CN112561238A - 一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，包括数据获取模块获取待处理数据；数据处理模块对待处理数据进行分析处理得到反映设备健康状态的设备状态量；监测预警模块给出设备故障诊断结果和处理建议；状态评价模块生成状态评价报告；风险评估模块生成风险评估报告；决策建议模块形成检修建议。
Description
技术领域
本发明涉及一种健康评价系统及评价方法，尤其涉及一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统及评价方法。
背景技术
调速油压系统、空压机、技术供水系统、顶盖排水系统、检修排水系统、渗漏排水系统等作为水电厂重要的辅机设备，尤其抽水蓄能电站的可逆式机组具有水头高、双向高速旋转、启停频繁，工况转换复杂等特点，其辅机设备较常规水电更易发生故障，直接影响抽水蓄能电站的稳定运行。
目前大中型发电厂均采用计划检修制度，根据设备多年运行经验和实践，制定了较为合理的设备检修周期，可保证连续供电的可靠性。但是这种方式明显存在两个问题，称之为检修不足和检修过剩。当一个设备的检修周期未到，而其工作状态却明显下降了，本来应该检修了，却得不到及时维护。
发明内容
本发明的目的在于实现对抽水蓄能电站辅机设备的实时监控状态监测及设备运行状态趋势预警，基于该目的，本发明提出一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统及评价方法。
本发明所采取的技术方案为：一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统包括
数据获取模块：用于获取待处理数据；
数据处理模块：接收待处理数据，对待处理数据进行分析处理得到反映设备健康状态的设备状态量；通过特征值计算得到峰峰值、有效值、平均值等，转频幅值相位等信息。
监测预警模块：获取设备状态量，当设备状态量超出阈值时，基于设备当前和历史数据，给出设备故障诊断结果和处理建议，具体为，根据当前数据特征值，在历史数据库中找到与其最为匹配的故障数据，将其作为设备当前故障，同时将相应的历史处理建议给出作为对当前状态的处理建议；
状态评价模块：依据反映设备健康状态的设备状态量数据得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，所述状态评价报告中包括状态评价异常的设备和状态异常信息；状态评价模块根据状态监测预警模块中的特征值（峰峰值、有效值、平均值、转频幅值相位）根据状态评价规则评价系统状态。
风险评估模块：获取状态评价报告中的状态异常信息，并将状态异常信息进行评估计算得到量化设备风险值，同时生成风险评估报告；
决策建议模块：依据状态评价模块得到的评价结果确定巡检检修项目，形成检修建议。
进一步的，所述待处理数据包括所述抽水蓄能电站辅机设备的运行数据、缺陷数据、在线数据、巡检数据。
进一步的，所述数据处理模块对数据进行清洗和整理后转换为能够反映设备健康状态的状态量指标。
进一步的，所述监测预警模块获取设备状态量，当设备状态量中重要状态量出现预警时，基于设备当前和历史数据，采用典型专家系统或智能诊断方法（支持向量机法）进行故障诊断，给出设备故障诊断结果和处理建议。
进一步的，所述状态评价模块在当设备出现状态量预警事件、自动评价周期达到或人工召唤时，基于状态评价模型和设备状态量相关指标项数据，对反映设备健康状态的各状态量指标项数据进行综合计算，得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，同时启动二次故障诊断。
进一步的，风险评估模块中设置有自动评估周期，所述自动评估周期用于在周期达到后自动生成风险评估报告；
风险评估模块还接收人工召唤，在收到人工召唤后生成风险评估报告；
所述风险评估模块基于风险评估模型和设备具体风险评估指标，计算得到量化设备风险值，生成所述风险评估报告。
进一步的，所述决策建议模块依据设备健康状态等级对应的设备分类检修标准，确定具体巡检检修项目，形成检修建议，将建议结果递交设备管理人员或传送到生产管理系统进行实施安排。
本发明还涉及一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价方法，包括以下步骤
获取待处理数据；
接收待处理数据，对待处理数据进行分析处理得到反映设备健康状态的设备状态量；
获取设备状态量，当设备状态量超出阈值时，基于设备当前和历史数据，给出设备故障诊断结果和处理建议；
依据反映设备健康状态的设备状态量数据得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，所述状态评价报告中包括状态评价异常的设备和状态异常信息；
获取状态评价报告中的状态异常信息，并将状态异常信息进行评估计算得到量化设备风险值，同时生成风险评估报告；
