一种混流式水电机组出力异常检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种混流式水电机组出力异常检测方法，其包括步骤：1）收集水电机组出力正常运行时，水电站上游水位、下游水位和水轮机导叶开度不同时水电机组的出力数据，作为标准样本；2）基于Shepard曲面插值方法，根据标准样本建立水电机组出力标准模型P=f(H上,H下,D)；3）将机组状态实时检测得到的导叶开度、上游水位、下游水位实时在线数据代入水电机组出力标准模型中，计算当前工况下的机组出力标准值p(i)，获得机组当前出力偏差Od(i)，当出力偏差Od(i)的绝对值高于预先设定的出力偏差阈值时进行预警。本发明通过历史样本数据建立不同工况下机组出力的标准值，能有效、真实可靠地进行在线状态评估，实现机组出力异常的早期预警。本发明可广泛应用于水电机组运行状态检测领域中。
【专利说明】一种混流式水电机组出力异常检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水电机组运行状态在线检测方法，特别是关于一种基于多源监测数据的混流式水电机组出力异常检测方法。
【背景技术】
[0002]随着运行年限的增加，水电机组设备逐渐老化，性能、可靠性开始下降，机组在相同工况下的出力会出现下降，发电效益开始降低。因此，需要深入开展水电机组运行保障理论的相关研究工作，有效地判断机组的真实运行状态，以便及时发现机组异常。及时发现机组出力异常，能进一步提高水电机组运行水平，实现水电站的经济运行。
[0003]水电机组出力下降的原因主要有:上游引水管道渠或下游尾水管道泥沙淤积和阻塞、进水口拦污栅阻塞或冰冻、尾水管在尾水位下的淹没深度不够、尾水管中出现裂缝、导叶间有杂物堵塞、水轮机转轮叶片中有杂物堵塞或损坏、水轮机转轮叶片与转轮室间的间隙过大、水轮机气蚀、水轮机转轮和座环摩擦、导水机构漏水、发电机气隙偏大、发电机转子绕组温升偏高等。
[0004]目前水电机组状态监测系统开发集成和故障诊断方法的相关研究较多，然而由于缺乏故障样本，故障诊断研究成果还不能满足现场需求。随着电站状态监测系统的不断完善，获得了机组正常运行时的海量状态数据，但是水电机组有较少的故障样本，因此现有故障诊断方法检测精度不高。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的是提供一种混流式水电机组出力异常检测方法，该检测方法能动态适应水电机组上游水位、下游水位和导叶开度变化，实现水电机组出力自适应异常检测；并能及时进行异常状态预警，提高水电机组运行维护的水平，减少故障导致的停机损失。
[0006]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种混流式水电机组出力异常检测方法，其包括以下步骤:1)收集水电机组出力正常运行时，水电站上游水位、下游水位和水轮机导叶开度不同时水电机组的出力数据，作为标准样本；2)基于Shepard曲面插值方法，根据标准样本建立水电机组出力标准模型P=f (H±，Hp D)，其中P为机组出力，H上为上游水位，Ht为下游水位，D为导叶开度；3)将机组状态实时检测得到的导叶开度、上游水位、下游水位实时在线数据代入水电机组出力标准模型中，计算当前工况下的机组出力标准值p(i)，获得机组当前出力偏差0d(i)，根据水电机组的实际运行情况，预设一出力偏差阈值Y，将出力偏差0d(i)与Y进行比较，若(Ui) > Y，则表明水电机组的出力异常并进行报警；出力偏差Od (i)为:
[0007]
【权利要求】
1.一种混流式水电机组出力异常检测方法，其包括以下步骤: 1)收集水电机组出力正常运行时，水电站上游水位、下游水位和水轮机导叶开度不同时水电机组的出力数据，作为标准样本； 2)基于Shepard曲面插值方法，根据标准样本建立水电机组出力标准模型P=f(H ±，Hτ*，D)，其中P为机组出力，Hjl为上游水位，Ht为下游水位，D为导叶开度； 3)将机组状态实时检测得到的导叶开度、上游水位、下游水位实时在线数据代入水电机组出力标准模型中，计算当前工况下的机组出力标准值P (i)，获得机组当前出力偏差Od(i)，根据水电机组的实际运行情况，预设一出力偏差阈值Y，将出力偏差Od(i)与Y进行比较，若Od(i) > Y，则表明水电机组的出力异常并进行报警；出力偏差OJi)为:
2.如权利要求1所述的一种混流式水电机组出力异常检测方法，其特征在于:所述步骤2 )中，所述水电机组出力标准模型P=f (H ±，H T，D)建立方法包括以下步骤: ①将标准样本库中的m个样本(Pt，H±t，HTt，Dt)中的(H±t，HTt，Dt)作为试验样本点，将水电机组的出力Pt作为试验样本点对应的响应值，其中H±t是上游水位、Hrt是下游水位、Dt是导叶开度，t=l, 2，...，m，则m个样本(Pt, Hjlt, Ht t, Dt)构成了 mX (3+1)维矩阵:
3.如权利要求1或2所述的一种混流式水电机组出力异常检测方法，其特征在于:所述步骤3)中，出力偏差阈值Y为2%~5%。
【文档编号】G01M15/00GK103926079SQ201410140372
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】安学利, 潘罗平, 张飞 申请人:中国水利水电科学研究院