KR20170051525A - 과도 상태 중의 발전 장비의 불량의 검출 및 분류 - Google Patents

과도 상태 중의 발전 장비의 불량의 검출 및 분류 Download PDF

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KR20170051525A
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하니 에프. 바실리
이든 디. 프롤리츠
벤자민 이. 배스포드
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지멘스 에너지, 인크.
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Abstract

본 발명에 따른 터빈의 과도 동작의 감시는 과도 동작에 대한 출발 조건 및 정지 조건을 식별하는 단계 그리고 출발 조건으로부터 정지 조건까지의 경로를 한정하는 단계를 포함하고, 경로는 복수개의 순차적으로 배열되는 서브-세그먼트를 포함한다. 또한, 경로의 개별 서브-세그먼트 각각에 대한 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치가 얻어지고, 그 다음에, 개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치가 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되는 지의 결정이 수행된다.

Description

과도 상태 중의 발전 장비의 불량의 검출 및 분류{DETECTION AND CLASSIFICATION OF FAILURES OF POWER GENERATING EQUIPMENT DURING TRANSIENT CONDITIONS}
관련출원에 대한 교차참조
본 출원은 "온라인 센서 데이터의 복귀 맵으로부터 유도되는 위상 공간 매니폴드를 갖는 과도 상태 중의 발전 장비의 불량의 검출 및 분류(DETECTION AND CLASSIFICATION OF FAILURES OF POWER GENERATION EQUIPMENT DURING TRANSIENT CONDITIONS WITH PHASE SPACE MANIFOLDS DERIVED FROM RETURN MAPS OF ONLINE SENSOR DATA)"의 발명의 명칭으로 2012년 4월 6일자로 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/621,027호의 이익을 향유하고, 그 전체 개시 내용은 여기에 참조로 합체되어 있다.
본 발명은 발전 장비의 분야에 그리고 더 구체적으로 발전 장비의 불량 분석에 관한 것이다.
일반적으로, 발전 장비(예컨대, 증기 터빈, 가스 터빈 등)는 2개의 모드 즉 정상-상태 및 과도 모드에서 동작된다. 정상-상태 모드에서, 예컨대 온도, 압력, 연료 유동, 전류 등의 동작 파라미터는 시간에 따라 실질적으로 변화되지 않는다. 발전 장비 내의 정상-상태 상태에 대한 가장 통상적인 시나리오는 특정한 규격의 열 한계에서의 장비의 동작인 기저-부하 동작(base-load operation)이다. 과도 상태는 예컨대 시동(starting up), 폐쇄(shutting down), 고장(fault) 또는 작동(trip) 상태 그리고 부하 변화(load change) 등의 대부분의 다른 경우에서 적용된다.
발전 장비 내의 정상 상태 고장을 진단하는 하나의 종래의 방법은 기대된 수치로부터의 이탈에 대해 시스템 센서를 감시하는 것을 포함한다. 기대된 수치는 전형적으로 발전 장비가 이상적으로 동작되어야 하는 방식의 모델로부터 계산되고, 그 다음에 감시된 센서로부터의 수치는 기대된 수치와 비교될 수 있다. 발전 장비의 동작에 영향을 미치는 모든 인자가 측정 또는 감시될 수 없기 때문에, 그로 인한 장비의 동작의 수학적 모델은 장비 동작 파라미터의 일부에 대해 정밀성을 갖지 못할 수 있다.
위에서 설명된 종래의 방법은 정상-상태 동작이 장비가 동작 중인 동안에 비교적 신속한 분석(즉, 온-라인 분석)을 가능케 하는 선형 거동을 나타내기 때문에 정상-상태 동작의 분석에 유용할 수 있다. 그러나, 과도 동작은 매우 급속하게 그리고 종종 비-선형 방식으로 변동될 수 있다. 따라서, 발전 장비의 과도 상태는 분석하기 더 어렵다.
이와 같이, 발전 장비의 과도 상태를 효과적으로 분석하는 기술, 방법 및 시스템 특히 이러한 장비의 온-라인 분석에 대한 필요성이 남아 있다.
본 발명의 태양은 터빈의 과도 동작을 감시하는 방법에 관한 것이다. 방법은 과도 동작에 대한 출발 조건 및 정지 조건을 식별하는 단계 그리고 출발 조건으로부터 정지 조건까지의 경로를 한정하는 단계를 포함하고, 경로는 복수개의 순차적으로 배열되는 서브-세그먼트를 포함한다. 또한, 이러한 방법에 따르면, 경로의 개별 서브-세그먼트 각각에 대한 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치가 얻어지고, 그 다음에, 개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치가 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되는 지의 결정이 수행된다.
본 발명의 추가의 태양에 따르면, 그와 함께 실시되는 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 있는 터빈의 과도 동작을 감시하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드는 a) 과도 동작에 대한 출발 조건 및 정지 조건을 식별하도록 구성되고; b) 출발 조건으로부터 정지 조건까지의 경로를 한정하도록 구성되고, 경로는 복수개의 순차적으로 배열되는 서브-세그먼트를 포함하고; c) 경로의 개별 서브-세그먼트에 대한 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치를 얻도록 구성되고; d) 개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치가 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되는 지를 결정하도록 구성되는 코드를 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양은 터빈의 과도 동작을 감시하는 시스템에 관한 것이다. 시스템은 과도 동작에 대한 출발 조건 및 정지 조건을 식별하고 출발 조건으로부터 정지 조건까지의 경로를 한정하도록 구성되는 제어기 구성 요소를 포함하고, 경로는 복수개의 순차적으로 배열되는 서브-세그먼트를 포함한다. 경로의 개별 서브-세그먼트에 대한 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 측정 수치를 얻도록 구성되는 제어기 구성 요소와 통신되는 복수개의 센서가 또한 포함된다. 나아가, 시스템은 개별 서브-세그먼트 각각에 대해 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치가 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되는 지를 결정하도록 구성되는 제어기 구성 요소와 통신되는 분석기를 포함한다.
발전 장비의 과도 상태를 효과적으로 분석하는 기술, 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
본 명세서는 본 발명을 구체적으로 표시하고 명확하게 청구하는 특허청구범위로써 종료되지만, 본 발명은 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 식별하는 첨부 도면과 연계된 다음의 설명으로부터 더 양호하게 이해될 것으로 믿어진다.
도 1a는 본 발명의 원리에 따른 예시의 3-차원 위상 공간을 도시하고 있다.
도 1b는 본 발명의 원리에 따른 감시 중인 특정한 과도 상태의 4회의 발생에 대응하는 예시의 이력 데이터 세트를 도시하고 있다.
도 1c는 본 발명의 원리에 따른 개념화된 매니폴드 경계를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 발전 장비 내의 과도 상태를 감시하는 예시의 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 과도 상태를 감시하는 도 2의 예시의 방법의 추가의 세부 사항의 흐름도를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 원리에 따른 데이터 처리 시스템의 블록도이다.
양호한 실시예의 다음의 상세한 설명에서, 그 일부를 형성하고 본 발명이 실시될 수 있는 특정한 양호한 실시예가 제한보다는 예시로서 도시되어 있는 첨부 도면에 대한 참조가 수행된다. 다른 실시예가 이용될 수 있고 변화가 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
여기에서 설명되는 기술, 방법 및 시스템을 사용하여, 발전 장비의 과도 동작 상태의 온-라인 또는 오프-라인 방식으로의 감시 및 분석이 수행될 수 있다. 하나의 예시의 과도 상태는 가스 또는 증기 터빈을 시동하는 것을 포함한다. 따라서, 이러한 특정한 예에 대한 세부 사항이 여기에서 제공되지만; 본 발명의 원리는 예컨대 폐쇄, 작동 또는 고장 그리고 부하 변화 등의 다른 과도 동작 상태에도 적용된다. 이들 중 임의의 것 그리고 다른 과도 동작 상태 중에, 기대된 거동으로부터의 발전 장비의 이탈이 검출될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 원리에 따른 예시의 3-차원 위상 공간을 도시하고 있다. 발전 장비(예컨대, "시스템")가 분석될 수 있는 위상 공간(102)이 생성될 수 있다. 위상 공간은 시스템의 모든 가능한 상태가 공간 내의 지점으로서 기록될 수 있는 좌표 공간이다. 시스템의 과도 동작 상태를 감시할 때에 고려되는 측정 가능한 동작 파라미터의 각각은 위상 공간(102) 내의 각각의 차원이다. 예컨대, 동작 파라미터는 예컨대 x-축(104)으로서 도시되는 연료 유동, 예컨대 y-축(106)으로서 도시되는 블레이드 속도 그리고 예컨대 z-축(108)으로서 도시되는 평균 블레이드 경로 온도를 포함할 수 있다. 이들 3개의 동작 파라미터가 예시의 위상 공간을 한정하는 측정 가능한 파라미터이면, 그 위상 공간은 3-차원이다. 시스템의 과도 동작 중의 특정한 시간(예컨대, t=1)에서, 연료 유동은 x1의 측정 가능한 수치를 가질 것이고, 블레이드 속도는 y1의 측정 가능한 수치를 가질 것이고, 블레이드 경로 온도는 z1의 측정 가능한 수치를 가질 것이다. 이와 같이, 시스템(118)의 그 상태는 예시의 3-차원 위상 공간(102) 내의 좌표 지점(x1, y1, z1)으로서 한정될 수 있다. 마찬가지로, 특정한 시간 t에서의 시스템의 임의의 상태가 3개-조(tuple)의 좌표(xt, yt, zt)에 의해 예시의 3-차원 위상 공간 내에 한정될 수 있고, 여기에서 xt는 시간 t에서의 연료 유동의 측정 가능한 수치이고, yt는 시간 t에서의 블레이드 속도의 측정 가능한 수치이고, zt는 시간 t에서의 블레이드 경로 온도의 측정 가능한 수치이다. 이와 같이, 위상 공간(102) 내의 특정한 위치를 한정하는 3-차원 좌표의 각각과 관련되어, 추가의 파라미터(예컨대, 시간 t)가 있을 수 있다. 아래에서 설명되는 것과 같이, 예컨대 터빈 속도 등의 시간 이외의 파라미터가 위상 공간 내의 한 세트의 좌표와 관련될 수 있다. 그 경우에, 터빈이 다양한 속도로 있을 때의 측정 가능한 동작 파라미터 수치에 대한 개별 수치는 위상 공간 내의 다양한 개별 지점을 한정한다.
시스템에 대해 3개 초과의 동작 파라미터를 고려하기만 하면, 3 초과의 차원의 위상 공간이 한정될 수 있다. 예컨대, 과도 동작 중의 시스템에 대한 350개의 동작 파라미터가 고려되면, 350-차원의 위상 공간이 시스템의 각각의 가능한 상태가 그 위상 공간 내의 350개-조의 좌표 수치이도록 한정될 것이다. 이와 같이, 당업자라면 본 발명의 원리가 임의의 차원 크기의 위상 공간에 적용된다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 그러나, 3-차원 위상 공간이 그래프로 나타내기 더 간단하기 때문에, 3-차원 위상 공간과 관련되는 예시의 도면이 여기에서 제공되지만, 본 발명의 실시예는 위상 공간의 그 크기에만 제한되지 않는다.
특히 터빈 시동에 대한 예시의 동작 파라미터는 예컨대 블레이드 경로 온도, 플래시백 온도, 연료 유동, 연료 온도, 연료 압력, 디스크 공동 온도, 배기 온도, 외피 온도, 입구 온도, 입구 압력 그리고 다양한 밸브 위치를 포함할 수 있다. 다른 센서 및 파라미터가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 고려될 수도 있다.
위상 공간이 한정되면, 시스템이 하나의 상태로부터 다음으로 이행되는 방식을 보여주는 위상 공간을 통한 경로인 상태 벡터가 설명될 수 있다. 예컨대, 감시된 시스템이 하나의 상태(x1, y1, z1)로부터 다음의 상태(x2, y2, z2)로 이행되면, 위상 공간 내의 이들 2개의 좌표는 2개의 좌표 사이의 벡터(즉, x1-x2, y1-y2, z1-z2)를 한정한다.
한 세트의 "S개" 센서가 시스템과 관련되고, 여기에서 "S"는 정수이고, 각각의 센서는 과도 상태 중의 시스템의 동작 파라미터를 측정한다. 예컨대, 이전의 논의에서, S=3이다. 시스템의 개별 상태가 시간 면에서 일련의 지점의 각각[예컨대, 지점(120) 참조]에서 측정된다. 바꿔 말하면, 시스템 상태 또는 위상 공간 내의 하나의 지점이 tn에서 생성되고, 그 다음에 후속적으로, 위상 공간 내의 또 다른 지점이 tn+1에서 생성된다. 일련의 지점 내의 지점의 개수가 증가됨에 따라, 각각의 인접한 지점 사이의 일련의 상태 벡터가 감시 중인 시스템에 대한 완전한 세트의 상태 이행을 설명한다.
이상적으로, 시스템의 동작을 특성화하는 위에서 설명된 위상 공간 기술은 위상 공간 내의 실질적으로 동일한 지점에서 일어나는 시간 t1에서의 출발 조건 그리고 시간 tN에서의 정지 조건을 갖는 시스템으로부터 이익을 얻는다. 이것이 일어날 때에, 전체 상태 벡터는 궤도 경로를 한정하고, 위상 공간 분석의 출발 및 정지 조은 쉽게 한정된다. 그러나, 과도 상태 중의 발전 장비 즉 터빈-발전기 시스템을 감시하는 일부 경우에, 궤도 경로가 적절하게 한정되지 않을 수 있다. 이들 경우에, 전체 상태 벡터의 세그먼트(110)가 선택될 수 있고, 여기에서 선택된 세그먼트(110)는 궤도 경로의 비교적 안정된 서브-경로이다.
세그먼트(110)는 전체의 일련의 상태 이행 벡터(state transition vector) 내의 특정한 출발 조건 그리고 특정한 종료 조건을 식별함으로써 선택된다. 예컨대, 고려 중인 과도 상태가 터빈 시동 동작일 때에, 출발 조건은 작업자가 연료를 점화시킬 때로서 한정될 수 있고, 종료 조건은 전원 시스템에 발전기를 연결하는 것과 같은 차단기가 폐쇄될 때로서 한정될 수 있다. 출발 조건이 충족될 때에, 시스템 상태는 위상 공간(102) 내의 특정한 출발 지점(112)에 대응하고, 종료 조건이 충족될 때에, 시스템 상태는 위상 공간(102) 내의 종료 지점(114)에 대응한다. 세그먼트(110)는 출발 지점(112)과 종료 지점(114) 사이에서 일어나는 상태 이행을 특징으로 한다. 아래에서 설명되는 것과 같이, 다른 과도 상태, 출발 조건 및 종료 조건이 본 발명의 범주 내에서 또한 고려된다.
터빈 시동 과도 상태에 대한 하나의 예시의 종료 지점(114)은 터빈이 최고-속도-무-부하 조건(full-speed-no-load condition)에 도달될 때에 대응한다. 터빈이 그 조건을 성취할 때에, 세그먼트 종료 지점(114)은 결정된 것이다. 한정된 세그먼트에 대한 종료 지점을 한정하는 데 사용되는 한정된 이벤트 또는 특정한 센서 조건에 추가하여, 미리 결정된 시간 간격이 종료 지점(114)을 또한 한정할 수 있다. 예컨대, 예시의 과도 상태로서 터빈 시동을 재차 사용하면, 세그먼트(110)에 대한 종료 지점(114)은 "출발 조건 15 분 후의 시스템 상태"로서 한정될 수 있다.
이와 같이, 특정한 출발 지점(112) 그리고 특정한 종료 지점(114)은 전체 상태 벡터의 경로 또는 세그먼트(110)를 한정하고, 이들 2개의 종료점 사이에서 다수개의 다른 지점(120)이 미리 결정된 시간 간격으로 한정된다. 그러므로, 한정된 경로는 순차적인 일련의 서브-세그먼트(116)로 구성되는 것으로 간주될 수 있고, 여기에서 상태 이행 벡터는 시스템의 상태가 각각의 서브-세그먼트의 2개의 종료점 사이에서 변화되는 방식을 설명한다.
특정한 한정된 경로 또는 세그먼트(110)에 대해, 출발 지점으로부터 종료 지점까지의 그 과도 상태가 그 외부측에서 불안정해질 수 있는 경계를 한정하는 위상 공간 내의 표면으로서 간주될 수 있는 "매니폴드"(도 1c의 130 참조)가 한정될 수 있다. 바꿔 말하면, 시스템[즉, 서브-세그먼트(116) 중 하나]의 상태가 매니폴드의 외부측에 놓인 위상 공간(102) 내의 좌표 위치에 도착되면, 시스템의 과도 상태는 불안정한 상태에 도착하기 쉽고, 시스템은 적절하게 동작되지 못하기 쉬울 것이다. 이와 같이, 매니폴드는 과도 상태 중의 시스템의 그 동작이 그 외부측에서 불안정해지기 쉬운 위상 공간의 경계를 한정한다.
과도 상태의 세그먼트에 대한 매니폴드를 한정하는 하나의 기술이 그 특정한 과도 상태와 관련된 이력 데이터에 의존하는 것이다. 예컨대, 터빈 시동과 관련하여, 다수개의 상이한 이전의 터빈 시동과 관련된 데이터가 유사한 발전 장비에 대해 이용 가능할 수 있다. 특히, 성공적인 터빈 시동으로부터의 이력 데이터를 사용하는 것은 매니폴드 외부측에 속하는 임의의 시동이 불량 또는 문제의 시동에 대응하기 쉽도록 매니폴드를 구성하는 데 유리하다.
이러한 이용 가능한 이력 데이터는 한정된 세그먼트 또는 경로(110)가 존재하는 위상 공간과 관련된 센서에 대한 데이터를 포함한다. 이와 같이, 도 1a의 위상 공간(102) 등의 위상 공간이 연료 유동, 블레이드 속도 및 블레이드 경로 온도 등의 동작 파라미터에 의해 한정되는 3개의 차원을 가지면, 관심 대상의 이력 데이터는 다수개의 이전의 성공적인 터빈 시동으로부터의 이들 3개의 동작 파라미터에 대한 센서 데이터를 또한 가질 것이다. 특히, 이전의 성공적인 터빈 시동의 각각에 대해, 그 시동에 대한 데이터는 점화기가 작동되기 전의 그리고 종종 "차단기-폐쇄"가 검출된 후까지의 연료 유동, 블레이드 속도 및 블레이드 경로 온도에 대한 수치를 포함할 수 있다.
세그먼트(110)의 서브-세그먼트(116)를 한정하는 시점은 각각의 서브-세그먼트(116)가 일어나는 출발 지점(112) 후의 개별 시간을 한정한다. 마찬가지로, 이력 데이터 내의 각각의 상이한 터빈 시동은 출발 지점(112)에 대응하는 출발 조건 발생(예컨대, 점화기 작동) 그리고 또한 출발 조건 후에 수집되는 센서 데이터를 포함한다. 이러한 이력의 수집된 센서 데이터는 서브-세그먼트(116)의 각각에 대응하는 부분을 포함한다. 이와 같이, 이력 데이터 내에 포함되는 한 세트의 과도 상태는 출발 지점(112)으로부터 종료 지점(114)까지의 개별 세그먼트 또는 경로를 횡단하는 개별의 일련의 상태 이행 벡터로서 각각 간주될 수 있다.
도 1b는 감시 중인 특정한 과도 상태의 4회의 발생에 대응하는 예시의 이력 데이터를 도시하고 있고, 이러한 데이터는 위상 공간(102)을 통해 4개의 개별 경로(122, 124, 126, 128)를 복원하는 데 사용될 수 있다. 경로(122, 124, 126, 128)의 각각은 한정된 출발 조건(121)에 대응하는 그 자체의 개별 출발 지점에서 출발되고, 한정된 종료 조건(123)에 대응하는 그 자체의 개별 종료 지점에서 종료된다. 각각의 시점[즉, 서브-세그먼트(116)]에서, 그 특정한 서브-세그먼트에 대응하는 이력 데이터는 그 서브-세그먼트에 대한 매니폴드 경계를 한정하는 데 사용될 수 있다. 함께 고려되면, 일련의 개별 매니폴드 경계는 그에 따라 전체 세그먼트 또는 경로(110)에 대한 매니폴드 경계(130)를 결정한다.
