抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)，其中該方法包括：對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測，得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值；根據(jù)抽水蓄能機組的工況參數(shù)，在預(yù)先建立的數(shù)值預(yù)警模型中檢索與當(dāng)前工況及當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值和下限值；如果監(jiān)測值大于等于下限值且小于等于上限值，確定機組穩(wěn)定性狀態(tài)正常，并將該監(jiān)測值存入正常狀態(tài)記錄庫；如果監(jiān)測值小于下限值或大于上限值，輸出預(yù)警信息，并將該監(jiān)測值存入異常狀態(tài)記錄庫。本發(fā)明增加了工況參數(shù)，利用預(yù)先建立的預(yù)警模型為機組不同工況提供不同的報警限值，可以實現(xiàn)不同工況下的有效預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)機組穩(wěn)定性問題，提高預(yù)警精度。
【專利說明】
抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及機組穩(wěn)定性預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀 態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 反映水電機組穩(wěn)定性的運行參數(shù)主要有振動、擺度和壓力脈動等。由于抽蓄機組 運行工況較多、啟停機頻繁，其運行工況復(fù)雜，機組穩(wěn)定性問題時有發(fā)生。隨著抽蓄機組向 著高水頭、大容量、高轉(zhuǎn)速的發(fā)展，其運行穩(wěn)定性問題越來越受到人們的重視。針對抽蓄機 組運行穩(wěn)定性問題，研究者采用現(xiàn)場測試或在線監(jiān)測等手段開展了部分工作。當(dāng)前采用的 穩(wěn)定性狀態(tài)預(yù)警方法是一種簡單絕對值比較法，即通過現(xiàn)場測試或在線監(jiān)測獲取振動、擺 度和壓力脈動量，并與國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行比較，對現(xiàn)場運行具有一定的指導(dǎo)意義。但這種 簡單絕對值比較法在實際應(yīng)用中存在精度不高、限值較為單一、報警值不具備自我修正功 能等缺陷。
[0003] 具體的，利用簡單絕對值比較法對水電機組穩(wěn)定性狀態(tài)進行報警的方法步驟為：
[0004] (1)穩(wěn)定性參數(shù)采集
[0005] 在設(shè)備的同一部位或按照一定要求測得表征設(shè)備穩(wěn)定性狀態(tài)的值，例如，振動、擺 度和壓力脈動。
[0006] (2)選取絕對閾值
[0007] 通常參考由權(quán)威機構(gòu)頒布實施的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)協(xié)會頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn) 化協(xié)會ISO頒布的國際標(biāo)準(zhǔn)以及廠家建議值等，綜合選定一個振動、擺度報警值。例如，GB/T 6075.5標(biāo)準(zhǔn)按四種機組類型分別規(guī)定了A、B、C、D四個區(qū)域及相應(yīng)的振動界限值，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定報警值不能超過區(qū)域B上限值1.25倍，停機值不能超出區(qū)域C上限值1.25倍。
[0008] (3)穩(wěn)定性狀態(tài)報警
[0009] 穩(wěn)定性參數(shù)測量值與報警值相比較，如果測量值超過報警值，則報警，以評定設(shè)備 的狀態(tài)。
[0010] 上述方法的缺陷如下：
[0011] (1)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)給出的報警值是一個普適的值，其報警值偏大并不完全適用 于每一個具體的機組，只有當(dāng)機組的穩(wěn)定性狀態(tài)劣化到一定程度后，才可以進行報警，而不 能提早發(fā)現(xiàn)異常問題。
[0012] (2)機組所有工況都采用同一個報警值進行簡單的比較，實際上抽蓄機組運行工 況很多，有穩(wěn)態(tài)負(fù)荷區(qū)、部分負(fù)荷區(qū)，還有抽水與發(fā)電的區(qū)別，不同工況時其振動特性差異 較大，因此采用單一報警值對機組全工況進行穩(wěn)定性評價，其準(zhǔn)確性不高，有時候甚至?xí)?現(xiàn)錯誤的報警。
[0013] (3)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)給出的振動速度報警值不太適合抽蓄機組。GB/T 6075.5推薦對于額 定轉(zhuǎn)速低于或等于300rpm的機組，建議測量振動位移，而對于額定轉(zhuǎn)速高于300rpm的機組， 建議測量振動速度。但由于水電機組己積累的振動速度測量值較少，因此其制定的振動速 度的界限值在實際應(yīng)用中有一定的局限性。
[0014] (4)簡單絕對值比較法，其報警值一經(jīng)設(shè)定基本不變，不具備根據(jù)機組實際運行狀 態(tài)的變化而自動修正的功能，例如機組檢修后其振動水平大幅下降后，還采用原有報警值 就不能準(zhǔn)確反映機組穩(wěn)定性狀態(tài)的劣化水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明提供了一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)，以至少解 決現(xiàn)有的簡單絕對值比較法限值較為單一，發(fā)現(xiàn)問題也不及時，評價準(zhǔn)確性不高的問題。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方 法，包括:對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測，得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值;根據(jù)所述抽水 蓄能機組的工況參數(shù)，在預(yù)先建立的數(shù)值預(yù)警模型中檢索與當(dāng)前工況及當(dāng)前比對的穩(wěn)定性 參數(shù)對應(yīng)的上限值和下限值;如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值大于等于所述下限 值且小于等于所述上限值，則確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常，并將所述當(dāng)前比 對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值存入正常狀態(tài)記錄庫;如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值 小于所述下限值或大于所述上限值，則輸出預(yù)警信息，并將所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的 監(jiān)測值存入異常狀態(tài)記錄庫。
[0017] 在一個實施例中，在得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值之后，所述方法還包括:在預(yù)先建立 的可視化預(yù)警模型中展示所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值;如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定 性參數(shù)的監(jiān)測值處于上限曲面與下限曲面之間，則確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正 常；如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值不在上限曲面與下限曲面之間，則確定所述 抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)異常。
[0018] 在一個實施例中，在對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測之前，所述方法還包括： 獲取建立數(shù)值預(yù)警模型所需的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)包括:工況參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù);所述工況 參數(shù)包括:水頭、負(fù)荷和工況標(biāo)志;所述穩(wěn)定性參數(shù)包括:振動、擺度或壓力脈動;將所述數(shù) 據(jù)按照預(yù)設(shè)格式進行存儲，得到正常狀態(tài)記錄庫;根據(jù)所述抽水蓄能機組的水頭和負(fù)荷的 數(shù)值范圍，劃分得到所述抽水蓄能機組的多個典型工況;按照所述多個典型工況對所述正 常狀態(tài)記錄庫里的數(shù)據(jù)進行分類，分別得到各個典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集;根據(jù) 所述穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間;根據(jù)所述健康區(qū)間確 定各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值和上限值，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù) 警模型。
[0019] 在一個實施例中，在得到所述穩(wěn)定性參數(shù)的數(shù)值預(yù)警模型之后，所述方法還包括： 對于同一工況下的同一穩(wěn)定性參數(shù)，以所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和下限值作為坐 標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作圖，并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的 下限曲面；以所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和上限值作為坐標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作 圖，并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限曲面;所述下限曲面 和所述上限曲面構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的可視化預(yù)警模型。
[0020] 在一個實施例中，所述預(yù)設(shè)格式為(P，Η，F(xiàn)，X)，其中，Η表示水頭，P表示負(fù)荷，F(xiàn)表示 工況標(biāo)志，X表示穩(wěn)定性參數(shù)的峰峰值。
[0021] 在一個實施例中，根據(jù)所述抽水蓄能機組的水頭和負(fù)荷的數(shù)值范圍，劃分得到所 述抽水蓄能機組的多個典型工況，包括:所有水頭之差在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，負(fù)荷之差在第二 預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，且工況標(biāo)志相同的工況作為同一典型工況。
[0022] 在一個實施例中，根據(jù)所述穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的 健康區(qū)間，包括:按照正態(tài)分布規(guī)律計算典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集的期望值X和 標(biāo)準(zhǔn)偏差S;確定該典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間為(- 35,1 +
[0023] 在一個實施例中，根據(jù)所述健康區(qū)間確定各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限 值和上限值，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型，包括：根據(jù)健康區(qū)間 i^;-35j + 3Sj確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值為(P，H，F(xiàn)，文_3幻，綜合所述多 個典型工況的下限值，得到下限值庫;根據(jù)健康區(qū)間確定典型工況下穩(wěn)定 性參數(shù)對應(yīng)的上限值為斤，1^，1 + 35)，綜合所述多個典型工況的上限值，得到上限值庫； 所述下限值庫和所述上限值庫構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。
[0024] 在一個實施例中，所述方法還包括:在所述抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警系 統(tǒng)運行預(yù)設(shè)時間后或者所述抽水蓄能機組進行維修后，自動讀取所述正常狀態(tài)記錄庫，重 新求取各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間，更新預(yù)警模型。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警系 統(tǒng)，包括:監(jiān)測單元，用于對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測，得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值； 檢索單元，用于根據(jù)所述抽水蓄能機組的工況參數(shù)，在預(yù)先建立的數(shù)值預(yù)警模型中檢索與 當(dāng)前工況及當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值和下限值;第一確定單元，用于在所述當(dāng) 前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值大于等于所述下限值且小于等于所述上限值的情況下，確定 所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常;預(yù)警單元，用于在所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān) 測值小于所述下限值或大于所述上限值的情況下，輸出預(yù)警信息;第一存儲單元，用于將所 述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值存入正常狀態(tài)記錄庫或異常狀態(tài)記錄庫。
[0026] 在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括:展示單元，用于在預(yù)先建立的可視化預(yù)警模型 中展示所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值;第二確定單元，用于在所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定 性參數(shù)的監(jiān)測值處于上限曲面與下限曲面之間的情況下，確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性 狀態(tài)正常；以及所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值不在上限曲面與下限曲面之間的情況 下，確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)異常。
[0027] 在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括:獲取單元，用于獲取建立數(shù)值預(yù)警模型所需的 數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)包括:工況參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù);所述工況參數(shù)包括:水頭、負(fù)荷和工況標(biāo) 志;所述穩(wěn)定性參數(shù)包括:振動、擺度或壓力脈動;第二存儲單元，用于將所述數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè) 格式進行存儲，得到正常狀態(tài)記錄庫;典型工況劃分單元，用于根據(jù)所述抽水蓄能機組的水 頭和負(fù)荷的數(shù)值范圍，劃分得到所述抽水蓄能機組的多個典型工況;數(shù)據(jù)分類單元，用于按 照所述多個典型工況對所述正常狀態(tài)記錄庫里的數(shù)據(jù)進行分類，分別得到各個典型工況對 應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集;計算單元，用于根據(jù)所述穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型工況下 穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間；第一模型建立單元，用于根據(jù)所述健康區(qū)間確定各個典型工況下 穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值和上限值，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。
[0028] 在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括:下限曲面構(gòu)造單元，對于同一工況下的同一穩(wěn) 定性參數(shù)，以所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和下限值作為坐標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作 圖，并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限曲面;上限曲面構(gòu)造 單元，以所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和上限值作為坐標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作圖，并 將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限曲面;第二模型建立單元， 所述下限曲面和所述上限曲面構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的可視化預(yù)警模型。
[0029] 在一個實施例中，所述預(yù)設(shè)格式為(P，Η，F(xiàn)，X)，其中，Η表示水頭，P表示負(fù)荷，F(xiàn)表示 工況標(biāo)志，X表示穩(wěn)定性參數(shù)的峰峰值。
[0030] 在一個實施例中，所述典型工況劃分單元具體用于:所有水頭之差在第一預(yù)設(shè)范 圍內(nèi)，負(fù)荷之差在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，且工況標(biāo)志相同的工況作為同一典型工況。
[0031] 在一個實施例中，所述計算單元具體用于:按照正態(tài)分布規(guī)律計算典型工況對應(yīng) 的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集的期望值X和標(biāo)準(zhǔn)偏差S;確定該典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間為 (-?-35.,7 + 35),:
[0032] 在一個實施例中，第一模型建立單元具體用于:根據(jù)健康區(qū)間+ 確 定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值為斤，11^，無-35〇，綜合所述多個典型工況的下限 值，得到下限值庫;根據(jù)健康區(qū)間?+35)確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限 值為(？，11^，戈+ 3幻，綜合所述多個典型工況的上限值，得到上限值庫;所述下限值庫和所 述上限值庫構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。
[0033] 在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括:更新單元，用于在所述抽水蓄能機組運行穩(wěn)定 性劣化預(yù)警系統(tǒng)運行預(yù)設(shè)時間后或者所述抽水蓄能機組進行維修后，自動讀取所述正常狀 態(tài)記錄庫，重新求取各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間，更新預(yù)警模型。
[0034] 通過本發(fā)明的抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)，利用預(yù)先建立 的預(yù)警模型對機組運行穩(wěn)定性的劣化趨勢進行預(yù)警，增加了工況參數(shù)，為機組不同工況提 供不同的報警限值，既能對抽蓄機組穩(wěn)態(tài)工況，也能對機組暫態(tài)工況，提供有效預(yù)警，及早 發(fā)現(xiàn)機組隱含的穩(wěn)定性問題，提高預(yù)警精度，有效避免漸變性振動故障的發(fā)生，為抽蓄機組 安全運行提供技術(shù)保障。另外，預(yù)警結(jié)果為正常，則將實時數(shù)據(jù)存入正常狀態(tài)記錄庫;預(yù)警 結(jié)果為異常，則將實時數(shù)據(jù)存入異常狀態(tài)記錄庫，以便于進一步的故障診斷、分析查找原 因。
【附圖說明】
[0035] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0036] 圖1是本發(fā)明實施例的抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法的流程圖；
[0037] 圖2是本發(fā)明實施例的機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖一；
[0038] 圖3是本發(fā)明實施例的機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖二；
[0039] 圖4是本發(fā)明實施例的抽水蓄能機組穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警系統(tǒng)的工作流程；
[0040] 圖5是本發(fā)明實施例的建立預(yù)警模型的流程圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒?發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0042]本發(fā)明實施例提供了一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法，圖1是本 發(fā)明實施例的抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法的流程圖，如圖1所示，該方法包 括以下步驟：
[0043]步驟S101，對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測，得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值。穩(wěn)定 性參數(shù)可以包括:振動、擺度或壓力脈動。此步驟為預(yù)警提供原始數(shù)據(jù)，對實時監(jiān)測得到的 原始數(shù)據(jù)，進行計算分析，可以得到穩(wěn)定性實時數(shù)據(jù)的峰峰值即穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值。 [0044]步驟S102,根據(jù)抽水蓄能機組的工況參數(shù)，在預(yù)先建立的數(shù)值預(yù)警模型中檢索與 當(dāng)前工況及當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值和下限值。工況參數(shù)可以包括:水頭H、負(fù) 荷P和工況標(biāo)志F，其中F = 0表示發(fā)電工況，F(xiàn)=1為抽水工況，F(xiàn) = 2為啟停機等過渡過程工 況。
[0045] 步驟S103,如果當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值大于等于下限值且小于等于上限 值，則確定抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常，并將該監(jiān)測值存入正常狀態(tài)記錄庫。
[0046] 步驟S104,如果當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值小于下限值或大于上限值，則輸 出預(yù)警信息，并將該監(jiān)測值存入異常狀態(tài)記錄庫。
[0047] 通過上述方案，利用預(yù)先建立的預(yù)警模型對機組運行穩(wěn)定性的劣化趨勢進行預(yù) 警，增加了工況參數(shù)，為機組不同工況提供不同的報警限值，既能對抽蓄機組穩(wěn)態(tài)工況，也 能對機組暫態(tài)工況，提供有效預(yù)警，及早發(fā)現(xiàn)機組隱含的穩(wěn)定性問題，提高預(yù)警精度，有效 避免漸變性振動故障的發(fā)生，為抽蓄機組安全運行提供技術(shù)保障。另外，預(yù)警結(jié)果為正常， 則將實時數(shù)據(jù)存入正常狀態(tài)記錄庫;預(yù)警結(jié)果為異常，則將實時數(shù)據(jù)存入異常狀態(tài)記錄庫， 以便于進一步的故障診斷、分析查找原因。
[0048]在一個實施例中，還可以使用可視化預(yù)警模型直觀顯示穩(wěn)定性狀態(tài)是否異常，該 可視化預(yù)警模型包括上限曲面和下限曲面。具體的，在得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值之后，上述 方法還可以包括:在預(yù)先建立的可視化預(yù)警模型中展示當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值； 如果當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值處于上限曲面與下限曲面之間，則確定抽水蓄能機組 的穩(wěn)定性狀態(tài)正常；如果當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值不在上限曲面與下限曲面之間， 則確定抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)異常。本實施例中，將可視化預(yù)警模型和實時監(jiān)測數(shù)據(jù) 在同一個三維坐標(biāo)系中進行展示，利用模型的上限曲面和下限曲面可形象展現(xiàn)機組當(dāng)前穩(wěn) 定性狀態(tài)是否異常，實現(xiàn)預(yù)警的可視化。
[0049] 在對抽水蓄能機組進行預(yù)警之前（即進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測之前），需要預(yù)先建立預(yù) 警模型，包括:數(shù)值預(yù)警模型和可視化預(yù)警模型。
[0050] 建立數(shù)值預(yù)警模型的步驟如下：
[0051] (1)獲取建立數(shù)值預(yù)警模型所需的數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)包括:工況參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)。 首次建模的數(shù)據(jù)來源包括:對于新投產(chǎn)機組，可以使用其調(diào)試試驗數(shù)據(jù);對于老機組，可以 使用大修后的試驗數(shù)據(jù);或者采集機組狀態(tài)良好時一段時間的運行數(shù)據(jù)。
[0052] (2)將獲取的數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)格式進行存儲，得到正常狀態(tài)記錄庫。預(yù)設(shè)格式為(P， Η，F(xiàn)，X)，其中，Η表示水頭，P表示負(fù)荷，F(xiàn)表示工況標(biāo)志，X表示穩(wěn)定性參數(shù)的峰峰值。（ Pi，hi， fi，Xi)為正常狀態(tài)記錄庫中的任一記錄。
[0053] (3)根據(jù)抽水蓄能機組的水頭和負(fù)荷的數(shù)值范圍，劃分得到抽水蓄能機組的多個 典型工況。
[0054] 抽蓄機組的穩(wěn)定性與工況密切相關(guān)，當(dāng)兩個工況的水頭之差△ Η和負(fù)荷之差Δ P都 不大時，可以將這兩個工況當(dāng)作相同工況對待。因此可以將抽蓄機組運行工況按照水頭、負(fù) 荷劃分為多個典型工況，表示為(Pi，出^)。具體的，劃分原則如下:所有水頭之差在第一預(yù) 設(shè)范圍內(nèi)，負(fù)荷之差在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，且工況標(biāo)志相同的工況作為同一典型工況。例如， 可將水頭變化范圍AH=1、負(fù)荷變化范圍AP = 2Mff的所有工況視為同一典型工況。
[0055] (4)按照多個典型工況對正常狀態(tài)記錄庫里的數(shù)據(jù)進行分類，分別得到各個典型 工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集。
[0056] 按照典型工況的參數(shù)P^H^F對正常狀態(tài)記錄庫里的數(shù)據(jù)進行分類，分類原則如 下:所有水頭之差A(yù) Η和負(fù)荷之差△ P在一定范圍內(nèi)，且F相同的記錄歸為同一類記錄。
[0057] 例如，（PhHhFd為某一個典型工況，（？1&，乜，^)為正常狀態(tài)記錄庫中的任一記 錄，
^fi = Fi的^，1^，;^#)歸為同一類記錄。其中 對應(yīng)典型工況為(？1，出^1)，該類穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集表示為{」=0...11|^}，11為該數(shù)據(jù)集中 穩(wěn)定性參數(shù)的數(shù)據(jù)個數(shù)。
[0058] (5)根據(jù)穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間。
[0059] 按照正態(tài)分布規(guī)律計算典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集的期望值Z和標(biāo)準(zhǔn)偏 差S;確定該典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間為f - 35', 7 + 3S j。
[0060] 對于抽蓄機組典型工況(PhHhFi)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集{j = 0.. .n|Xj}的隨機誤 差具有明顯的統(tǒng)計分布特征，服從正態(tài)分布規(guī)律，根據(jù)概率統(tǒng)計學(xué)理論則有：
[0063] 其中V %期望值也就是平均值，Si為標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0064] 對于觀測值χΓ落在區(qū)間(兄-3S,,兄+ 3兄j的概率為99.73%。如某一個觀測值偏差 落在此區(qū)間之外，則認(rèn)為此觀測值超出正常范圍，即為異常值。
[0065]因此，抽蓄機組典型工況(PhHhFd的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集{j = 0...n|Xj}的健康區(qū) 間為+35小同理，可以求得其他典型工況下的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集的健康區(qū)間。
[0066] (6)根據(jù)健康區(qū)間確定各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值和上限值，得到 穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。
[0067] 具體的，根據(jù)健康區(qū)+ 3Sj確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值 為（P，H，F(xiàn)，1-3S)，綜合多個典型工況的下限值，得到下限值庫；根據(jù)健康區(qū)間 (尤-3*S,尤+ 3S)確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值為(P，H，F(xiàn)，尤+犯），綜合多個典 型工況的上限值，得到上限值庫；下限值庫和上限值庫構(gòu)成穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模 型。
[0068] 例如，抽水蓄能機組的某一典型工況（Pi 下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間為 (足-站"尤+城），即該典型工況的下限記錄為(朽及力，罵-M,);上限記錄為(PiH^Fi， 名+3&)。同理可以求出其他典型工況的上限記錄和下限記錄，從而得到典型工況的上限 記錄庫和下限記錄庫，建立機組穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警的數(shù)值預(yù)警模型。
[0069] 建立可視化預(yù)警模型的步驟如下：
[0070] (1)在得到穩(wěn)定性參數(shù)的數(shù)值預(yù)警模型之后，對于同一工況下的同一穩(wěn)定性參數(shù)， 以數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和下限值作為坐標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作圖，并將所有坐標(biāo) 點連接成一個曲面，得到穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限曲面。例如，將負(fù)荷作為X軸，水頭作為Y軸， 下限值作為Z軸。
[0071] (2)以數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和上限值作為坐標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作圖， 并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限曲面。
[0072] (3)下限曲面和上限曲面構(gòu)成穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的可視化預(yù)警模型。
[0073]現(xiàn)有的報警值不能隨著機組狀態(tài)的改變而修正。為此，在一個實施例中，預(yù)警模型 還具備自學(xué)習(xí)功能。在抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警系統(tǒng)運行預(yù)設(shè)時間后或者抽水蓄 能機組進行維修后，即機組運行狀態(tài)會發(fā)生變化，還采用原有上下限值就不能準(zhǔn)確反映機 組穩(wěn)定性狀態(tài)的劣化水平。為了使得預(yù)警模型能更精確反映機組實際情況，可以采取手動 或定期啟動預(yù)警模型自學(xué)習(xí)功能，自動讀取正常狀態(tài)記錄庫，重新求取各個典型工況下穩(wěn) 定性參數(shù)的健康區(qū)間，更新預(yù)警模型。本實施例中，利用系統(tǒng)積累的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進行自學(xué) 習(xí)，完善模型預(yù)警工況范圍，不斷修正穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間，使得預(yù)警模型能反映近期機 組的狀態(tài)變化，保證預(yù)警模型的全面性與準(zhǔn)確性，提高模型的預(yù)警精度。
[0074] 基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供了一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣 化預(yù)警系統(tǒng)，可以用于實現(xiàn)上述實施例所描述的方法。由于該系統(tǒng)解決問題的原理與上述 方法相似，因此該系統(tǒng)的實施可以參見上述方法的實施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用 的，術(shù)語"單元"可以實現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實施例所描述的系統(tǒng) 較佳地以軟件來實現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。
[0075] 圖2是本發(fā)明實施例的抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖， 如圖2所示，該系統(tǒng)包括:監(jiān)測單元21、檢索單元22、第一確定單元23、預(yù)警單元24和第一存 儲單元25，下面對該結(jié)構(gòu)進行具體說明。
[0076] 監(jiān)測單元21，用于對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測，得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測 值；
[0077]檢索單元22,用于根據(jù)抽水蓄能機組的工況參數(shù)，在預(yù)先建立的數(shù)值預(yù)警模型中 檢索與當(dāng)前工況及當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值和下限值；
[0078]第一確定單元23,用于在當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值大于等于下限值且小于 等于上限值的情況下，確定抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常；
[0079]預(yù)警單元24,用于在當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值小于下限值或大于上限值的 情況下，輸出預(yù)警信息；
[0080] 第一存儲單元25,用于將當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值存入正常狀態(tài)記錄庫或 異常狀態(tài)記錄庫。
[0081] 通過上述方案，利用預(yù)先建立的預(yù)警模型對機組運行穩(wěn)定性的劣化趨勢進行預(yù) 警，增加了工況參數(shù)，為機組不同工況提供不同的報警限值，既能對抽蓄機組穩(wěn)態(tài)工況，也 能對機組暫態(tài)工況，提供有效預(yù)警，及早發(fā)現(xiàn)機組隱含的穩(wěn)定性問題，提高預(yù)警精度，有效 避免漸變性振動故障的發(fā)生，為抽蓄機組安全運行提供技術(shù)保障。另外，預(yù)警結(jié)果為正常， 則將實時數(shù)據(jù)存入正常狀態(tài)記錄庫;預(yù)警結(jié)果為異常，則將實時數(shù)據(jù)存入異常狀態(tài)記錄庫， 以便于進一步的故障診斷、分析查找原因。
[0082] 如圖3所示，上述系統(tǒng)還可以包括：展示單元26,用于在預(yù)先建立的可視化預(yù)警模 型中展示當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值;第二確定單元27,用于在當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參 數(shù)的監(jiān)測值處于上限曲面與下限曲面之間的情況下，確定抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正 常；以及當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值不在上限曲面與下限曲面之間的情況下，確定抽 水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)異常。
[0083] 上述系統(tǒng)還可以包括:獲取單元，用于獲取建立數(shù)值預(yù)警模型所需的數(shù)據(jù)，其中數(shù) 據(jù)包括:工況參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù);工況參數(shù)包括:水頭、負(fù)荷和工況標(biāo)志;穩(wěn)定性參數(shù)包括： 振動、擺度或壓力脈動;第二存儲單元，用于將數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)格式進行存儲，得到正常狀態(tài) 記錄庫;典型工況劃分單元，用于根據(jù)抽水蓄能機組的水頭和負(fù)荷的數(shù)值范圍，劃分得到抽 水蓄能機組的多個典型工況;數(shù)據(jù)分類單元，用于按照多個典型工況對正常狀態(tài)記錄庫里 的數(shù)據(jù)進行分類，分別得到各個典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集;計算單元，用于根據(jù)穩(wěn) 定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間；第一模型建立單元，用于根 據(jù)健康區(qū)間確定各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值和上限值，得到穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng) 的數(shù)值預(yù)警模型。由此，便預(yù)先建立了數(shù)值預(yù)警模型。
[0084] 上述系統(tǒng)還可以包括:下限曲面構(gòu)造單元，對于同一工況下的同一穩(wěn)定性參數(shù)，以 數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和下限值作為坐標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作圖，并將所有坐標(biāo)點 連接成一個曲面，得到穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限曲面;上限曲面構(gòu)造單元，以數(shù)值預(yù)警模型中 的負(fù)荷、水頭和上限值作為坐標(biāo)軸，在三維坐標(biāo)系中作圖，并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲 面，得到穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限曲面;第二模型建立單元，下限曲面和上限曲面構(gòu)成穩(wěn)定性 參數(shù)對應(yīng)的可視化預(yù)警模型。由此，便預(yù)先建立了可視化預(yù)警模型。
