水轮发电机组预警方法以及预警装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种水轮发电机组预警方法以及预警装置，方法包括：获取机组的工况数据；获取所述工况数据下振摆监测数据最近M天的历史数据；对M天的所述历史数据进行曲线拟合，通过拟合曲线获得第1天拟合结果和第N天拟合结果；根据所述第N天拟合结果和所述第1天拟合结果的比值，判断机组振摆变化量是否显著；其中，M和N均为大于2的正整数，且N不大于M。在上述水轮发电机组预警方法的实施例中，通过对相同工况下的历史数据进行曲线拟合，得到历史变化趋势曲线，而历史变化趋势曲线表明了历史数据整体的变化趋势，避免了单点数据波动造成的影响，相较于固定的检测限值，对振摆变化的预警更为准确，从而有效提高趋势预警的准确性。

【技术实现步骤摘要】
水轮发电机组预警方法以及预警装置
本申请实施例涉及水力发电设备
，尤其涉及一种水轮发电机组预警方法以及预警装置。
技术介绍
水轮发电机组包括水轮机和发电机，水轮机是将水流能量转换为旋转机械能量的动力设备，它带动发电机旋转产生电能。在水力发电机组中，主轴摆度及机架振动影响着水力发电机组的正常工作，然而振动、摆度是由于设计、安装以及运行等方面的原因引起，不可能完全避免和消除，因此需要对振动和摆度进行监测。鉴于此，水轮发电机组一般安装有在各监测点设置有振摆监测装置，其目的是在水力发电机组工作过程中对主轴摆度及机架振动等振摆数据进行实时监测，然后根据振摆监测装置获得的振摆数据对水轮发电机组的运行状态进行监控和预警。然而，现有基于振摆监测数据对设备异常预警的主要方法是越限告警法，即通过配置检测限值，当振摆监测数据超过检测限值时，输出预警信息，指导水轮发电机组避开非正常状态运行，防止突发事故，保证水轮发电机组的安全运行。但是，振摆监测数据受机组特性、机组过渡过程、运行工况和环境等因素影响有明显变化，因此用固定的检测限值来进行预警误差非常大。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种水轮发电机组预警方法以及预警装置，以改善现有技术中由于采用固定检测限值导致的预警误差较大的问题。基于上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种水轮发电机组预警方法方法，包括：获取机组的工况数据；获取所述工况数据下振摆监测数据最近M天的历史数据；对M天的所述历史数据进行曲线拟合，通过拟合曲线获得第1天拟合结果和第N天拟合结果；根据所述第N天拟合结果和所述第1天拟合结果的比值，判断机组振摆变化量是否显著；其中，M和N均为大于2的正整数，且N不大于M。在上述水轮发电机组预警方法的实施例中，通过对相同工况下的历史数据进行曲线拟合，得到历史变化趋势曲线，而历史变化趋势曲线表明了历史数据整体的变化趋势，避免了单点数据波动造成的影响，相较于固定的检测限值，对振摆变化的预警更为准确，从而有效提高趋势预警的准确性。在一种可能的实施方式中，还包括：获取最近P天所述振摆监测数据；采用Mann-Kendall趋势判断算法对P天的所述振摆监测数据进行处理；当趋势变化超出置信度阈值时，判定趋势变化明显；当同时判定机组振摆变化量显著和趋势变化明显时，进行预警；其中，P为大于2的正整数。在一种可能的实施方式中，所述置信度阈值大于1，且小于3。在一种可能的实施方式中，所述根据所述第N天拟合结果和所述第1天拟合结果的比值，判断机组振摆变化量是否显著包括：通过以下公式计算比值a；a＝μ1/μn其中，μ1为第1天拟合结果，μn为第N天拟合结果；当所述比值a大于第一阈值时，进行一级预警；当所述比值a大于第二阈值时，进行二级预警；所述第二阈值大于所述第一阈值。在一种可能的实施方式中，所述第一阈值为1.25，所述第二阈值为1.5。在一种可能的实施方式中，包括：获取过去多天的所述振摆监测数据和所述工况数据；对所述振摆监测数据进行稳态工况筛选；筛选后，对应所述工况数据计算所述振摆监测数据的日均值。在一种可能的实施方式中，所述稳态工况筛选包括：获取所述振摆监测数据和所述工况数据；计算指针指向第一条有功功率的数据起，往后取设定时间区间内的数据；寻找所述设定时间区间内最大功率值和最小功率值，计算所述最大功率值和所述最小功率值的功率幅度；若所述功率幅度大于功率阈值，则将该时间区间内的数据筛除；若所述功率幅度不大于功率阈值，则将该时间区间内的数据保留；计算指针指向下一条有功功率的数据，重复上述步骤。在一种可能的实施方式中，所述对应所述工况数据计算所述振摆监测数据的日均值包括：将同天内的所述振摆监测数据按照所述工况数据进行分组；在相同所述工况数据下，通过如下公式计算日均值；Xi：第i个振摆监测数据；N：参与计算的数值个数。在一种可能的实施方式中，还包括：根据水头值划分水头区间，根据负载功率划分功率区间；创建与所述水头区间和所述功率区间对应的数据集；将所述振摆监测数据填入对应的所述数据集。第二方面，本申请实施例提供了一种水轮发电机组预警装置，包括：第一获取模块，被配置为获取机组的工况数据；第二获取模块，被配置为获取所述工况数据下振摆监测数据最近M天的历史数据；预警模块，被配置为对M天的所述历史数据进行曲线拟合，通过拟合曲线获得第1天拟合结果和第N天拟合结果；判定模块，被配置为根据所述第N天拟合结果和所述第1天拟合结果的比值，判断机组振摆变化量是否显著；其中，M和N均为大于2的正整数，且N不大于M。本实施例的装置可以用于执行第一方面实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种水轮发电机组预警方法的流程图一；图2为本申请实施例提供的一种水轮发电机组预警方法的流程图二图3为本申请实施例提供的一种水轮发电机组预警方法的流程图三；图4为本申请实施例提供的一种水轮发电机组预警装置的结构示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请实施例提供了一种水轮发电机组预警方法，如图1所示，该方法包括：步骤S10：获取机组的工况数据；机组的工况数据通常包括负载功率和水头值，可以通过水轮发电机组的监控系统获取。不同工况条件下机组振摆变化具有不同的特征，在相同工况下的历史振摆数据更具有参考性，进行机组振摆变化的预警准确性更高，因此在该预警方法中应首选获取工况数据，以方便后续有针对性的获取历史数据。步骤S20：获取工况数据下振摆监测数据最近M天的历史数据；通过上述描述可知，不同工况条件下机组振摆变化具有不同的特征，在相同工况下的历史振摆数据更具有参考性，进行机组振摆变化的预警准确性更高，因此为了实现机组振摆变化更为准确地预警，应当获取与工况数据对应的工况条件下的历史数据，而非仅仅最近时间段的历史数据，因为最近时间段内的数据通常会包含其他工况下的振摆数据。...