依据状态评价模块得到的评价结果确定巡检检修项目，形成检修建议。
进一步的，所述待处理数据为反应抽水蓄能电站辅机设备状态的数据。
本发明所产生的有益效果包括：通过本发明可实时掌握抽蓄电站辅机设备健康状态，辅助电站实施状态检修，通过对设备运行进行合理的维护延长其使用寿命；
本发明收集了抽水蓄能机组辅机设备的长期运行数据，通过分析辅机设备效率与运行工关系可获取设备高效运行区，通过安排设备运行在其高效区可以提高效益。
附图说明
图1是本发明系统结构关系示意图。
图2 为本发明一实施例结构关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
实施例1
如图1-2所示，抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，包括数据获取模块、数据处理模块、监测预警模块、状态评价模块、风险评估模块及决策建议模块。数据获取模块部署于数据服务器，通过交换机及网络安全设备连接监控系统、状态监测系统、生产管理系统采集辅机设备生产运行数据；数据处理模块、监测预警模块、状态评价模块、风险评估模块及决策建议模块部署于数据服务器，对数据逐级进行特征指标提取，并完成辅机设备状态评价；最终进行信息展示与消息发送。
在本实施例中，抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统由通信服务器、数据服务器、维护工作站、应用服务器、主交换机和网络安全设备组成。数据获取模块置于通信服务器中，其中各系统数据采集主机通过网络安全设备接入主交换机中，由部署于数据服务器的数据采集模块获取辅机设备生产运行数据。
在本实施例中，数据处理模块、监测预警模块、状态评价模块、风险评估模块及决策建议模块部署于数据服务器。
在本实施例中，WEB发布程序（用图形化展示和发布系统状态）部署于应用服务器。
在本实施例中，维护工作站用于工程师系统维护。生产管理系统、状态监测系统、监控系统部署于数据采集主机。
在本实施例中，其所述应用服务器Ⅱ连接三区局域网发布数据，其访问客户端包括所有三区局域网内的图形工作站、手机、平板电脑。
状态监测系统通过状态监测数据服务总线连接数据获取模块，计算机监控系统、人工检查/试验模块、生产管理系统均通过全业务统一数据中心数据通信服务总线连接数据获取模块，向数据获取模块输送数据信息。同时全业务统一数据中心数据通信服务总线连接设备管理模型。设备管理模型与数据获取模块、数据处理模块、监测预警模块、故障诊断模块、状态评价模块、风险评估模块、决策建议模块进行信息交互。设备管理模型的作用是模块管理，协调模块间数据通信，控制模块显示。状态评价即可以从监测预警中获取数据，也可以从数据处理模块中获取数据（通过设备管理模型）。
系统还包括信息展示与消息发送模块，该模块用于展示或发送数据获取模块、数据处理模块、监测预警模块、故障诊断模块、状态评价模块、风险评估模块、决策建议模块的数据信息。
数据获取模块具备开放共享的数据和应用接口，用于获取来自各级数据中心、生产实时系统、在线监测系统和生产管理系统的反映设备健康状态指标的各类基础、运行、在线、巡检、试验、缺陷等数据，避免了重复建设工作。
数据处理模块采用分布式处理，即在工控机上处理，分布式计算技术，能够高效完成海量数据分析，其功能为将数据进行清洗和整理后转换为能够反映设备健康状态的状态量指标，以供监测预警和状态评价使用。
监测预警模块当设备重要状态量出现预警时，基于设备当前和历史数据，采用典型专家系统或智能诊断方法进行故障诊断，给出设备故障诊断结果和处理建议。
状态评价模块当设备出现重要状态量预警事件、自动评价周期达到或人工召唤时，基于状态评价模型和设备具体状态量相关指标项数据，对反映设备健康状态的各状态量指标项数据进行综合计算，得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，对状态评价异常的设备，给出状态异常信息，同时启动二次故障诊断。
风险评估模块在设备状态评价结果为“异常”以上、自动评估周期达到或召唤时，基于风险评估模型和设备具体风险评估指标，计算得到量化设备风险值，同时生成风险评估报告。
决策建议模块依据设备健康状态等级对应的设备分类检修标准，确定具体巡检检修项目，形成检修建议，将建议结果递交设备管理人员或传送到生产管理系统进行实施安排。
实施例2
评价方法包括：
步骤S1：数据获取模块对抽水蓄能电站的状态监测系统、监控系统、生产管理系统进行数据采集，采集到的数据传输到数据处理模块，并进行数据清洗、处理及存储；监测预警模块获取数据处理模块结果，当设备重要状态量出现预警时，基于设备当前和历史数据，采用典型专家系统或智能诊断方法进行故障诊断，给出设备故障诊断结果和处理建议。
