一种发电机组状态监控系统、方法及设备与流程

本发明涉及发电机组启停控制领域，特别涉及一种发电机组状态监控系统、方法及设备。

背景技术

发电机组的启停是一个复杂的热力过程，发电机组的启停过程中，金属设备存在剧烈的加热或者冷却过程，转动机械存在一个从静止到运行或者相反的过程，在机组启停过程金属部件将产生温变、温差、热变形、热应力等，是生产过程中设备操作最复杂、工况变化快且频繁、安全、节能影响因素比较集中的环节。启停过程对机组的寿命影响非常关键，此阶段也特别容易发生安全事故，因此如何确保机组安全启停，尽量减少对机组寿命的影响，是一个十分重要的课题。

发电机组的启动或停止比正常运行中更需要消耗大量的燃料，而为了提高发电机组的运行效率，单台机组的装机容量、主蒸汽温度和压力不断提高，启动机组的油耗、煤耗、水耗和厂用电耗等也随装机容量的增加而增大；由于电力产能过剩，机组频繁启停，极大增加了油、煤、水、外购电和人力资源等成本消耗。由此看出，发电机组启停过程的安全管控及节能管理是发电企业必须面对的问题。市场上现有的发电机组启停管理系统是在现场采集数据的基础上，简单展示给工作人员的，这种展示缺乏主动性，而且前期工作量大，操作复杂，也没有与行业标准的对比参考方案。管理系统的控制在很大程度上依赖工作人员的经验判断，受发电企业人员技术水平的制约，启停过程的故障定位精准度有一定偏差，故障或设备异常反馈的及时性差别较大；工作人员想要确定报警的危害度或定位故障设备所需的时间较长，这对管控机组启停过程的安全和节能控制是非常不利的。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发电机组状态监控系统、方法及设备。其具体方案如下：

一种发电机组状态监控系统，包括：

状态获取模块，用于获取发电机组的状态数据；

特征提取模块，用于分析所述状态数据并提取关键特征参数；

监测模块，用于对所述状态数据和/或所述关键特征参数进行监测，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

优选的，所述监测模块具体用于：

获取所述状态数据和/或所述关键特征参数，并将所述状态数据和/或所述关键特征参数与对应的预设数据范围进行比较，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

优选的，所述监测模块具体用于：

获取所述状态数据和/或所述关键特征参数，并将所述状态数据和/或所述关键特征参数与对应的历史数据比较，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

优选的，所述发电机组状态监控系统还包括数据存储模块，用于存储所述历史数据。

优选的，所述数据存储模块还用于存储所述状态数据和/或所述关键特征参数。

优选的，所述状态数据包括：

汽轮机主要参数、锅炉主要参数、轴承主要参数和烟气系统主要参数。

优选的，所述关键特征参数包括：

汽轮机冲转启停时间、锅炉启停时间、盘车关键动作时间、汽轮机惰走开始时间和结束时间。

相应的，本发明还公开了一种发电机组状态监控方法，应用于如上文所述发电机组状态监控系统，包括：

通过状态获取模块获取发电机组的状态数据；

通过特征提取模块分析所述状态数据并提取关键特征参数；

通过监测模块对所述状态数据和/或所述关键特征参数进行监测，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

相应的，本发明公开了一种发电机组状态监控设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文所述发电机组状态监控方法的步骤。

优选的，所述发电机组状态监控设备还包括：

显示器，用于显示所述状态数据和/或所述关键特征参数；

报警装置，用于当所述发电机组的运行状态异常时报警。

本发明公开了一种发电机组状态监控系统，包括：状态获取模块，用于获取发电机组的状态数据；特征提取模块，用于分析所述状态数据并提取关键特征参数；监测模块，用于对所述状态数据和/或所述关键特征参数进行监测，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。本发明通过获取状态数据，采用特征提取模块和检测模块进行快速、标准化地判断发电机组状态是否健康，以保证发电机组运行安全，预警规避事故风险，实现发电机组启停安全和运行过程的高效节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种发电机组状态监控系统的结构分布图；

图2为本发明实施例中一种发电机组状态监控方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例中一种发电机组状态监控设备的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种发电机组状态监控系统，参见图1所示，包括：

状态获取模块11，用于获取发电机组的状态数据；

具体的，所述状态数据包括：汽轮机主要参数、锅炉主要参数、轴承主要参数和烟气系统主要参数。

更具体的，上述状态数据有锅炉受面壁温度、主汽轮机压力、汽轮机轴系振动、轴瓦温度等。

可以理解的是，上述的状态数据通过发电机组的相关传感器在现场进行自动化采集，节省工作人员现场采集数据耗费的时间和精力，能够有效避免由于设备和工艺的差距以及人员识别的差异，导致的数据不准确的问题。

特征提取模块12，用于分析所述状态数据并提取关键特征参数；

具体的，所述关键特征参数包括：汽轮机冲转启停时间、锅炉启停时间、盘车关键动作时间、汽轮机惰走开始时间和结束时间。

此外，关键特征参数还可以包括分析状态数据时得到各类状态数据的最大值、最小值、平均值、超限次数与总时长、升率最大值、升率最小值、升率超限次数与总时长等等状态数据的特征值。

可以理解的是，上述状态数据是实时获取的，数据量比较大，对状态数据进行分析处理，从中提取具有代表性的关键特征参数，这些关键特征参数可以作为参考依据，供监测模块13或工作人员进行快速有效地判断。

