燃气轮机的自学习控制系统和用于控制燃气轮机的方法技术方案

燃气轮机的控制系统包括：状态检测站(4)，其提供状态信号(S0，......，SN)；监测模块(15)，其接收所述状态信号的第一子集(SS1)并根据所述第一子集(SS1)的状态信号检测关键事件的发生；状态记录模块(16)，其接收所述状态信号的第二子集(SS2)，并将关键状态(CRS)与检测到的关键事件的发生联系起来；数据库(19)，其限定关键事件与响应于各个关键事件的发生而待执行的校正动作(ACT)之间的联系；自学习模块(17)，其根据通过所述状态记录模块(16)产生的关键状态(CRS)与关键事件之间的联系以及根据在第一数据库(19)中包含的联系使关键状态(CRS)与校正动作(ACT)关联起来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气轮机的自学习控制系统和用于控制燃气轮机的方法。
技术介绍
如已经所知道的，对用于发电的机组的燃气轮机的控制具有非常复杂的方面，既涉及性能和符合有关环境保护的法规，又涉及保持机器及其组件的效率的需要，以避免它们过早老化，并且最重要的是，避免任何潜在的灾难性的故障。例如，适当控制燃烧条件对于保持高效率水平且同时使污染排放控制在法律要求的越来越严格的范围内是必需的。糟糕的燃烧条件还可能给机器结构造成严重的破坏。事实上，某些不稳定的条件可能造成燃烧室的振动(“嗡嗡作响”)，这可能在某个共振频率下被加强。这种类型的事件可能对通常由邻接的陶瓷砖构成的燃烧室的内隔热涂层特别有害。燃烧室的振动可容易地破坏该隔热涂层，因此这就要求维护比所希望的更频繁。此外，尽管经常维护，隔热涂层仍可能失去其效力而不再能够为燃烧室的金属外壳提供充分的保护，在这种情况下从而可能出现严重的，甚至不可逆的破坏。虽然其它关键事件如过多的污染排放可能自身对机器没有危险，但是既为了符合法律法规，又因为机器效率被显著降低，因此要避免它们。响应于关键事件的开始，已知的控制系统保证校正行动改变燃气轮机的运行状况。例如，如果已检测到燃烧室外壳的机械振动超过允许的范围，则控制系统能够干预燃料供应以改变火焰的状况，从而使振动恢复到接受的范围内。然而，允许的干预相对较迟，因为这些干预仅在关键情况出现并被识别后才允许进行补救。而预防关键状况或至少是更迅速地进行操作将是期望的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供能够克服前述缺陷，特别是促进对关键事件的预防的燃气轮机的控制系统和用于控制燃气轮机的方法。根据本专利技术的一方面，提供了燃气轮机的控制系统，包括：状态检测站，提供表示各个作业量的状态信号；第一监测模块，其接收所述状态信号的第一子集，并被配置为根据所述第一子集的状态信号的值检测关键事件的发生；状态记录模块，其接收所述状态信号的第二子集，并被配置为将关键状态与由第一监测模块检测到的关键事件的发生联系起来，所述关键状态由暂时与所述关键事件的发生有关的所述第二子集的状态信号的各个值限定；第一数据库，其限定关键事件的标识符与由响应于各个关键事件的发生而待执行的多组指令限定的校正动作之间的联系；自学习模块，被配置为根据由所述状态记录模块产生的关键状态与关键事件之间的联系以及根据在所述第一数据库中包含的校正动作与关键事件之间的联系使关键状态与校正动作关联起来。根据本专利技术的另一方面，提供了燃气轮机机组的控制方法，所述燃气轮机机组包括燃气轮机和与所述燃气轮机耦合的控制系统；所述方法包括：提供表示与所述燃气轮机的操作有关的各个作业量的状态信号；根据所述状态信号的第一子集的状态信号的值检测关键事件的发生；将关键状态与检测到的关键事件的发生联系起来，所述关键状态由暂时与所述关键事件的发生有关的所述状态信号的第二子集的状态信号的各个值限定；在第一数据库中存储关键事件的标识符与由响应于各个关键事件的发生而待执行的多组指令限定的校正动作之间的联系；根据关键状态与关键事件之间的联系以及根据在所述第一数据库中包含的校正动作与关键事件之间的联系使关键状态与校正动作关联起来。附图说明现将参照举例说明非限制性实施方式的附图描述本专利技术，其中：图1是用于发电的燃气轮机机组的简化的框图。图2是图1的机组的一部分的更详细的框图，包括根据本专利技术的实施方式的控制系统。