[0085] 上述預(yù)設(shè)格式為(P，H，F(xiàn)，X)，其中，Η表示水頭，P表示負(fù)荷，F(xiàn)表示工況標(biāo)志，X表示 穩(wěn)定性參數(shù)的峰峰值。
[0086] 典型工況劃分單元具體用于:所有水頭之差在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，負(fù)荷之差在第二 預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，且工況標(biāo)志相同的工況作為同一典型工況。
[0087]計算單元具體用于:按照正態(tài)分布規(guī)律計算典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集的 期望值f和標(biāo)準(zhǔn)偏差S;確定該典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間為
[0088]第一模型建立單元具體用于:根據(jù)健康區(qū)間(6^-35,7 + 35)確定典型工況下穩(wěn)定 性參數(shù)對應(yīng)的下限值為(P，H，F(xiàn)，X-3S)，綜合多個典型工況的下限值，得到下限值庫;根據(jù) 健康區(qū)間(X - 3H + 30確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值為(P，H，F(xiàn)，f+ 3S)，綜 合多個典型工況的上限值，得到上限值庫；下限值庫和上限值庫構(gòu)成穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù) 值預(yù)警模型。
[0089] 上述系統(tǒng)還可以包括:更新單元，用于在抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警系統(tǒng) 運行預(yù)設(shè)時間后或者抽水蓄能機組進行維修后，自動讀取正常狀態(tài)記錄庫，重新求取各個 典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間，更新預(yù)警模型。由此預(yù)警模型能反映近期機組的狀態(tài) 變化，保證預(yù)警模型的全面性與準(zhǔn)確性。
[0090] 當(dāng)然，上述模塊劃分只是一種示意劃分，本發(fā)明并不局限于此。該裝置還可以僅包 括:監(jiān)測單元、預(yù)警單元和存儲單元，監(jiān)測單元執(zhí)行與監(jiān)測相關(guān)的功能，預(yù)警單元執(zhí)行與預(yù) 警相關(guān)的功能，存儲單元執(zhí)行與存儲相關(guān)的功能，只要能實現(xiàn)本發(fā)明的目的的模塊劃分，均 應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0091]抽蓄機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警系統(tǒng)包括:監(jiān)測和預(yù)警兩部分。監(jiān)測主要完成穩(wěn)定 性監(jiān)測參數(shù)的實時采集;預(yù)警包括:正常狀態(tài)記錄庫、異常狀態(tài)記錄庫、數(shù)值預(yù)警模型以及 可視化預(yù)警模型，具有穩(wěn)定性數(shù)據(jù)的處理與表達、穩(wěn)定性狀態(tài)預(yù)警、模型自學(xué)習(xí)等功能。
[0092] 圖4是本發(fā)明實施例的抽水蓄能機組穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警系統(tǒng)的工作流程，如圖4 所示，對機組進行穩(wěn)定性監(jiān)測，得到工況參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)，并進行處理，得到預(yù)設(shè)格式的 實時記錄斤，11^3)，根據(jù)數(shù)值預(yù)警模型中的上限庫和下限庫(或者可視化預(yù)警模型的上限 曲面和下限曲面），判斷實時記錄是否正常?如果是，則將該實時記錄存入正常狀態(tài)記錄庫； 否則輸出預(yù)警，并將該實時記錄存入異常狀態(tài)記錄庫。
[0093] 圖5是本發(fā)明實施例的建立預(yù)警模型的流程圖，如圖5所示，采集機組健康狀態(tài)下 的試驗數(shù)據(jù)，按照預(yù)設(shè)格式(P，H，F(xiàn)，X)存儲，形成正常狀態(tài)記錄庫，根據(jù)正常狀態(tài)記錄庫中 的數(shù)據(jù)計算穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間，根據(jù)該健康區(qū)間得到上限庫、下限庫、上限曲面和下限 曲面，從而得到數(shù)值預(yù)警模型和可視化預(yù)警模型。
[0094] 為了對上述抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)進行更為清楚的 解釋，下面結(jié)合具體的實施例來進行說明，然而值得注意的是該實施例僅是為了更好地說 明本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明不當(dāng)?shù)南薅ā?br>[0095] 本發(fā)明的預(yù)警模型適用于抽蓄機組發(fā)電工況、抽水工況以及暫態(tài)工況等各種工 況，下面以某抽蓄機組A發(fā)電工況為實例介紹抽蓄機組穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系統(tǒng)。 [0096] 機組參數(shù)如表1所示。
[0097] 表1機組參數(shù)表
[0099] (1)選定抽蓄機組A的穩(wěn)定性監(jiān)測參數(shù)
[0100] 為了對抽蓄機組運行穩(wěn)定性劣化進行預(yù)警，需要對穩(wěn)定性參數(shù)進行監(jiān)測，本實施 例監(jiān)測的參量如表2所示。
[0101 ]表2抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警監(jiān)測參數(shù)表
[0104] (2)抽蓄機組A穩(wěn)定性監(jiān)測參數(shù)的表達
[0105] 抽蓄機組工況參數(shù)包括:水頭H、負(fù)荷P和工況標(biāo)志F，表示為(P，Η，F(xiàn))，其中F = 0表 示發(fā)電工況，F(xiàn)=1為抽水工況，F(xiàn) = 2為啟停機等過渡過程工況。抽蓄機組的穩(wěn)定性與機組工 況參數(shù)密切相關(guān)，完整的機組穩(wěn)定性監(jiān)測量表示為(P，Η，F(xiàn)，X )，其中Η為水頭，P為負(fù)荷，F(xiàn)為 工況標(biāo)志，X為穩(wěn)定性參數(shù)如振動、擺度和壓力脈動等。例如，記錄(250,200，0,200)表示在 水頭為200m、發(fā)電負(fù)荷為250MW時穩(wěn)定性參數(shù)X的測量值為200。
[0106] 下面以A機組上導(dǎo))(擺度為例，闡述發(fā)電工況上導(dǎo))(擺度預(yù)警模型的建立方法及擺 度劣化預(yù)警的實現(xiàn)過程。
[0107] (3)機組首次建模的數(shù)據(jù)
[0108] 在機組A健康狀態(tài)時(如啟動調(diào)試或大修后)進行發(fā)電工況穩(wěn)定性試驗，并按照(P， H，F(xiàn)，X)方式存儲試驗數(shù)據(jù)，得到機組正常記錄庫沾，出，0，叫），其中由表1可知185彡出彡 220,0<Ρ?<260，?^表示第i組記錄中第j個上導(dǎo))(擺度值。
[0109] (4)確定機組A的典型發(fā)電工況
[0110] A機組的運行水頭范圍為185m至220m，有功（負(fù)荷)范圍為0MW至260MW。由于抽蓄機 組的水頭和負(fù)荷變化不大時，其機組穩(wěn)定性特性基本相似，可將水頭變化范圍A H= 1、負(fù)荷 變化范圍A P = 2MW的所有工況點視為相同工況。因此，可用工況(Ρ，Η，0)代表水頭在（H- 0.5)彡H〈(H+0.5)范圍內(nèi)且有功在(P-1)彡P(guān)〈(P+1)范圍的所有工況點。
[0111] 因此，A機組發(fā)電工況可細(xì)分成以下多個典型工況：
[0112] (1，185·5,0)、（3，185·5,0)、···、（259，185·5,0)
[0113] (1，186·5,0)、（3，186·5,0)、···、（259，186·5,0)
[0114] ......