【技术保护点】
1.一种水轮发电机组预警方法，其特征在于，包括：/n获取机组的工况数据；/n获取所述工况数据下振摆监测数据最近M天的历史数据；/n对M天的所述历史数据进行曲线拟合，通过拟合曲线获得第1天拟合结果和第N天拟合结果；/n根据所述第N天拟合结果和所述第1天拟合结果的比值，判断机组振摆变化量是否显著；/n其中，M和N均为大于2的正整数，且N不大于M。/n

【技术特征摘要】
1.一种水轮发电机组预警方法，其特征在于，包括：
获取机组的工况数据；
获取所述工况数据下振摆监测数据最近M天的历史数据；
对M天的所述历史数据进行曲线拟合，通过拟合曲线获得第1天拟合结果和第N天拟合结果；
根据所述第N天拟合结果和所述第1天拟合结果的比值，判断机组振摆变化量是否显著；
其中，M和N均为大于2的正整数，且N不大于M。


2.根据权利要求1所述的水轮发电机组预警方法，其特征在于，还包括：
获取最近P天所述振摆监测数据；
采用Mann-Kendall趋势判断算法对P天的所述振摆监测数据进行处理；
当趋势变化超出置信度阈值时，判定趋势变化明显；
当同时判定机组振摆变化量显著和趋势变化明显时，进行预警；
其中，P为大于2的正整数。


3.根据权利要求2所述的水轮发电机组预警方法，其特征在于：所述置信度阈值大于1，且小于3。


4.根据权利要求1所述的水轮发电机组预警方法，其特征在于，所述根据所述第N天拟合结果和所述第1天拟合结果的比值，判断机组振摆变化量是否显著包括：
通过以下公式计算比值a；
a＝μ1/μn
其中，μ1为第1天拟合结果，μn为第N天拟合结果；
当所述比值a大于第一阈值时，进行一级预警；
当所述比值a大于第二阈值时，进行二级预警；
所述第二阈值大于所述第一阈值。


5.根据权利要求4所述的水轮发电机组预警方法，其特征在于：所述第一阈值为1.25，所述第二阈值为1.5。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的水轮发电机组预警方法，其特征在于，包括：
获取过去多天的所述振摆监测数据和所述工况数据；
对所述振摆监测数据进行稳态工况筛选；
筛选后，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张培，赵训新，何葵东，王卫玉，李崇仕，侯凯，罗立军，胡蝶，姜晓峰，莫凡，金艳，
申请(专利权)人：湖南五凌电力科技有限公司，五凌电力有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43