发电集团级水电机组分布式状态监测与诊断平台建设的体系结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种发电集团级水电机组分布式状态监测与诊断平台建设的体系结 构，尤其是其信息技术架构设计，属于工业互联网领域中的设备监测诊断体系结构。
【背景技术】
[0002] 近十几年来，国内外已有大量的生产厂家和研究机构针对水电机组的状态监测技 术开展了相关研究，并开发了相应的产品成功应用于电厂。从已开发和应用的水电机组状 态监测系统来看，普遍具有较好的分析功能，但很多还没有诊断功能，且监测对象大都仅局 限于机组某方面或某部分，没有一个是针对机组的全状态监测，更没有形成多个区域多台 机组的监测诊断的网络系统。
[0003] 国内目前还没有出现一个多区域多机组的监测、诊断、管理、维修一体化的网络系 统。现有水电机组监测系统的分析功能还不够强大；个别采用专家系统技术提供了初级故 障诊断功能，但缺乏来自故障机理的深层次的理论和技术支持，且缺少大量宝贵的现场实 际诊断经验，与工程实际应用存在较大差距；状态检修功能几近空白。公开日为2015年02 月04日，公开号为CN104331631A的中国专利中，公开了一种水电机组运行状态远程诊断决 策方法，该方法通过建立水电机组运行状态远程诊断决策基础知识库、故障数据库，远程监 测并获取水电机组运行振动、摆度、压力脉动、顶盖水下部分碰磨信号、调速控制系统静特 性、动特性及功能性指标、开关机时间及规律、压油槽油累启停时间等重要参量，采用趋势 分析、特定频率带碰磨分析、特性指标比对、开关机时间及动作规律分析、压油槽油累启停 时间分析等方法，对机组运行稳定性进行远程诊断决策，该方法与工程实际应用存在差距。
[0004] 在自动化、信息化技术的推动下，状态检测与诊断分析系统正在逐步融合发电设 备在线监测与故障预警系统，向着全方位、系统化的方向发展。电力企业的"信息高速公路" 已基本建成，随着互联网技术的发展，我国一些大型发电企业已开始从国外引进或与国内 的高校、研究所等单位联合开发集团级厂级监控信息系统（SIS++)、集团及设备大数据库、 集团级技术监督管理平台等，但基本是基于大集中式布置，数据的管理与维护、应用的扩展 与升级、通讯的稳定性及安全等都成为集团级监测与诊断平台的发展瓶颈，因此急需新的 技术、思维和新的平台架构突破大发电企业集团级监测与诊断分析平台建设和发展的瓶颈 问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于着力于解决大发电企业集团级监测与诊断分析平台建设问题， 而提供一种发电集团级水电机组分布式状态监测与诊断平台建设的体系结构。
[0006] 本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该发电集团级水电机组分布式状态监 测与诊断平台建设的体系结构的特点在于：包括： 1)总体技术架构； 2) 业务架构； 3) 信息/数据架构； 4) 应用架构； 5) 技术架构； 6) 基础设施。
[0007] 作为优选，本发明所述总体技术架构把平台各子系统进行模块化，并在安全防护 体系和标准规范体系的保障下实现信息、数据的通讯和交换，包括在线监测基础设施、信息 系统基础设施、数据库群、数据管理、基础组件和业务应用系统。
[0008] 作为优选，本发明所述业务架构包括检测试验、技术监督、状态检修和优化调度。
[0009] 作为优选，本发明所述信息/数据架构在结构化数据采集和统一编码的基础上完 成数据的接入、处理、存储和访问的等统一管理。
[0010] 作为优选，本发明所述应用架构包括电厂、分公司和集团的应用分级部署，9级用 户角色部署方式及权限配置，APP应用集市及应用推送及订阅服务流程。
[0011] 作为优选，本发明所述技术架构包括功能结构设计、分层分布式集散型网络设计、 应用程序设计和安全防护设计。
[0012] 作为优选，本发明所述基础设施通过平台的开放性接口分期分块开发和整合水电 机组各在线监测系统。
[0013] 作为优选，本发明发电集团级水电机组分布式状态监测与诊断平台W状态检修为 核屯、业务线条，同时兼顾检测实验、技术监督和优化调度等生产优化、生产管理的其它业务 内容；通过该平台对发电厂可实现常用的监测、诊断、分析等功能；分公司可实现统计、对 标、维修计划、决策等功能；在分公司级应用的基础上可实现统计对标与管理、远程诊断与 分析、大数据分析与应用，并提供运行策略、维修策略、备品策略、培训策略等服务推送功 能； 为实现集团级水电机组状态监测与诊断，本平台系统整体采用分层规划，平台分为电 厂级、分公司级和集团级Ξ级应用部署，设及多流域、多电厂、多机组和多监测子系统，同时 考虑系统未来扩展能力； 平台W统一编码为基础，建立Ξ级邸Μ数据中屯、实现分布式数据采集、存储和应用；在 集团数据中屯、建立B/S架构的集团水电状态监测与诊断分析系统，为9级用户角色提供应 用服务；同时为各专业应用模块提供ΑΡΡ应用集市，推送及订阅服务；各级用户可W按需下 载ΑΡΡ应用模块，实现基于本地数据、C/S模式的本地应用。
[0014] 作为优选，本发明平台整体规划各主要模块如下： (1) 电厂数据源主要包括：各状态在线监测系统、大巧监测系统和计算机控制系统的数 据； (2) 数据采集模块：包括通讯规约、数据库接口协议和文件读写协议，实现从仪器仪表、 结构化数据库和非结构化文档的数据采集；通信规约包括：Μο化USRTU/TCP，IEC61850,104 等现场规约； (3) KKS编码管理与服务：对所有数据进行KKS编码，基于统一编码进行数据管理和数 据应用； (4) 数据存储包括：关系数据库和实时数据库存储，厂级、分公司级和集团级根据数据 采集的不同内容进行就地存储； (5) 数据调度包括数据服务接口和KDM级联两部分；数据服务接口为外部应用程序提 供标准统一的数据访问接口；KDM级联接口是KDM与KDM之间的通信接口，可在两个KDM数 据中屯、之间进行结构化数据交互，W形成分布式系统； (6) 实时计算引擎包括实时测点数据处理和文档大数据挖掘处理节点两部分，W实现 流式算法的配置、测点数据的二次计算和存储、实验报告等设备文档类数据的处理分析，W 支持机组状态监测与诊断的各种高级应用功能； (7) APP分发管理：实现对APP应用集市的集中管控，包括用户、权限、认证、数据配置、 版本巧制等内容。
[0015] 作为优选，本发明由于现场条件和用户对状态监测系统的要求不同，状态监测分 为单机本地数据模式、基于局域网的C/S模式和基于Internet的网络模式；平台在线监测 范围非常广，一共包含有32个主要设备可视化监视模块；可视化监视模块分为水轮机、发 电机、轴系稳定性、调速系统、励磁系统、辅助设备6大块；水轮机部分可视化监视主要包含 对机组水导轴承、空化与噪声、水流运动、压力脉动几个部分；发电机部分主要包含对机组 空冷器、上导轴承、定子发热与绝缘、推力轴承、局部放电、定转子间气隙的监视；轴系稳定 性部分主要包含对机组振动、摆度、轴承溫度的监视；调速系统可视化监视主要包含对机组 导叶/轮叶执行机构、轮叶协联关系、导叶电液转换、轮叶电液转换的监视；励磁系统可视 化监视主要包含机组基本状态、整流屏状态、励磁控制参数与给定；辅助系统实时可视化监 视主要包括油系统、顶盖排水、风闽状态。
[0016