用于控制资产系列的工业资产的系统和方法与流程

本公开一般涉及工业资产，并且更具体地涉及基于经由功率谱密度指示的故障检测来控制资产系列(fami ly)的工业资产的系统和方法。

背景技术：

1、如本文中所公开的，功率生成资产可采取各种形式。因此，工业资产可以包括针对航空业、核工业、石油业、工业基础设施(例如，管道和/或泵站)和/或功率生成工业的资产。例如，工业资产可以是功率生成资产，并且可以包括依赖可再生和/或不可再生能源的资产。

2、依赖可再生能量源的那些功率生成资产通常可被认为是目前可用的最清洁、环境最友好的能量源之一。例如，风力涡轮在这方面已经获得了越来越多的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。机舱包括耦合到齿轮箱并且耦合到发电机的转子组合件。转子组合件和齿轮箱安装在位于机舱内的底座(bedplate)支持框架上。转子叶片使用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能的形式传送动能，以便转动轴，该轴将转子叶片耦合到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则该轴将转子叶片直接耦合到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，并且电能可被传送到容纳在塔架内的转换器和/或变压器，并且随后被部署到公用电网。现代的风功率生成系统通常采取具有多个风力涡轮发电机的风电场(wind farm)的形式，所述风力涡轮发电机可操作以将功率供应到传输系统，所述传输系统将功率提供到功率电网。

3、在操作期间，工业资产的各种组件可能产生故障。当被检测到时，可以经由维护活动和/或工业资产的控制来解决(一个或多个)故障。因此，可能期望可靠地检测故障状况，以便排除组件和/或工业资产的进一步磨损。然而，在工业资产的正常操作期间，可能难以检测各种故障，例如风力涡轮的转子叶片中的裂纹。

4、因此，本领域连续寻找解决上述问题的新的和改进的系统和方法。因此，本公开涉及在存在故障状况的情况下控制资产系列的工业资产的系统和方法。

技术实现思路

1、本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中明白，或可通过本发明的实践来学习。

2、在一个方面中，本公开涉及一种用于控制具有多个工业资产的资产系列的工业资产的方法。该方法可以包括经由控制器确定对应于工业资产的至少一个功率谱密度的多个频率-参数配对。每个频率-参数配对可以包括工业资产的参数跨至少一个功率谱密度的一部分的多个频率间隔的能量-水平分布。该方法还可以包括经由控制器确定用于多个频率-参数配对中的每个的偏差分数。偏差分数中的每个偏差分数可以指示每个频率-参数配对的能量-水平分布和资产系列的标称频率-参数配对的对应能量-水平分布之间的幅度差。此外，该方法可以包括经由控制器至少部分地基于偏差分数来确定多变量异常分数。控制器还可以至少部分基于多变量异常分数来确定用于工业资产的故障概率。此外，该方法可包括基于故障概率超过故障阈值而实现控制动作。

3、在附加方面中，本公开涉及一种用于控制具有多个工业资产的资产系列的工业资产的系统。该系统可以包括可操作地耦合到工业资产的至少一个传感器和通信地耦合到所述至少一个传感器的控制器。控制器可以包括被配置成执行多个操作的至少一个处理器。所述多个操作可以包括本文描述的操作和/或特征中的任何操作和/或特征。

4、参考以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图图示本发明的实施例，并且与该描述一起用于解释本发明的原理。

技术特征：

1.一种用于控制资产系列的工业资产的方法，其中所述资产系列包括多个工业资产，所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述多个频率-参数配对还包括:

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个功率谱密度包括在所述至少一个功率谱密度的所述多个频率间隔的每个频率间隔的能量水平的范围，所述能量水平的范围被定义在所述参数在每个频率间隔的最大能量水平和最小能量水平之间，并且指示用于所述工业资产的多个操作状况的所述参数在每个频率间隔的能量水平。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，识别至少一个频带还包括:

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述工业资产的所述参数是所述工业资产的第一参数，其中所述至少一个功率谱密度包括对应于所述第一参数的第一功率谱密度和对应于所述工业资产的第二参数的第二功率谱密度，并且其中识别至少一个频带还包括:

6.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述多个频率-参数配对还包括:

7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定指示所述至少一个故障状况的所述多个频率-参数配对还包括:

8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定指示所述至少一个故障状况的所述多个频率-参数配对还包括:

9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定指示所述至少一个故障状况的多个频率-参数配对还包括:

10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定指示所述至少一个故障状况的多个频率-参数配对还包括:

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个潜在频率-参数配对对于所述多个参数中的每个参数具有多个带宽组合，并且其中生成所述等级排序还包括:

12.根据权利要求9所述的方法，其中，确定用于所述工业资产的所述故障概率还包括:

13.根据权利要求12所述的方法，还包括:

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个频率-参数配对包括至少三个频率-参数配对，并且其中所述故障概率轮廓包括至少一个三维故障概率轮廓。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工业资产包括风力涡轮。

16.一种用于控制资产系列的工业资产的系统，其中所述资产系列包括多个工业资产，所述系统包括:

17.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述多个频率-参数配对还包括:

18.根据权利要求16所述的系统，其中，确定所述多个频率-参数配对还包括:

19.根据权利要求18所述的系统，其中，确定用于所述工业资产的所述故障概率还包括:

20.根据权利要求19所述的系统，还包括:

技术总结
提供用于控制资产系列的诸如功率生成资产之类的工业资产的系统和方法。因此，确定对应于工业资产的至少一个功率谱密度的多个频率‑参数配对。然后确定用于多个频率‑参数配对中的每个的偏差分数。至少部分基于偏差分数，确定多变量异常分数。此外，至少部分地基于多变量异常分数来确定用于工业资产的故障概率。然后基于故障概率超过故障阈值而实现控制动作。

技术研发人员：A·哈帕莱,P·阿加瓦尔,J·E·巴顿
受保护的技术使用者：通用电气可再生能源西班牙有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8