각각의 서브-세그먼트(116)에서, 이력 데이터 내에 설정되는 각각의 과도 상태 내에 감시 중인 S개의 동작 파라미터 그리고 그에 대응하는 S개의 수치가 있고, 여기에서 S는 또한 센서의 개수 그리고 위상 공간의 차원을 나타낸다. 따라서, 일련의 n개의 서브-세그먼트 내의 각각의 서브-세그먼트(116)에 대해, 그 특정한 개별 매니폴드 경계는 S개의 수치를 가질 것이고, 각각은 감시 중인 동작 파라미터들 중 하나에 대응한다.
도 1a 및 1b의 예를 사용하면, 3-차원 위상 공간(102) 내에 서브-세그먼트(116)의 각각에 대해 대응하는 데이터를 갖는 도 1b에 도시된 경로(122, 124, 126, 128)에 대응하는 특정한 과도 상태(H1, H2, H3, H4)의 4개의 이력 사례로부터의 데이터가 있다. 또한, 각각의 서브-세그먼트(116)는 시간 tn에 대응하는 것으로 간주될 수 있고, 여기에서 t0은 출발 지점(112)에 대응하고, tm은 종료 지점(114)에 대응하고, t0≤tn≤tm.
표기 H1(tn)은 제1 이력 세트 내의 연료 유동, 블레이드 속도 및 블레이드 경로 온도에 대한 서브-세그먼트 n 중의 수치를 나타내는 3 차원 좌표(x1n, y1n, z1n)를 언급하는 데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 서브-세그먼트 n에 대응하는 3개의 다른 좌표 즉 H2(tn)=(x2n, y2n, z2n), H3(tn)=(x3n, y3n, z3n) 및 H4(tn)=(x4n, y4n, z4n)가 다른 3개의 이력 데이터 세트 내에 또한 포함된다.
서브-세그먼트 n에 대한 연료 유동(즉, x1n, x2n, x3n, x4n)에 대한 이력 데이터를 사용하여, 이러한 세그먼트에 대한 연료 유동 수치에 대한 경계 수치가 계산될 수 있다. 이와 같이, 과도 상태가 감시 중일 때에, 연료 유동에 대한 현재에 측정된 수치는 측정된 수치가 매니폴드(130) 내에 있는 지를 결정하기 위해 계산된 경계 수치와 비교될 수 있다. 특정한 파라미터에 대한 이력 수치 범위가 주어지면, 당업자라면 다양한 상이한 기술이 대응하는 경계 수치를 결정하는 데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 최소-제곱 피트법(least-squares fit), 질량-중심-계산법(center-of-mass-calculations) 등이 사용될 수 있다. 또 다른 예시의 기술이 이력 데이터를 기초로 하여 평균 수치, 최소 수치 및 최대 수치를 계산하는 것이다.
이와 같이, 각각의 서브-세그먼트 n에 대해, 연료 유동 동작 파라미터에 대한 의 다중-수치의 경계 수치가 다음과 같이 계산될 수 있다. 즉,
Figure pat00001
수치 xn est는 서브-세그먼트 n에 대한 감시된 연료 유동 센서에 대한 기대된 수치를 나타낸다. 수치 xn min 및 xn max는 서브-세그먼트 n에 대한 감시된 연료 유동 센서에 대한 수치 범위를 한정한다. 바꿔 말하면, 수치 xn min 및 xn max는 서브-세그먼트 n에 대한 연료 유동 동작 파라미터에 대한 매니폴드 경계를 한정한다. 감시된 연료 유동 센서의 수치가 이러한 수치 범위 외부측에 놓이면, 세그먼트(110)의 시스템 상태는 매니폴드(130)의 외부측으로 이동된 것이다.
이러한 서브-세그먼트에 대한 이러한 동작 파라미터에 대한 매니폴드 수치의 직경은 dnx=(xn min-xn max)에 의해 표현되고, 직경 dnx의 1/2이 서브-세그먼트 n에 대한 이러한 특정한 동작 파라미터에 대한 대응하는 반경 rnx를 제공한다. 이러한 정보는 예컨대 어느 이력 세트가 매니폴드를 계산할 때에 포함되는 지를 선택하는 데 사용될 수 있다. 수치 rnx는 특정한 동작 파라미터(예컨대, x=연료 유동) 그리고 특정한 서브-세그먼트(예컨대, 서브-세그먼트 n)에 대한 데이터 내의 가변성을 나타낸다. 다중의 동작 파라미터 또는 다중의 서브-세그먼트에 대해 큰 반경 수치를 가져오는 이력 데이터 세트는 작은 반경을 생성하는 세트보다 넓게 변동되는 데이터를 나타낸다. 이와 같이, 이력 세트는 매니폴드(130)를 계산할 때에 어떤 형태의 데이터 변동이 요구되는 지를 기초로 하여 선택 또는 무시될 수 있다.
일반적으로, 작업자에게는 적절한 매니폴드(130)를 계산하기 위해 서브세트가 선택될 수 있는 다수개의 이력 데이터 세트가 제시될 수 있다. 다양한 터빈 동작 파라미터는 계절적 환경, 상이한 구성 요소의 수명 그리고 다른 환경적 특성에 따라 변동될 수 있다. 이와 같이, 작업자는 감시 중인 것과 유사한 환경에서 일어난 과도 상태에 대해 이들 이력 세트를 선택할 수 있다. 또한, 과도 상태 그 자체(예컨대, 터빈 시동, 폐쇄, 작동, 고장, 부하 변화 등)는 적절한 서브세트의 이용 가능 이력 데이터를 선택하기 위해 작업자에 의해 사용될 수 있다.
이력 데이터의 선택은 더 개선될 수도 있다. 예컨대, 과도 상태에 대한 하나의 세트의 이력 데이터[예컨대, 도 1b의 경로(122)]는 이것을 제외한 모든 동작 파라미터에 대해 상당히 양호한 데이터를 가질 수 있다. 이것은 예컨대 연료 유동 센서가 그 이력 데이터에 대해 오기능하지만 모든 다른 센서가 적절하게 동작 중이면 일어날 수 있다. 이러한 경우에, 작업자는 이력 데이터 세트에 대한 동작 파라미터들 중 어느 것이 포함되고 어느 것이 배제될 것인 지를 특정할 수 있다. 이와 같이, 매니폴드를 계산하는 데 고려되는 이력 데이터의 본체는 블레이드 경로 온도 관련 데이터 및 블레이드 속도 관련 데이터 그리고 또한 3개 세트의 연료 유동 관련 데이터를 갖는 4개 세트의 이력 데이터를 포함할 수 있다.
