimensional modeling information of the power generation facility corresponding to the prediction and diagnosis results Method for predicting and diagnosing a power plant failure, characterized in that the step of displaying the additional information together.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180075011A KR102118966B1 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | System and method for fault forecast and diagnostic of power plant |
PCT/KR2019/007849 WO2020004994A1 (en) | 2018-06-28 | 2019-06-28 | System for predicting and diagnosing malfunction of power plant and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180075011A KR102118966B1 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | System and method for fault forecast and diagnostic of power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200001903A KR20200001903A (en) | 2020-01-07 |
KR102118966B1 true KR102118966B1 (en) | 2020-06-04 |
Family
ID=68987400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180075011A KR102118966B1 (en) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | System and method for fault forecast and diagnostic of power plant |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102118966B1 (en) |
WO (1) | WO2020004994A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102419795B1 (en) | 2021-01-14 | 2022-07-12 | 인천대학교 산학협력단 | Diagnostic and control method of heating system for using virtual sensor |
KR20240032413A (en) | 2022-09-02 | 2024-03-12 | 한국전력공사 | System and operating method for diagnosing plant based on intelligent agent using simulator |
KR20240045607A (en) | 2022-09-30 | 2024-04-08 | 한국전력공사 | System and method for updating firmware of power facilities |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102202527B1 (en) * | 2020-03-04 | 2021-01-13 | 주식회사 쓰리아이씨 | A system for determinating the disturbance direction in power plant |
CN111612233A (en) * | 2020-05-13 | 2020-09-01 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Method and device for obtaining importance scores of power distribution network line re-jump influence factors |
KR102594239B1 (en) * | 2021-06-23 | 2023-10-25 | 한국수력원자력 주식회사 | Apparatus for judging common errors and the method for judging common errors |
KR102530632B1 (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-10 | (주)한울전력기술 | Design verification method using aritificial intelligence simulator for plant design verification |
KR102613712B1 (en) * | 2023-03-08 | 2023-12-14 | (주)원텍시스템 | Virtual simulation device, method and system of nuclear power plant control system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101065767B1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-09-19 | 주식회사 지오네트 | Online early fault detection and diagnostic method for plant operation |
KR101518720B1 (en) * | 2015-02-15 | 2015-05-08 | (주)부품디비 | Method and apparatus for managing failure mode for condition based maintenance in marin resource production equipment |
JP2015138525A (en) | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 株式会社東芝 | virtual plant monitoring control device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08129415A (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Hitachi Ltd | Support system for analysis of plant failure |
US9875640B2 (en) * | 2015-04-08 | 2018-01-23 | General Electric Company | Method and system for managing plant alarm systems |
-
2018
- 2018-06-28 KR KR1020180075011A patent/KR102118966B1/en active IP Right Grant
-
2019
- 2019-06-28 WO PCT/KR2019/007849 patent/WO2020004994A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101065767B1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-09-19 | 주식회사 지오네트 | Online early fault detection and diagnostic method for plant operation |
JP2015138525A (en) | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 株式会社東芝 | virtual plant monitoring control device |
KR101518720B1 (en) * | 2015-02-15 | 2015-05-08 | (주)부품디비 | Method and apparatus for managing failure mode for condition based maintenance in marin resource production equipment |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102419795B1 (en) | 2021-01-14 | 2022-07-12 | 인천대학교 산학협력단 | Diagnostic and control method of heating system for using virtual sensor |
KR20240032413A (en) | 2022-09-02 | 2024-03-12 | 한국전력공사 | System and operating method for diagnosing plant based on intelligent agent using simulator |
KR20240045607A (en) | 2022-09-30 | 2024-04-08 | 한국전력공사 | System and method for updating firmware of power facilities |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020004994A1 (en) | 2020-01-02 |
KR20200001903A (en) | 2020-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102118966B1 (en) | System and method for fault forecast and diagnostic of power plant | |
US20180275630A1 (en) | System and method for machine tool maintenance and repair | |
US10901834B2 (en) | Interactive troubleshooting assistant | |
KR102141677B1 (en) | Learning data generating apparatus and method for learning model of fault forecast and diagnostic system of power plant | |
JP2009053938A (en) | Equipment diagnosing system and equipment-diagnosing method on the basis of multiple model | |
CN109791401A (en) | Generate the fault model for being used for embedded analysis and diagnosis/Forecast reasoning | |
CN106406270A (en) | System level fault diagnosis for the air management system of an aircraft | |
JP7251924B2 (en) | Failure diagnosis device, failure diagnosis method, and machine to which failure diagnosis device is applied | |
CN104504248A (en) | Failure diagnosis modeling method based on designing data analysis | |
US20190300030A1 (en) | Method and apparatus for identifying faults for a technical system | |
CN104011750A (en) | Processing a technical system | |
US20230162484A1 (en) | Apparatus and method for generating learning data for artificial intelligence model | |
CN105574328B (en) | A kind of integrated approach of on-board diagnostics model | |
JP5487060B2 (en) | Failure cause diagnosis method and failure cause diagnosis device | |
CN108710959A (en) | Reduce method, nuclear power generating sets and the storage medium of nuclear power generating sets failure rate | |
Zabi et al. | Health monitoring and prognosis of hybrid systems | |
CN104777826B (en) | Device, test support method and test support program are supported in test for plant monitoring system | |
KR102141673B1 (en) | Display method of fault forecast and diagnostic system of power plant | |
Niculita et al. | Design for diagnostics and prognostics: A physical-functional approach | |
JP2021005370A (en) | Data driven machine learning for modeling aircraft sensors | |
Malekloo et al. | Combination of GIS and SHM in prognosis and diagnosis of bridges in earthquake-prone locations | |
US11144046B2 (en) | Fault signal recovery apparatus and method | |
CN115185792A (en) | Fault hardware processing method, device and system | |
KR20220107540A (en) | Apparatus for artificial intelligence based safety diagnosis through 3d model and method thereof | |
Arogeti et al. | Mode tracking and FDI of hybrid systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |