基于数字孪生的水轮机组运行系统及方法技术方案

技术编号:45772512 阅读:6 留言:0更新日期:2025-07-11 19:52
本发明专利技术涉及基于数字孪生的水轮机组运行系统及方法,包括水轮机组顶盖,水轮机组顶盖上设置有多组声纹采集阵列,每组声纹采集阵列包含多个按照铅垂方向排列且具有固定间距的声纹采集器。声纹采集器用于采集水轮机组顶盖上不同位置的原始声纹数据,并将采集到的原始声纹数据发送至数据中心。数据中心收到原始声纹数据后,对原始声纹数据进行预处理,并通过数字孪生技术建立基于实时工况参数和声纹信号特征映射关系的数字孪生基准模型,以及基于声纹采集器位置补偿向量与映射矩阵构建预期特征向量,利用校正因子对差异向量进行调整。该系统采用多个方位以及每个方位配置的多个声纹采集器,在极端水流状态下的声纹采集精确度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字孪生与水轮机组控制,具体涉及一种基于数字孪生的水轮机组运行系统及方法


技术介绍

1、在水轮机组运行过程中,极端水流状态下的声纹采集依旧具有很多难点。其中,在极低水流情况下,水轮机组的整体运行状态较为“平稳”,设备产生的振动和声波强度相对较弱,采集到的声纹信号可能处于低幅度状态,信噪比(snr)低,容易被背景环境噪声掩盖。因此,气蚀和其他异常往往伴随高频脉冲信号,但在低流速下,这些信号可能较难激发出典型的高频响应,导致特征频段的能量不足,导致频谱特征不明显,不利于后续判别。在极高水流状态下,设备振动和液体冲击会产生非常强烈的噪声,可能导致声纹采集器接收到的信号幅值过高,传感器容易饱和,从而出现失真的情况。高速流动会引起大量湍流噪声和水流碰撞引起的随机噪声,频谱中可能充满多种干扰成分,使得从中分离出气蚀、其他特定异常信号变得较为困难。

2、此外,当气蚀发生时产生的高频脉冲噪声,其衰减、传播时间和相位位移与传感器与气蚀源之间的距离密切相关。距离较近时,信号衰减小、幅值高、细节更丰富,所以距离较远则会有一定衰减和相位延迟。气蚀产生的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数字孪生的水轮机组运行系统,其特征在于,所述系统包括水轮机组顶盖,所述水轮机组顶盖上设置有多组声纹采集阵列,每组声纹采集阵列包含多个按照铅垂方向排列且具有固定间距的声纹采集器;

2.一种基于数字孪生的水轮机组运行方法,其特征在于,通过权利要求1所述的基于数字孪生的水轮机组运行系统实现,所述方法包括:

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的水轮机组运行方法,其特征在于,所述获取多方位的原始声纹数据,并对所述原始声纹数据进行预处理,包括:

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的水轮机组运行方法,其特征在于,所述通过数字孪生技术建立水轮机组实时运...

【技术特征摘要】

1.一种基于数字孪生的水轮机组运行系统,其特征在于,所述系统包括水轮机组顶盖,所述水轮机组顶盖上设置有多组声纹采集阵列,每组声纹采集阵列包含多个按照铅垂方向排列且具有固定间距的声纹采集器;

2.一种基于数字孪生的水轮机组运行方法,其特征在于,通过权利要求1所述的基于数字孪生的水轮机组运行系统实现,所述方法包括:

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的水轮机组运行方法,其特征在于,所述获取多方位的原始声纹数据,并对所述原始声纹数据进行预处理,包括:

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的水轮机组运行方法,其特征在于,所述通过数字孪生技术建立水轮机组实时运行模型,并根据水轮机组结构、流体动力学及历史声纹数据生成预期频谱模型,包括:

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的水轮机组运行方法,其特征在于,所述通过数字孪生技术建立水...

【专利技术属性】
技术研发人员:王俊杰王炜侯思杰朱蕾刘朝锋
申请(专利权)人:汉江水利水电集团有限责任公司丹江口水力发电厂
类型:发明
国别省市:

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