서브-세그먼트에 대한 경계 수치에 대한 위의 예는 동작 파라미터들 중 단지 하나를 포함한다. 유사한 계산이 각각의 서브-세그먼트 그리고 각각의 동작 파라미터에 대한 매니폴드(130)의 개별 경계 수치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 바꿔 말하면, 서브-세그먼트 n에 대해, 다음의 수치가 계산될 수도 있다. 즉,
Figure pat00002
이와 같이, 예컨대 100개의 서브-세그먼트 그리고 위상 공간을 한정하는 3개의 동작 파라미터를 갖는 경로와 관련된 매니폴드(130)에 대해, 감시된 과도 상태가 매니폴드(130) 내에 체류하는 경로(110)를 추종하거나 매니폴드(130)의 외부측으로 이탈되는 경로(136)를 추종하는 지를 결정하기 위해 적절한 매니폴드 수치와 비교될 수 있는 과도 상태 중의 300개의 상이하게 측정되는 동작 파라미터가 있을 수 있다.
도 2는 프로그래밍 가능한 컴퓨터를 사용하는 본 발명에 따른 위에서 설명된 것과 같은 발전 장비 내의 과도 상태를 감시하는 예시의 방법의 흐름도를 도시하고 있다. 단계 202에서, 감시될 과도 상태의 세그먼트를 한정하는 특정한 출발 조건 및 정지 조건이 식별된다.
단계 204에서, 단계 202로부터의 세그먼트는 복수개의 서브-세그먼트로 추가로 분리되고, 각각은 세그먼트의 출발 조건에 대한 순간에 대응한다. 별개로, 단계 206에서, 과도 상태와 관련된 다수개의 동작 파라미터가 식별된다. 각각의 동작 파라미터는 과도 상태 중에 시스템의 데이터를 측정할 수 있는 센서에 대응한다.
이와 같이, 단계 208에서, 각각의 서브-세그먼트에 대한 각각의 동작 파라미터에 대한 수치가 과도 상태 중의 시스템의 동작 중에 얻어진다. 단계 208과 독립적으로, 미리 결정된 허용 가능 수치가 상이한 서브-세그먼트의 각각에서 각각의 동작 파라미터에 대해 단계 210에서 계산된다. 이와 같이, 단계 212에서, 동작 파라미터의 각각이 그 특정한 서브-세그먼트에 대한 그 대응하는 허용 가능 수치와 "정합"되는 단계 208로부터의 측정된 수치를 갖는지 여부가 각각의 서브-세그먼트에 대해 결정될 수 있다. 단계 212의 결과에 따라, 다양한 오차 데이터가 결정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 과도 상태를 감시하는 것에 대한 더 상세한 세부 사항의 흐름도를 도시하고 있다. "오차 조건"은 매니폴드 외부측으로부터 벗어나는 특정한 서브-세그먼트에 대한 동작 파라미터의 임의의 발생으로서 정의될 수 있다. 이와 같이, 프로그래밍 가능한 컴퓨터 시스템이 동작 파라미터의 측정된 수치가 그 허용 가능 최대 수치보다 큰 지 또는 계산된 매니폴드(130)에 의해 한정되는 것과 같은 그 허용 가능 최소 수치보다 작은 지를 각각의 서브-세그먼트 n에 대해 단계 302에서 결정할 수 있다.
이와 같이, 측정된 과도 상태 중에, 일어날 수 있는 다중의 오차 조건이 있고, 과도 상태를 특성화 또는 분석하는 것을 돕기 위해 오차 조건과 관련된 수치를 수집하는 것이 유리하다.
예컨대 서브-세그먼트 n을 고려하면, 측정된 파라미터 수치(xn, yn, zn) 중 임의의 파라미터 수치가 매니폴드 외부측에 있으면, 단계 304에서, 경보 수치 an이 서브-세그먼트 n에 대해 "1"과 동일하게 설정될 수 있다. 동작 파라미터들 중 어느 것도 매니폴드의 외부측에 있지 않으면, an에 대한 수치는 "0"으로 설정될 수 있다.
또한, 위에서 논의된 것과 같이, 각각의 서브-세그먼트에 대해, 동작 파라미터의 각각에 대한 대응하는 추정 또는 예측된 수치가 있다. 위의 예에서, 연료 유동 xn est는 측정된 연료 유동 수치 xn이 현재 감시 중인 과도 상태 중의 서브-세그먼트 n 내에 있어야 하는 것에 대한 이력 데이터 세트로부터의 예측된 수치를 나타낸다. 서브-세그먼트에 대한 동작 파라미터에 대한 오차 조건이 일어날 때에, 측정된 수치가 매니폴드 외부측에 속하는 정도가 또한 유용하다. 예측된 수치와 측정된 수치 사이의 절대 차이 등의 차이(예컨대, xn dev=│xn -xn est│)는 측정된 수치가 기대된 수치로부터 변동되는 정도의 표시를 제공한다. 이러한 수치 xn dev는 일부의 동작 파라미터가 다른 것들보다 넓은 수치 범위에 걸쳐 변동될 수 있기 때문에 정규화된 수치일 수도 있다. 이와 같이, 정규화된 계산이 xn dev=│xn -xn est│/dnx에 따라 위로부터의 수치 dnx를 고려할 것이고, 상이한 동작 파라미터의 이탈 수치들 사이의 더 적절한 비교를 가능케 할 것이다.
측정된 동작 파라미터의 각각을 더 면밀하게 보면, 매니폴드 외부측에 있는 것이 xn이면, 누산 인자 hi가 단계 306에서 증분될 수 있고, 여기에서 i는 동작 파라미터들 중 특정한 하나를 지시하는 인덱스 수치(예컨대, i=1은 제1 동작 파라미터 "연료 유동"을 지시하고, i=2는 제2 동작 파라미터 "블레이드 속도"를 지시함)이다. 누산 인자 hi가 각각의 서브-세그먼트 n에 대해 증분되는 정도는 그 서브-세그먼트의 수치 xn dev의 수치를 기초로 할 수 있다. 모든 n개의 서브-세그먼트가 t0≤tn≤tm으로부터 평가되면, 수치 hi는 인덱스=i에 대응하는 동작 파라미터가 세그먼트(110) 중에 매니폴드(130) 외부측에서 변동되는 정도의 누적 측정치를 나타낼 것이다.
이와 같이, 과도 상태를 감시할 때에, 다음의 수치가 각각의 서브-세그먼트에 대해 계산될 수 있다. 즉,
동작 파라미터의 각각에 대한 개별의 측정된 수치(예컨대, xn);
서브-세그먼트에 대한 측정된 수치가 기대되는 것의 이력 데이터를 기초로 하는 동작 파라미터의 각각에 대한 예측된 수치(예컨대, xn est);
이러한 특정한 동작 파라미터에 대한 최소 허용 가능 경계 수치를 나타내는 이력 데이터를 기초로 하는 동작 파라미터의 각각에 대한 최소 수치(예컨대, xn min);
이러한 특정한 동작 파라미터에 대한 최대 허용 가능 경계 수치를 나타내는 이력 데이터를 기초로 하는 동작 파라미터의 각각에 대한 최대 수치(예컨대, xn max);
동작 파라미터들 중 임의의 동작 파라미터가 이러한 서브-세그먼트에 대한 이들의 허용 가능 경계 수치 외부측에 있는 지를 표시하는 경보 수치(예컨대, an); 그리고
특정한 동작 파라미터에 대한 측정된 수치(예컨대, xn)가 그 예측된 수치(예컨대, xn est)로부터 변동되는 정도에 대한 정규화된 수치를 나타내는 동작 파라미터의 각각의 대한 이탈 수치(예컨대, xn dev).
계산될 수 있는 다른 수치는 다음의 수치를 포함한다. 즉,
이러한 특정한 동작 파라미터가 그 허용 가능 경계 수치의 외부측에 있다는 n 서브-세그먼트의 측정치들에 대한 누적 측정치를 제공하는 각각의 동작 파라미터에 대한 히스토그램 수치(예컨대, hi).
위에서 설명된 이들 수치는 과도 상태가 일어나는 동안에(예컨대, 온-라인) 또는 과도 상태가 실패된 동작 거동의 결함 분석을 수행하는 방식으로서 일어나면 발전 장비의 과도 상태의 분석 및 감시를 가능케 한다. 예컨대, 감시된 과도 상태의 기록은 하나의 차원이 시간(예컨대, tn)이고 다른 차원이 각각의 서브-세그먼트 n에 대한 동작 파라미터의 측정된 수치(예컨대, xn)인 동작 파라미터의 각각에 대한 2 차원 데이터를 포함할 수 있다. 이와 같이, 예컨대 단계 308에서, 특정한 동작 파라미터에 대한 수치가 종래의 라인 차트로 표시될 수 있다. 당업계에서 공지되어 있는 것과 같이, 라인 차트의 스케일은 작업자가 비교적 작은 시간 간격의 세부 사항을 관찰할 수 있거나 비교적 큰 시간 간격을 봄으로써 대체적인 데이터 트렌드를 관찰할 수 있다.
초기에, 작업자에게는 분석을 위해 관찰될 수 있는 상이한 과도 상태의 이용 가능한 기록의 목록이 제시될 수 있다. 이러한 목록으로부터, 작업자는 과도 상태의 기록들 중 하나를 선택할 수 있고, 작업자에게는 이러한 특정한 과도 상태 기록에 대한 위상 공간을 포함하는 동작 파라미터의 목록이 제시될 수 있다. 특히, 히스토그램 정보 hi는 특정한 순서로 작업자에게 동작 파라미터의 목록을 제시하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 더 높은 hi를 갖는 이들 동작 파라미터는 다른 동작 파라미터보다 큰 정도로 허용 가능 수치의 외부측으로 변동되는 특정한 동작 파라미터와 관련된다. 이와 같이, 동작 파라미터는 hi를 기초로 하여 하향 순서로 목록 내에 제시될 수 있다. 나아가, 단계 308에서, an 또는 hi에 대한 수치가 또한 작업자에게 표시될 수 있다.
각각의 동작 파라미터가 전체 발전 시스템의 서브시스템으로 분류되면, 동작 파라미터의 등급화된 목록은 서브시스템들 중 어느 것이 과도 상태 중의 불량한 성능의 주 요인일 가능성이 높은 지를 밝힌다. 추가로, 작업자는 그 동작 파라미터가 계산된 매니폴드 외부측으로 변동될 수 있는 것을 경로(110) 내에 있을 때에 더 명확하게 결정하기 위해 등급화된 목록으로부터 특정한 동작 파라미터를 선택하여 측정된 수치, 이탈 수치 또는 이들의 조합을 표시할 수 있다. 예시의 서브시스템 클래스는 블레이드 경로 온도, 배기 온도, 플래시백 온도, 터빈 출구 온도, 디스크 공동 온도, 연료 유동, 입구 온도 및 압력, 연소기 외피 온도 및 압력 등을 포함한다.
위의 설명에서, 특정한 예가 본 발명의 원리의 설명 및 이해를 돕도록 제공되었다. 특히, "터빈 시동"의 과도 상태가 사용되었지만, 당업자라면 다른 과도 상태가 또한 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 감시 및 분석될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 마찬가지로, 많은 경우에, 3 차원의 위상 공간이 논의되었지만, 본 발명의 원리는 다른 차원 크기의 위상 공간에 동일하게 적용된다. 동작 파라미터 "연료 유동", "블레이드 경로 온도" 및 "블레이드 속도"가 단지 예로서 또한 사용되었고, 발전 장비에 대해 정확하게 측정될 수 있는 다수개의 다른 동작 파라미터가 이들 3개의 예시의 파라미터에 추가하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다.
터빈 시동에 추가하여, 관심 대상의 하나의 과도 상태는 출발 및 종료 조건이 세그먼트 경로를 한정하도록 식별될 수 있는 가스 터빈 폐쇄이다. V자-프레임 엔진에 대해, 특정한 출발 조건은 가스 및 오일 과속 작동 밸브가 폐쇄되고 그에 의해 연료 공급을 차단할 때일 수 있다. W자-프레임 엔진에 대해, 터빈이 동작 중인지 여부를 표시하는 신호가 존재할 수 있다. 이러한 신호가 정지될 때에, 이것은 터빈 폐쇄의 출발을 표시한다. 특정한 종료 조건은 터빈 회전 속도가 100 RPM 또는 어떤 다른 미리 결정된 속도일 때일 수 있다. 폐쇄 중에, 관심 대상의 동작 파라미터들 중 일부는 베어링 금속 온도, 블레이드 경로 온도, 배기 온도, 플래시백 온도, 진동 및 입구 안내 베인 위치를 포함할 수 있다.
증기 터빈 시동은 가스 터빈에 특히 유용한 위에서 설명된 기술과 유사한 방식으로 감시될 수 있는 또 다른 예시의 과도 상태이다. 위의 설명에서, 시간은 상이한 서브-세그먼트를 한정하는 데 사용된 독립 변수 또는 파라미터이다. 대조적으로, 증기 터빈은 시간과 쉽게 관련되는 동작 파라미터를 반드시 가질 필요는 없고 그에 따라 또 다른 독립 변수가 유용할 수 있다. 증기 엔진에 대한 상태 벡터의 서브-세그먼트를 한정하는 데 유용한 하나의 예시의 동작 파라미터가 "터빈 속도"이다. 예컨대, 서브-세그먼트는 출발 속도로부터 시작하여 최종 속도로 종료되는 50 RPM 간격(또는 임의의 다른 미리 결정된 속도 간격)으로서 한정될 것이다. 따라서, 매니폴드 수치는 과도 상태의 동작 파라미터 수치의 측정일 때와 같은 시간보다는 터빈 속도에 대해 한정될 것이다.