监测模块13，用于对所述状态数据和/或所述关键特征参数进行监测，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

其中，这里所说的健康状态包括发电机组运行中的健康状态以及发电机组启停过程的健康状态，主要是获取状态数据和/或关键特征参数进行实时监测判断；除此以外，还可以根据当时的状态数据和/或关键特征参数的发展趋势预测接下来的健康状态，以便进行预警或规避；或者根据以前的状态数据和/或关键特征参数，追溯故障或事故的发生原因等等。

实际上，本实施例中的发电机组状态监控系统，参考了专业人员平时在监测发电机组过程中的工作思路，据此建立了监控系统，通过状态获取模块11能够获取准确或误差值较小的状态数据，通过特征提取模块12的统一不变的分析流程和统一算法获取有效的关键特征参数，最后通过监测模块13的统一标准对状态数据和/或关键特征参数进行检测，以此得到健康状态。相对于人工监测判断，本实施例采用系统模块以及其中的程序算法执行完成，因此标准始终不变，没有人为主观因素干扰，而其中状态数据量大、数据传输速度要求高、计算量大的问题都可以通过改进机器算法、提高系统配置等方法解决，可靠性有效性远胜人工。

本发明公开了一种发电机组状态监控系统，包括：状态获取模块，用于获取发电机组的状态数据；特征提取模块，用于分析所述状态数据并提取关键特征参数；监测模块，用于对所述状态数据和/或所述关键特征参数进行监测，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。本发明通过获取状态数据，采用特征提取模块和检测模块进行快速、标准化地判断发电机组状态是否健康，以保证发电机组运行安全，预警规避事故风险，实现发电机组启停安全和运行过程的高效节能。

本发明实施例公开了一种具体的发电机组状态监控系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

所述监测模块13可以具体用于：

获取所述状态数据和/或所述关键特征参数，并将所述状态数据和/或所述关键特征参数与对应的预设数据范围进行比较，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

或者，所述监测模块13也可以具体用于：

获取所述状态数据和/或所述关键特征参数，并将所述状态数据和/或所述关键特征参数与对应的历史数据比较，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

进一步的，所述发电机组状态监控系统还包括数据存储模块，用于存储所述历史数据。

除此之外，所述数据存储模块还可以用于存储所述状态数据和/或所述关键特征参数。

可以看出监测模块13中内含设定的算法来判断输入的数据是否正常，发电机组的状态是否健康，判断依据可以是预设数据范围，预设数据范围统一不变，应用于任一发电机组中；判断依据也可以是历史数据，这里的历史数据既可以是同一型号设备的历史数据，也可以是该设备的历史数据，不同型号的设备之间具有差别，甚至同一型号的设备在工作环境、工作时长不同的时候，各自的状态都是不一样的，因此将历史数据作为判断依据最后得出的判断结果会更为准确。

另外，本实施例中的发电机组状态监控系统还可以包括显示模块，用于向工作人员显示上述状态获取模块11、特征提取模块12、监测模块13中数据的变化和分析过程，例如以曲线图像显示数据的变化，标示和对比实际数据与预设数据范围或历史数据，实时展示发电机组的运行状态是否健康，为工作人员提供是否进行下一动作的参考依据。

进一步的，发电机组状态监控系统还可以包括提醒模块和报警模块，提醒模块根据监测模块13的判断结果来提醒工作人员可以进行下一步操作，报警模块可以向工作人员示警，以提示工作人员采取相应措施，避免事故发生和成本损失。

可以理解的是，上述发电机组状态监控系统可以分散于多个包含发电机组的发电厂，也可以形成以多个发电机组或发电厂为网点的大范围监控网络，将该发电机组监控系统应用于市级、省级甚至区域电网中，对监控网络中的所有发电机组进行状态监控，根据实时监控情况进行更为及时的启停控制和调配管理。

另外，由于发电机组的设备较多，以及发电机组状态监控系统内的发电机组也并非孤立一个，因此为了管理统一，可设置一定的编码规则，将设备对应的编码进行统一规划，例如设置设备主数据参数编码为：集团编码+电厂名称简码+机组容量+冷却方式+机组类型+机组编号+设备分类代码+电厂端测点编码。这样的编码规则能够保证，在新的发电机组接入系统时，能够快速准确地完成数据接入工作，以便发电机组装调监控系统准确迅速地进入后续工作中。

相应的，本发明实施例还公开了一种发电机组状态监控方法，应用于如上文所述发电机组状态监控系统，参见图2所示，包括：

s1：通过状态获取模块11获取发电机组的状态数据；

s2：通过特征提取模块12分析所述状态数据并提取关键特征参数；

s3：通过监测模块13对所述状态数据和/或所述关键特征参数进行监测，以确定所述发电机组的运行状态是否健康。

本实施例具有与上述实施例中发电机组状态监控系统相同的有益效果，此处不再赘述。

相应的，本发明公开了一种发电机组状态监控设备，参见图3所示，包括：

存储器21，用于存储计算机程序；

处理器22，用于执行所述计算机程序时实现如上文所述发电机组状态监控方法的步骤。

进一步的，所述发电机组状态监控设备还可以包括：

显示器23，用于显示所述状态数据和/或所述关键特征参数；

报警装置24，用于当所述发电机组的运行状态异常时报警。

本实施例具有与上述实施例中发电机组状态监控系统相同的有益效果，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种发电机组状态监控系统、方法及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。