步骤S2：当设备出现重要状态量预警事件、自动评价周期达到或人工召唤时，状态评价模块对反映设备健康状态的各状态量指标项数据进行综合计算，得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，对状态评价异常的设备，给出状态异常信息，同时启动二次故障诊断。
步骤S3：当设备状态评价结果为“异常”以上、自动评估周期达到或召唤时，风险评估模块将基于风险评估模型和设备具体风险评估指标，计算得到量化设备风险值，同时生成风险评估报告。
步骤S4：决策建议模块获取风险评估得出的设备健康等级信息后，依据设备分类检修标准，确定具体巡检检修项目，形成检修建议，将建议结果递交设备管理人员或传送到生产管理系统进行实施安排。
步骤S5：在应用服务器进行数据发布，在三区局域网内的访问客户端上展示辅机设备状态健康评价结果。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，出了本发明以上公开的其他的实施例等同的落在本发明的范围内。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，其特征在于：包括
数据获取模块：用于获取待处理数据；
数据处理模块：接收待处理数据，对待处理数据进行分析处理得到反映设备健康状态的设备状态量；
监测预警模块：获取设备状态量，当设备状态量超出阈值时，基于设备当前和历史数据，给出设备故障诊断结果和处理建议；
状态评价模块：依据反映设备健康状态的设备状态量数据得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，所述状态评价报告中包括状态评价异常的设备和状态异常信息；
风险评估模块：获取状态评价报告中的状态异常信息，并将状态异常信息进行评估计算得到量化设备风险值，同时生成风险评估报告；
决策建议模块：依据状态评价模块得到的评价结果确定巡检检修项目，形成检修建议。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，其特征在于：所述待处理数据包括所述抽水蓄能电站辅机设备的运行数据、缺陷数据、在线数据、巡检数据。
3.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，其特征在于：所述数据处理模块对数据进行清洗和整理后转换为能够反映设备健康状态的状态量指标。
4.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，其特征在于：所述监测预警模块获取设备状态量，当设备状态量中重要状态量出现预警时，基于设备当前和历史数据，采用典型专家系统或智能诊断方法进行故障诊断，给出设备故障诊断结果和处理建议。
5.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，其特征在于：所述状态评价模块在当设备出现状态量预警事件、自动评价周期达到或人工召唤时，基于状态评价模型和设备状态量相关指标项数据，对反映设备健康状态的各状态量指标项数据进行综合计算，得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，同时启动二次故障诊断。
6.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，其特征在于：风险评估模块中设置有自动评估周期，所述自动评估周期用于在周期达到后自动生成风险评估报告；
风险评估模块还接收人工召唤，在收到人工召唤后生成风险评估报告；
所述风险评估模块基于风险评估模型和设备具体风险评估指标，计算得到量化设备风险值，生成所述风险评估报告。
7.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价系统，其特征在于：所述决策建议模块依据设备健康状态等级对应的设备分类检修标准，确定具体巡检检修项目，形成检修建议，将建议结果递交设备管理人员或传送到生产管理系统进行实施安排。
8.一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价方法，其特征在于：包括以下步骤
获取待处理数据；
接收待处理数据，对待处理数据进行分析处理得到反映设备健康状态的设备状态量；
获取设备状态量，当设备状态量超出阈值时，基于设备当前和历史数据，给出设备故障诊断结果和处理建议；
依据反映设备健康状态的设备状态量数据得出设备健康状态等级，同时生成状态评价报告，所述状态评价报告中包括状态评价异常的设备和状态异常信息；
获取状态评价报告中的状态异常信息，并将状态异常信息进行评估计算得到量化设备风险值，同时生成风险评估报告；
依据状态评价模块得到的评价结果确定巡检检修项目，形成检修建议。
9.一种抽水蓄能电站辅机设备状态健康评价方法，其特征在于：所述待处理数据为反应抽水蓄能电站辅机设备状态的数据。
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