[0115] (1，219·5,0)、（3,219·5，0)、···、（259,219·5,0)
[0116] 其中（1，185.5，0)代表所有水頭為185.5±0.5m范圍內(nèi)、負(fù)荷1 ± 1MW范圍內(nèi)的發(fā)電 工況。
[0117] (5)計算典型工況穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間
[0118] 求取第（4)步中所有典型工況的健康區(qū)間，下面以工況（249,185.5,0)即水頭為 185.5 ± 0.5m、負(fù)荷249 ± 1MW的工況為例說明，其他工況類似。
[0119] 1)從第⑶步中得到的正常記錄庫(PiAAxij)中篩選出工況248彡P(guān)i〈250，185彡 Hi〈186的所有上導(dǎo))(擺度記錄，提取記錄中的 Xij，得到典型工況(249，185.5,0)對應(yīng)的上導(dǎo)父 擺度數(shù)據(jù)集合{k = 0. . .n|xk}。
[0120] 2)求取典型工況(249，185·5,0)的健康區(qū)間：
[0121] 對于{k = 〇. · ·η | xk}則有：
[0124] 其中！為期望值也就是平均值，S為標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0125] 對于上導(dǎo))(擺度數(shù)據(jù)集{k = 0. . .n|xk}，其正常區(qū)間為^-3S,^ + 3.Sj，即抽蓄機組 上導(dǎo)擺度在典型工況(249，185.5,0)下的健康區(qū)間為(戈-35'.無+ 3句。
[0126] 典型工況(249，185.5,0)上導(dǎo))(擺度的下限表示為(249，185.5,0，〒-3S);
[0127] 典型工況(249,185.5，0)上導(dǎo))(擺度的上限表示為(249,185.5，0,又+ 35' )。
[0128] 重復(fù)上述1)和2)可得到其他典型工況（Pi，Hi，0)的上導(dǎo))(擺度下限和上限，記為 (Pi，Hi，0，兄-35；)和(Pi，Hi，0，兄 + 35；)。
[0129] (6)建立抽蓄機組穩(wěn)定性狀態(tài)的數(shù)值預(yù)警模型
[0130] 所有的(Ρ^Η^Ο,黑-35;)都存入上導(dǎo))(擺度的預(yù)警下限庫;所有 )存入上導(dǎo))(擺度的預(yù)警上限庫，從而建立抽蓄機組上導(dǎo))(擺度的數(shù)值預(yù)警模型。
[0131] (7)建立抽蓄機組穩(wěn)定性狀態(tài)的可視化預(yù)警模型
[0132] 以(Pi，Hi，0，兄-% )中的Pi為X軸、Hi為Y軸、足-從為Z軸在三維坐標(biāo)系中進行作 圖，并將所有坐標(biāo)點連成一個曲面，形成上導(dǎo)擺度的下限曲面；同理可得到上限曲面，從而 建立抽蓄機組上導(dǎo))(擺度的可視化預(yù)警模型。
[0133] (8)抽蓄機組穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警的應(yīng)用
[0134] 1)數(shù)值預(yù)警模式。實時監(jiān)測到上導(dǎo))(擺度的某一值(？，1!，〇0)，可根據(jù)工況參數(shù)？， h，0在數(shù)值預(yù)警模型中找到對應(yīng)的上限（Ρ^Η^Ο,兄+35,)和下限（Ρ,,Η^Ο,尤-3&)，若 兄-兄+ 35*，則判斷上導(dǎo))(擺度狀態(tài)正常，否則發(fā)出預(yù)警信息。
[0135] 2)可視化預(yù)警模式。對于實時監(jiān)測到上導(dǎo))(擺度的某一值(p，h，0，x)，p為X軸坐標(biāo)、 h為Y軸坐標(biāo)、X為Z軸坐標(biāo)可以得到上導(dǎo))(擺度實時值在可視化預(yù)警模型中的位置，通過模型 中上限曲面和下限曲面可以非常直觀的反映出上導(dǎo))(擺度值是否在正常范圍，從而實現(xiàn)可 視化預(yù)警。
[0136] 3)預(yù)警處理。若以足-3?或1>足+3名則將記錄(p，h，0，x)存入異常記錄庫;若 兄-3y X 5；足+蛘則表示機組狀態(tài)正常，同時將記錄(P，h，0，X)存入正常記錄庫。
[0137] (9)預(yù)警模型的自學(xué)習(xí)與完善
[0138] 機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警系統(tǒng)運行一定的時間（如一個季度)后，根據(jù)需要，系統(tǒng) 自動執(zhí)行第(5)至(7)步，利用更新后的正常記錄庫求取機組的穩(wěn)定性參數(shù)健康區(qū)間，并建 立數(shù)值預(yù)警模型和可視化預(yù)警模型。從而逐步完善模型預(yù)警工況范圍；并對于原模型中已 有的工況的預(yù)警值進行修正，最終實現(xiàn)模型的自學(xué)習(xí)與完善，使得預(yù)警模型全面、準(zhǔn)確反映 機組穩(wěn)定性狀態(tài)，提高預(yù)警結(jié)果的精度。
[0139] 綜上所述，本發(fā)明提供了一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法及系 統(tǒng)，建立適合抽蓄機組不同工況的穩(wěn)定性劣化預(yù)警模型，為機組不同工況提供不同的報警 值，同時該模型具備自學(xué)習(xí)功能，能隨著機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)的變化而自動更新預(yù)警模型， 實現(xiàn)機組各種工況下穩(wěn)定性狀態(tài)劣化的準(zhǔn)確預(yù)警。
[0140] 流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括 一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部 分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順 序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明 的實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0141] 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述 實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件 或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下 列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路 的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場 可編程門陣列(FPGA)等。
[0142] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0143]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警方法，其特征在于，包括： 對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測，得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值； 根據(jù)所述抽水蓄能機組的工況參數(shù)，在預(yù)先建立的數(shù)值預(yù)警模型中檢索與當(dāng)前工況及 當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值和下限值； 如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值大于等于所述下限值且小于等于所述上限 值，則確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常，并將所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測 值存入正常狀態(tài)記錄庫； 如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值小于所述下限值或大于所述上限值，則輸出 預(yù)警信息，并將所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值存入異常狀態(tài)記錄庫。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值之后，所述方 法還包括： 在預(yù)先建立的可視化預(yù)警模型中展示所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值； 如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值處于上限曲面與下限曲面之間，則確定所述 抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常； 如果所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值不在上限曲面與下限曲面之間，則確定所述 抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)異常。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測之 前，所述方法還包括： 獲取建立數(shù)值預(yù)警模型所需的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)包括:工況參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù);所述 工況參數(shù)包括:水頭、負(fù)荷和工況標(biāo)志;所述穩(wěn)定性參數(shù)包括:振動、擺度或壓力脈動； 將所述數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)格式進行存儲，得到正常狀態(tài)記錄庫； 根據(jù)所述抽水蓄能機組的水頭和負(fù)荷的數(shù)值范圍，劃分得到所述抽水蓄能機組的多個 典型工況； 按照所述多個典型工況對所述正常狀態(tài)記錄庫里的數(shù)據(jù)進行分類，分別得到各個典型 工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集； 根據(jù)所述穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間； 根據(jù)所述健康區(qū)間確定各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值和上限值，得到所述 穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在得到所述穩(wěn)定性參數(shù)的數(shù)值預(yù)警模型之 后，所述方法還包括： 對于同一工況下的同一穩(wěn)定性參數(shù)，W所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和下限值作 為坐標(biāo)軸，在Ξ維坐標(biāo)系中作圖，并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對 應(yīng)的下限曲面； W所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和上限值作為坐標(biāo)軸，在Ξ維坐標(biāo)系中作圖，并將 所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限曲面； 所述下限曲面和所述上限曲面構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的可視化預(yù)警模型。