图3是图2的控制系统的数据库的示意图。图4是图2的控制系统的另一个数据库的示意图。图5是图2的控制系统的又一个数据库的示意图。具体实施方式参照图1，编号1表示用于发电的机组的整体，包括燃气轮机2和控制系统3。控制系统3包括状态检测站4、机组控制器5、致动器7和保护站8。如图2所示，状态检测站4可以包括多个传感器10和一个或多个处理模块12，并被配置为提供多个表示与燃气轮机2有关的作业量的状态信号S0，……，SN。传感器10可以包括环境条件(温度、压力、空气湿度)的传感器和燃气轮机2的作业量的传感器，通过非限制性举例的方式，传感器10包括与燃烧室外壳机械耦合的进出口压力和温度传感器、燃烧室动态压力和温度传感器、载荷传感器、污染物浓度传感器、燃料质量传感器、振动传感器，特别是加速度传感器(accelerometer)等。状态信号S0，……，SN可以直接由各个传感器10产生或由处理模块12处理并提供。例如，状态信号S0，……，SN中的一些可以通过分析机械振动信号的频率得到，并且可以表示某些频带中的振幅。其它表示不能直接测量的量的信号(例如，与燃烧室的参数有关)可以由其它变量的测量结果通过估算方法得到，或者通过处理状态信号S0，……，SN的集合(aggregate)得到。例如，表示火焰位置的信号可以由温度传感器提供的状态信号S0，……，SN的比较得到，其中所述温度传感器与围绕燃气轮机2的燃烧室的每个燃烧器的隔热瓷砖耦合。至少状态信号S0，……，SN的子集的值限定机组1的状态。机组控制器5使用状态信号来确定通过致动器7对机组1进行的操作。保护站8(图2)包括关键事件监测模块15、状态记录模块16、自学习模块17、事件-状态数据库18、事件-动作数据库19、状态-动作数据库20和状态监测模块22。关键事件监测模块15接收状态信号S0，……，SN的第一子集SS1，并且设有记忆单元23，记忆单元23存储关于限定燃气轮机2的各个关键事件的第一子集SS1的状态信号S0，……，SN的值的条件。每个关键事件可以由关于单个状态信号S0，……，SN的条件限定，或者由关于多个状态信号S0，……，SN的相互有关的条件限定。因此，可以根据单个状态信号的可接受间隔(acceptability interval)SK或根据第一子集SS1的状态信号S0，……，SN的组合的相关可接受间隔表示条件。例如，关键事件可以通过条件(RK’为可接受的间隔)限定；或者，可以通过SK>THK(THK为最大阈值)限定。关键事件可以通过在第一子集SS1中的多个状态信号S0，……，SN上同时出现的条件限定。例如，关键事件通过经同时验证的条件和(RJ和RK”为相关的可接受的间隔)限定。除了别的之外，第一子集SS1的状态信号S0，……，SN可以包括表示在某些频带中的振幅的信号、表示火焰位置的信号和表示污染排放水平(例如，CO2和NOx)的信号关键事件监测模块15把检测到的关键事件的发生通知状态记录模块16。通知N包括检测到的关键事件的类型的标识符ID(例如，标记或导致该检测和通知的未得到满足的条件)。状态记录模块16接收状态信号S0，……，SN的第二子集SS2，并且响应于来自关键事件监测模块15的关键事件的发生的通知N，状态记录模块16将来自机组1的关键状态CRS存储于事件-状态数据库18中，将关键状态CRS与接收到的表示检测到的关键事件的类型联系起来。关键状态CRS由暂时与关键事件的发生有关的第二子集SS2的状态信号S0，……，SN的值限定。特别地，由状态记录模块16记录的第二子集SS2的状态信号S0，……，SN的值可以为对关键事件的发生进行通知N时的瞬时值、之前临时存储的瞬时值或一系列按时间顺序的值。