일반적으로, 비교적 안정된 경로, 궤도 경로 또는 적어도 유리한 출발 및 종료 조건을 식별하는 것을 가능케 하도록 부분적으로 안정된 경로인 세그먼트를 횡단하는 상태 벡터를 갖는 발전 장비의 과도 상태가 위에서 설명된 기술로써 감시 및 분석될 수 있다. 이와 같이, 가스 터빈, 증기 터빈, 발전기, 열 회수 증기 발전기 등의 분석 및 감시가 모두 본 발명의 범주 내에서 고려된다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 처리 시스템의 블록도가 도시되어 있다. 예컨대 도 1a-도 3에 더 상세하게 기재된 것과 같은 하드웨어 플랫폼(108) 또는 그 태양을 실시하는 데 이용될 수 있는 것과 같은 데이터 처리 시스템(400)은 시스템 버스(404)에 연결되는 복수개의 프로세서(402)를 포함하는 대칭 멀티프로세서(SMP) 시스템 또는 다른 구성을 포함할 수 있다. 대체예에서, 단일의 프로세서(402)가 채용될 수 있다. 시스템 버스(404)에는 로컬 메모리(408)에 인터페이스를 제공하는 메모리 제어기/캐시(406)가 또한 연결된다. I/O 브리지(410)가 시스템 버스(404)에 연결되고, I/O 버스(412)에 인터페이스를 제공한다. I/O 버스는 1개 이상의 버스 그리고 버스 브리지, 입력 출력 장치(I/O 장치), 저장부, 네트워크 어댑터 등의 대응하는 장치(414)를 지원하는 데 이용될 수 있다. 네트워크 어댑터는 데이터 처리 시스템이 개재된 개인용 또는 공용 네트워크를 통해 다른 데이터 처리 시스템 또는 원격 프린터 또는 저장부에 결합될 수 있게 하도록 시스템에 결합될 수도 있다.
I/O 버스에는 그래픽 어댑터(416), 저장부(418) 그리고 그 상에서 실시되는 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 사용 가능 저장 매체(420) 등의 장치가 연결될 수도 있다. 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드는 예컨대 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및/또는 도 1a-도 3에 도시된 시스템 구성 요소 중 임의의 것의 태양을 실시하기 위해 본 발명의 임의의 태양을 실행하도록 실행될 수 있다.
본 발명의 태양은 전적으로 하드웨어를 거쳐, 전적으로 (펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로-코드 등을 포함하는) 소프트웨어를 거쳐 또는 소프트웨어 및 하드웨어 실시를 조합하여 실시될 수 있고, 이들은 모두 일반적으로 "회로", "모듈", "구성 요소" 또는 "시스템"으로서 여기에서 불릴 수 있다. 나아가, 본 발명의 태양은 그 상에서 실시되는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 갖는 1개 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체로 실시되는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
1개 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체의 임의의 조합이 이용될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 판독 가능 신호 매체 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 예컨대 전자, 자기, 광학, 전자기 또는 반도체 시스템, 장치 또는 소자 또는 위의 것들의 임의의 적절한 조합일 수 있지만 이들에 제한되지 않는다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 더 구체적인 예(비-한정 목록)는 다음의 것 즉 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 임의 접근 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 삭제 가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 리피터(repeater)를 갖는 적절한 광 섬유, 자기 저장 장치 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 것이다. 이러한 문서의 맥락에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 소자에 의해 사용되거나 그와 연결되는 프로그램을 수용 또는 저장할 수 있는 임의의 유형 매체일 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 신호 매체는 예컨대 베이스밴드(baseband) 내의 또는 반송파의 일부로서의 그 내에서 실시되는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 갖는 전파된 데이터 신호를 포함할 수 있다. 이러한 전파된 신호는 전자-자기, 광학 또는 그 임의의 적절한 조합을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 다양한 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 아니라 명령 실행 시스템, 장치 또는 소자에 의해 사용되거나 그와 연결되는 프로그램을 전송, 전파 또는 반송할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체 상에서 실시되는 프로그램 코드는 무선, 와이어라인, 광 섬유 케이블, RF 등 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 임의의 적절한 매체를 사용하여 전송될 수 있다.
본 발명의 태양에 대한 동작을 수행하는 컴퓨터 프로그램 코드는 자바(Java), 스칼라(Scala), 스몰토크(Smalltalk), 에펠(Eiffel), JADE, 에메랄드(Emerald), C++, Cll, VB.BET, 피톤(Python) 등의 객체 지향 프로그래밍 언어; "c" 프로그래밍 언어, 비주얼 베이직(Visual Basic), 포트란(Fortran) 2003, 펄(Perl), 코볼(COBOL) 2002, PHP, ABAP 등의 종래의 절차적 프로그래밍 언어; 피톤, 루비(Ruby) 및 그루비(Groovy) 등의 동적 프로그래밍 언어; 또는 다른 프로그래밍 언어를 포함하는 1개 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 쓰여질 수 있다. 프로그램 코드는 전적으로 사용자의 컴퓨터 상에서, 독립형 소프트웨어 패키지로서 부분적으로 사용자의 컴퓨터 상에서, 부분적으로 사용자의 컴퓨터 상에서 그리고 부분적으로 원격 컴퓨터 상에서, 또는 전적으로 원격 컴퓨터 또는 서버 상에서 실행될 수 있다 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터가 근거리 통신망(LAN: local area network) 또는 광역 통신망(WAN: wide area network)을 포함하는 임의의 형태의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있거나, 연결이 [예컨대, 인터넷 서비스 프로바이더(Internet Service Provider)를 사용하여 인터넷을 통해] 외부 컴퓨터에 또는 클라우드 컴퓨팅 환경(cloud computing environment)에서 수행될 수 있거나 서비스로서의 소프트웨어(SaaS: Software as a Service) 등의 서비스로서 제공될 수 있다.
본 발명의 태양은 본 발명의 실시예에 따른 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 및/또는 블록도를 참조하여 여기에서 설명되었다. 흐름도 및 블록도의 각각의 블록 그리고 흐름도 및 블록도 내의 블록의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터, 또는 컴퓨터의 프로세서 또는 프로그래밍 가능한 명령 실행 장치를 거쳐 실행되는 명령이 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들 내에 특정되는 기능/행동을 실시하는 기구를 생성하도록 기계를 제조하는 다른 프로그래밍 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있다.
이들 컴퓨터 프로그램 명령은 실행될 때에 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능한 데이터 처리 장치, 또는 컴퓨터 판독 가능 매체 내에 저장된 때의 명령이 실행될 때에 컴퓨터가 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들 내에 특정되는 기능/행동을 실시하게 하는 명령을 포함하는 제조 물품을 제조하도록 특정한 방식으로 기능하는 다른 장치를 명령할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체 내에 또한 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능한 명령 실행 장치, 또는 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능한 장치 상에서 실행되는 명령이 흐름도 및/또는 블록도의 블록 또는 블록들 내에 특정되는 기능/행동을 실시하는 처리를 제공하도록 컴퓨터 실시 처리를 생성하기 위해 일련의 동작 단계가 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능한 장치 또는 다른 장치 상에서 수행되게 하는 다른 장치 상으로 로딩될 수도 있다.
본 발명의 특정한 실시예가 예시 및 설명되었지만, 다양한 다른 변화 및 변형이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 수행될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 범주 내에 있는 모든 이러한 변화 및 변형을 첨부된 특허청구범위 내에 포함하도록 의도된다.
102 - 위상 공간

Claims (16)

  1. 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법이며,
    과도 동작에 대한 출발 조건 및 정지 조건을 식별하는 단계와;
    출발 조건으로부터 정지 조건까지의 경로를 한정하는 단계로서, 경로는 복수개의 순차적으로 배열되는 서브-세그먼트를 포함하는, 단계와;
    경로의 개별 서브-세그먼트 각각에 대한 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치를 얻는 단계와;
    개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 수치가 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되는 지를 결정하는 단계와;
    개별 서브-세그먼트들 중 얼마나 많은 개별 서브-세그먼트에서 특정한 하나의 동작 파라미터에 대한 개별 수치가 그 특정한 서브-세그먼트에 대한 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되지 않는 것의 발생이 있는 지를 적어도 부분적으로 기초로 하여 복수개의 동작 파라미터 각각에 대한 개별 오차 스코어를 결정하는 단계
    를 포함하고,
    터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법은 과도 동작 중 터빈 불량을 검출 및 분류하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 이들의 개별 오차 스코어를 기초로 하여 복수개의 동작 파라미터를 등급화하는 단계
    를 추가로 포함하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 특정한 서브-세그먼트에 대한 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치는 최소 수치 및 최대 수치를 갖는 수치 범위를 포함하고, 특정한 서브-세그먼트에 대한 동작 파라미터에 대한 개별 수치는 동작 파라미터에 대한 개별 수치가 최대 수치 이하이고 최소 수치 이상이면 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서, 복수개의 동작 파라미터 각각에 대해, 경로의 개별 서브-세그먼트 각각에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치를 계산하는 단계
    를 추가로 포함하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서, 복수개의 동작 파라미터 중 특정한 하나에 대해, 경로의 개별 서브-세그먼트 각각에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치의 계산은,
    과도 동작의 복수개의 이력 사례를 식별하는 단계와;
    각각의 이력 사례에 대해, 경로의 개별 서브-세그먼트 각각에 대한 그 특정한 하나의 동작 파라미터의 개별의 측정된 수치를 결정하는 단계와;
    개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 그 특정한 하나의 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치를 계산하기 위해 개별의 측정된 수치를 조합하는 단계
    를 포함하는,
    터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치 각각은 개별 최대 수치, 개별 최소 수치 그리고 개별의 기재된 수치를 포함하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서, 개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 복수개의 동작 파라미터 각각에 대한 개별의 미리 결정된 추정된 수치를 식별하는 단계
    를 추가로 포함하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서, 개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 복수개의 동작 파라미터 각각에 대한 개별의 미리 결정된 수치 범위를 식별하는 단계
    를 추가로 포함하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 특정한 개별 서브-세그먼트에 대해, 특정한 동작 파라미터의 개별 수치가 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되지 않을 때에, 특정한 동작 파라미터의 개별 수치 그리고 개별의 미리 결정된 추정된 수치를 기초로 하여 그 특정한 서브-세그먼트에 대한 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별 이탈량을 결정하는 단계
    를 추가로 포함하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서, 개별의 미리 결정된 수치 범위를 기초로 하여 개별 이탈량을 정규화하는 단계
    를 추가로 포함하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  11. 제1항에 있어서, 과도 동작은 터빈 시동을 포함하고,
    출발 조건은 점화기 작동을 포함하고,
    정지 조건은 차단기의 폐쇄를 포함하는,
    터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  12. 제1항에 있어서, 과도 동작은 터빈 폐쇄를 포함하고,
    출발 조건은 터빈 가동 신호의 정지를 포함하고,
    정지 조건은 미리 결정된 수치에 도달되는 터빈 회전 속도를 포함하는,
    터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  13. 제1항에 있어서, 과도 동작은 터빈 폐쇄를 포함하고,
    출발 조건은 과속 작동 밸브 폐쇄를 포함하고,
    정지 조건은 미리 결정된 수치에 도달되는 터빈 회전 속도를 포함하는,
    터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  14. 제1항에 있어서, 개별 서브-세그먼트의 각각은 출발 조건과 정지 조건 사이의 상이한 시간에 대응하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  15. 제1항에 있어서, 개별 서브-세그먼트의 각각은 출발 조건과 정지 조건 사이의 상이한 터빈 회전 속도에 대응하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 방법.
  16. 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 시스템이며,
    과도 동작에 대한 출발 조건 및 정지 조건을 식별하고 출발 조건으로부터 정지 조건까지의 경로를 한정하도록 구성되는 제어기 구성 요소로서, 경로는 복수개의 순차적으로 배열되는 서브-세그먼트를 포함하는, 제어기 구성 요소와;
    경로의 개별 서브-세그먼트에 대한 복수개의 동작 파라미터 각각의 개별 측정 수치를 얻도록 구성되는 제어기 구성 요소와 통신되는 복수개의 센서와;
    개별 서브-세그먼트 각각에 대해, 복수개의 동작 파라미터의 각각의 개별 수치가 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되는 지를 결정하도록 구성되는 제어기 구성 요소와 통신되는 분석기를 포함하고,
    분석기는 그 특정한 서브-세그먼트에 대한 그 특정한 동작 파라미터에 대한 개별의 미리 결정된 허용 가능 수치와 정합되지 않는 특정한 하나의 동작 파라미터에 대한 개별 수치의 발생이 있는 개별 서브-세그먼트를 적어도 부분적으로 기초로 하여 복수개의 동작 파라미터 각각에 대한 개별 오차 스코어를 결정하도록 추가로 구성되고,
    터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 시스템은 과도 동작 중 터빈 불량을 검출 및 분류하는, 터빈의 과도 동작을 감시하기 위한 시스템.
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