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)格式為(P，H，F(xiàn)，X)，其中，Η表示水 頭，Ρ表示負(fù)荷，F(xiàn)表示工況標(biāo)志，X表示穩(wěn)定性參數(shù)的峰峰值。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述抽水蓄能機組的水頭和負(fù)荷的數(shù) 值范圍，劃分得到所述抽水蓄能機組的多個典型工況，包括： 所有水頭之差在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，負(fù)荷之差在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，且工況標(biāo)志相同的工 況作為同一典型工況。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型 工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間，包括： 按照正態(tài)分布規(guī)律計算典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集的期望值X和標(biāo)準(zhǔn)偏差S; 確定該典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間為^無-35'，無+:巧;)8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述健康區(qū)間確定各個典型工況下穩(wěn) 定性參數(shù)對應(yīng)的下限值和上限值，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型，包括： 根據(jù)健康區(qū)間?Χ -3S，玄+ 3及;)確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值為 (/，//，F(xiàn)，.?-3.S'；)端合所述多個典型工況的下限值，得到下限值庫； 根據(jù)健康區(qū)間方-3、無+殺;)確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值為 (Aii，F(xiàn)，X + 35')，綜合所述多個典型工況的上限值，得到上限值庫； 所述下限值庫和所述上限值庫構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 在所述抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警系統(tǒng)運行預(yù)設(shè)時間后或者所述抽水蓄能機 組進行維修后，自動讀取所述正常狀態(tài)記錄庫，重新求取各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健 康區(qū)間，更新預(yù)警模型。10. -種抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性狀態(tài)劣化預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括： 監(jiān)測單元，用于對抽水蓄能機組進行穩(wěn)定性實時監(jiān)測，得到穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值； 檢索單元，用于根據(jù)所述抽水蓄能機組的工況參數(shù)，在預(yù)先建立的數(shù)值預(yù)警模型中檢 索與當(dāng)前工況及當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值和下限值； 第一確定單元，用于在所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值大于等于所述下限值且小 于等于所述上限值的情況下，確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常； 預(yù)警單元，用于在所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值小于所述下限值或大于所述上 限值的情況下，輸出預(yù)警信息； 第一存儲單元，用于將所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值存入正常狀態(tài)記錄庫或異 常狀態(tài)記錄庫。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括： 展示單元，用于在預(yù)先建立的可視化預(yù)警模型中展示所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān) 測值； 第二確定單元，用于在所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參數(shù)的監(jiān)測值處于上限曲面與下限曲面 之間的情況下，確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài)正常；W及所述當(dāng)前比對的穩(wěn)定性參 數(shù)的監(jiān)測值不在上限曲面與下限曲面之間的情況下，確定所述抽水蓄能機組的穩(wěn)定性狀態(tài) 異常。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括： 獲取單元，用于獲取建立數(shù)值預(yù)警模型所需的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)包括:工況參數(shù)和穩(wěn) 定性參數(shù);所述工況參數(shù)包括:水頭、負(fù)荷和工況標(biāo)志;所述穩(wěn)定性參數(shù)包括:振動、擺度或 壓力脈動； 第二存儲單元，用于將所述數(shù)據(jù)按照預(yù)設(shè)格式進行存儲，得到正常狀態(tài)記錄庫； 典型工況劃分單元，用于根據(jù)所述抽水蓄能機組的水頭和負(fù)荷的數(shù)值范圍，劃分得到 所述抽水蓄能機組的多個典型工況； 數(shù)據(jù)分類單元，用于按照所述多個典型工況對所述正常狀態(tài)記錄庫里的數(shù)據(jù)進行分 類，分別得到各個典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集； 計算單元，用于根據(jù)所述穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集計算各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū) 間； 第一模型建立單元，用于根據(jù)所述健康區(qū)間確定各個典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下 限值和上限值，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括： 下限曲面構(gòu)造單元，對于同一工況下的同一穩(wěn)定性參數(shù)，W所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù) 荷、水頭和下限值作為坐標(biāo)軸，在Ξ維坐標(biāo)系中作圖，并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得 到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限曲面； 上限曲面構(gòu)造單元，W所述數(shù)值預(yù)警模型中的負(fù)荷、水頭和上限值作為坐標(biāo)軸，在Ξ維 坐標(biāo)系中作圖，并將所有坐標(biāo)點連接成一個曲面，得到所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限曲面； 第二模型建立單元，所述下限曲面和所述上限曲面構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的可視化 預(yù)警模型。14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)格式為(P，H，F(xiàn)，X)，其中，Η表示 水頭，Ρ表示負(fù)荷，F(xiàn)表示工況標(biāo)志，X表示穩(wěn)定性參數(shù)的峰峰值。15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述典型工況劃分單元具體用于:所有 水頭之差在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，負(fù)荷之差在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，且工況標(biāo)志相同的工況作為同 一典型工況。16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元具體用于：按照正態(tài)分布 規(guī)律計算典型工況對應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)集的期望值采和標(biāo)準(zhǔn)偏差S;確定該典型工況下 穩(wěn)定性參數(shù)的健康區(qū)間為(玄-組，玄+ 3句。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一模型建立單元具體用于： 根據(jù)健康區(qū)間+ 確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的下限值為 (/3，//，八；？-34,綜合所述多個典型工況的下限值，得到下限值庫；根據(jù)健康區(qū)間 (玄-3&玄+ 35*；)確定典型工況下穩(wěn)定性參數(shù)對應(yīng)的上限值為(戶，巧，護，玄+ ^^；|，綜合所述多 個典型工況的上限值，得到上限值庫;所述下限值庫和所述上限值庫構(gòu)成所述穩(wěn)定性參數(shù) 對應(yīng)的數(shù)值預(yù)警模型。18. 根據(jù)權(quán)利要求10至17中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括： 更新單元，用于在所述抽水蓄能機組運行穩(wěn)定性劣化預(yù)警系統(tǒng)運行預(yù)設(shè)時間后或者所 述抽水蓄能機組進行維修后，自動讀取所述正常狀態(tài)記錄庫，重新求取各個典型工況下穩(wěn) 定性參數(shù)的健康區(qū)間，更新預(yù)警模型。
【文檔編號】G01D21/02GK106092190SQ201610384422
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610384422.2, CN 106092190 A, CN 106092190A, CN 201610384422, CN-A-106092190, CN106092190 A, CN106092190A, CN201610384422, CN201610384422.2
【發(fā)明人】桂中華
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)新源控股有限公司, 國網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心