除了别的之外，状态信号S0，……，SN的第二子集SS2可以包括表示环境条件(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机的控制系统，包括：状态检测站(4)，提供表示各个作业量的状态信号(S0，……，SN)；第一监测模块(15)，接收所述状态信号(S0，……，SN)的第一子集(SS1)，并被配置为根据所述第一子集(SS1)的状态信号(S0，……，SN)的值检测关键事件的发生；状态记录模块(16)，接收所述状态信号(S0，……，SN)的第二子集(SS2)，并被配置为将关键状态(CRS)与由第一监测模块(15)检测到的关键事件的发生联系起来，所述关键状态(CRS)由暂时与所述关键事件的发生有关的所述第二子集(SS2)的状态信号(S0，……，SN)的各个值限定；第一数据库(19)，限定关键事件的标识符(ID)与由响应于各个关键事件的发生而待执行的多组指令限定的校正动作(ACT)之间的联系；自学习模块(17)，被配置为根据由所述状态记录模块(16)产生的关键状态(CRS)与关键事件之间的联系以及根据在所述第一数据库(19)中包含的校正动作(ACT)与关键事件之间的联系使关键状态(CRS)与校正动作(ACT)关联起来。

【技术特征摘要】
2015.06.17 IT 1020150000248481.一种燃气轮机的控制系统，包括：状态检测站(4)，提供表示各个作业量的状态信号(S0，……，SN)；第一监测模块(15)，接收所述状态信号(S0，……，SN)的第一子集(SS1)，并被配置为根据所述第一子集(SS1)的状态信号(S0，……，SN)的值检测关键事件的发生；状态记录模块(16)，接收所述状态信号(S0，……，SN)的第二子集(SS2)，并被配置为将关键状态(CRS)与由第一监测模块(15)检测到的关键事件的发生联系起来，所述关键状态(CRS)由暂时与所述关键事件的发生有关的所述第二子集(SS2)的状态信号(S0，……，SN)的各个值限定；第一数据库(19)，限定关键事件的标识符(ID)与由响应于各个关键事件的发生而待执行的多组指令限定的校正动作(ACT)之间的联系；自学习模块(17)，被配置为根据由所述状态记录模块(16)产生的关键状态(CRS)与关键事件之间的联系以及根据在所述第一数据库(19)中包含的校正动作(ACT)与关键事件之间的联系使关键状态(CRS)与校正动作(ACT)关联起来。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第一数据库(19)包含多个数据库条目，每个数据库条目包含关键事件的标识符(ID)和至少一个对应的校正动作(ACT)。3.根据权利要求2所述的控制系统，包括第二数据库(18)，所述第二数据库(18)限定关键状态(CRS)与由第一监测模块(15)所检测到的关键事件的发生之间的联系。4.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述第二数据库(18)包含多个数据库条目，每个数据库条目包含关键事件的标识符(ID)和对应的校正状态(CRS)。5.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述自学习模块(17)被配置为根据所述第一数据库(19)的内容和所述第二数据库(18)的内容使所述关键状态(CRS)与所述校正动作(ACT)关联起来。6.根据权利要求3所述的控制系统，其中，所述自学习模块(17)被配置为基于所述关键事件的标识符(ID)使所述关键状态(CRS)与所述校正动作(ACT)关联起来。7.根据权利要求3所述的控制系统，包括第三数据库(20)，所述第三数据库(20)限定所述关键状态(CRS)与所述校正动作(ACT)之间的联系。8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，所述第三数据库(20)包含多个数据库条目，每个数据库条目包含关键状态(CRS)和对应的校正动作(ACT)。9.根据权利要求7所述的控制系统，包括状态监测模块(22)，所述状态监测模块(22)接收所述第二子集(SS2)的状态信号(S0，……，SN)，并被配置为比较由所述第二子集(SS2)的状态信号(S0，……，SN)的当前值限定的当前状态与所述第三数据库(20)中存储的关键状态(CRS)。10.根据权利要求9所述的控制系统，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾丽斯·维尔吉尼娅·佩森蒂，保罗·柯司塔，多梅尼科·特里佩皮，
申请(专利权)人：ASEN安萨尔多开发能源有限责任公司，安萨尔多能源公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT