CN109298700A - 一种实时判断火电机组运行参数异常变化的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实时判断火电机组运行参数异常变化的方法及***,方法实施步骤包括:获取在诊断周期内的指定火电机组运行参数的多个数值;判断该指定运行参数是否出现三种情况①~③:情况①为发生突变;情况②为出现连续递增或连续递减;情况③为出现异常波动;如果出现三种情况①~③中的任意一种,则判定该指定火电机组运行参数异常;如果三种情况①~③均未出现,则判定该指定火电机组运行参数正常;***包括前述方法对应的***。本发明实施灵活性较强,应用维护成本较低,实现了预警功能,为事故原因分析提供了有效线索,也为运行人员更加准确的掌握机组的实时运行情况提供了有效的手段。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电机组运行状态智能监测技术,具体涉及一种实时判断火电机组运行参数异常变化的方法及***。
背景技术
近年来,我国火电机组设计、基建、调试、运维技术日趋成熟,节能降耗要求日趋严格。火电厂的单机容量不断增大,机组的自动化程度也不断提高,大型火力发电机组已成为我国电力行业的主力发电机。大容量单元机组的大量投入运行使得电网的结构和运行模式发生了很大的变化,这些机组的安全、稳定运行对电网的安全、稳定、经济运行有着决定性的影响。高参数、大容量的火电机组意味着更多的辅助设备和测点,增加了运行人员的劳动强度,同时也给机组的安全稳定运行带来了更多的风险和隐患。通过选取一些对机组安全运行有较大影响的重要参数进行实时监测并在线判断其是否发生异常变化,既可及时报警以预防事故发生,也可在分析事故原因时提供参考,有利于单元机组和电网的安全运行,同时为运行人员更加准确的掌握机组的运行情况提供了便利。
随着信息化和工业化深度融和的不断发展,中国的电力装备逐渐向智能化阶段转变。火电机组的智能化运行将成为新的研究热点。机组智能运行的最终目的是减少甚至退出人工干预,实现所有***的智能闭环控制。其先决条件为准确地诊断单元机组的运行状态并分析该状态形成的原因,从而为智能决策提供依据。实时监测某些运行参数并在线判断其是否发生异常变化可为分析当前机组运行状态的形成原因提供线索。
目前,就火电机组的保护***而言,在炉侧有炉膛安全保护***,在机侧有汽轮机紧急遮断***。两者都是选取危及设备安全的重要参数进行监测,当被监测参数大于某定值时进行报警或跳机保护动作,可有效防止主机设备损坏。其缺陷在于,在报警或保护动作发生前,没有有效的预防措施,能否事先预警并采取相应的解救措施完全依靠运行人员的监视,可靠性有待提高。此外,在火电机组锅炉燃烧状态智能诊断领域,目前的技术均聚焦于评价当前的炉膛燃烧状态,而缺乏对当前燃烧状态形成原因的深层次分析,离锅炉燃烧的闭环控制尚有较大距离。
发明内容
本发明要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题,提供一种不增加设备费用投入、不增加检修成本、准确可靠实时判断火电机组运行参数异常变化的方法及***,本发明实施灵活性较强,应用维护成本较低,实现了预警功能,为事故原因分析提供了有效线索。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,实施步骤包括:
1)获取火电机组在诊断周期内指定运行参数的多个数值;
2)判断指定运行参数是否出现三种情况①~③:情况①为发生突变;情况②为出现连续递增或连续递减;情况③为出现异常波动;如果出现三种情况①~③中的任意一种,则判定该火电机组运行参数异常;如果三种情况①~③均未出现,则判定该火电机组运行参数正常。
步骤2)的详细步骤包括:
2.1)判断指定运行参数是否出现情况①,情况①为发生突变,如果出现情况①,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.2);
2.2)判断指定运行参数是否出现情况②,情况②为出现连续递增或连续递减,如果出现情况②,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.3);
2.3)判断指定运行参数是否出现情况③,情况③为出现异常波动,如果出现情况③,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.4);
2.4)判定该火电机组运行参数正常。
步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况①的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},将任意相邻两个数值相减并计算绝对值得到相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|},判断相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1是否成立,如果成立则判定该运行参数值出现情况①。
所述判断相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1是否成立具体是指:通过计数器来计算相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数,每出现一个大于预先设定阈值的元素则将该计数器加1,判断计数器最终的计数值m大于等于1是否成立,如果成立则判定相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1成立,否则判定相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|,……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1不成立;进入下一个诊断周期时,将计数器清零。
步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况②的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},获取数值序列{x0, x1, ……xn}中的最大值xmax和最小值xmin,求取最大值xmax与最小值xmin之间的差值xd;将数值序列中任意相邻两个元素相减得到相邻数值差序列{x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1},若相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的全部元素大于或等于0、且差值xd大于某预先设定的阈值,则判定该指定运行参数值连续递增;若相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1,……xn-xn-1}中的全部元素全部小于或等于0、且差值xd大于某预先设定的阈值,则判定该指定运行参数值连续递减;若该指定运行参数值连续递增或者连续递减,则判定该运行参数出现情况②。
步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况③的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},获取数值序列{x0, x1, ……xn}中的最大值xmax和最小值xmin,求取最大值xmax与最小值xmin之间的差值xd;将任意相邻两个运行参数值相减得到相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1},再根据相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的元素,计算相邻元素乘积得到相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)};若相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值、且差值xd大于或等于预先设定阈值,则判定该指定运行参数出现情况③。
判断相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值的详细步骤包括:通过计数器来计算相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量,每出现一个小于或等于0的元素则将该计数器加1,判断计数器最终的计数值n大于或等于预设阈值是否成立,如果成立则判定相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值成立;否则判定相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值不成立;进入下一个诊断周期时,将计数器清零。
判断相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值时,预设阈值取值为3,指定火电机组运行参数按照时间顺序排列数值序列{x0, x1, ……xn}的元素个数n不小于10。
步骤1)获取在诊断周期内的指定火电机组运行参数的多个数值时,诊断周期的长度为10~45s,获取指定运行参数多个数值时的频率等于该运行参数在数据采集***中的采集频率。
本发明还提供一种实时判断火电机组运行参数异常变化的***,包括计算机设备,所述计算机设备被编程以执行本发明前述实时判断火电机组运行参数异常变化的方法的步骤。
和现有技术相比,本发明具有下述优点:
1、本发明灵活性较强,应用成本低。视实际需要,可对火电机组的一个或多个运行参数进行监视,并实时判断该参数是否异常变化,可直接在现有控制***中实现,不增加额外的硬件设备投入费用,维护成本较低。
2、本发明具有预警作用。通过对机组运行参数的异常变化实时判断,提前预警有可能危及机组安全运行的隐患,为运行人员更加精确地把握机组运行状态提供了有效信息,为合理优化运行操作提供了依据,同时为运行人员及时处理安全隐患,确保机组稳定运行赢得了时间。
3、本发明为事故原因分析提供了有效线索。事故发生后,可通过调看运行参数的异常变化记录,准确快捷地找出事故发生原因。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程图。
具体实施方式
如图1所示,本实施例实时判断火电机组运行参数异常变化的方法的实施步骤包括:
1)获取火电机组在诊断周期内指定运行参数的多个数值;
2)判断指定运行参数是否出现三种情况①~③:情况①为发生突变;情况②为出现连续递增或连续递减;情况③为出现异常波动;如果出现三种情况①~③中的任意一种,则判定该火电机组运行参数异常;如果三种情况①~③均未出现,则判定该火电机组运行参数正常。
需要说明的是,情况①~③之间相互独立,既可以并行判断,也可以依次进行判断,依次进行判断的时候,可以根据需要调整其先后顺序。例如,本实施例中按照情况①~③的先后顺序依次进行判断。如图1所示,步骤2)的详细步骤包括:
2.1)判断指定运行参数是否出现情况①,情况①为发生突变,如果出现情况①,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.2);
2.2)判断指定运行参数是否出现情况②,情况②为出现连续递增或连续递减,如果出现情况②,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.3);
2.3)判断指定运行参数是否出现情况③,情况③为出现异常波动,如果出现情况③,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.4);
2.4)判定该火电机组运行参数正常。
本实施例中,步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况①的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},将任意相邻两个数值相减并计算绝对值得到相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|,……|xn-xn-1|},判断相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1是否成立,如果成立则判定该运行参数值出现情况①。
本实施例中,判断相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1是否成立具体是指:通过计数器来计算相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数,每出现一个大于预先设定阈值的元素则将该计数器加1,判断计数器最终的计数值m大于等于1是否成立,如果成立则判定相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1成立,否则判定相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1不成立;进入下一个诊断周期时,将计数器清零。
本实施例中,步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况②的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},获取数值序列{x0, x1, ……xn}中的最大值xmax和最小值xmin,求取最大值xmax与最小值xmin之间的差值xd;将数值序列中任意相邻两个元素相减得到相邻数值差序列{x1-x0, x2-x1,……xn-xn-1},若相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的全部元素大于或等于0、且差值xd大于某预先设定的阈值,则判定该指定运行参数值连续递增;若相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的全部元素全部小于或等于0、且差值xd大于某预先设定的阈值,则判定该指定运行参数值连续递减;若该指定运行参数值连续递增或者连续递减,则判定该运行参数出现情况②。
本实施例中,步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况③的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},获取数值序列{x0, x1, ……xn}中的最大值xmax和最小值xmin,求取最大值xmax与最小值xmin之间的差值xd;将任意相邻两个运行参数值相减得到相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1},再根据相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的元素,计算相邻元素乘积得到相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)};若相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值、且差值xd大于或等于预先设定阈值,则判定该指定运行参数出现情况③。
本实施例中,判断相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2),……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值的详细步骤包括:通过计数器来计算相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2),……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量,每出现一个小于或等于0的元素则将该计数器加1,判断计数器最终的计数值n大于或等于预设阈值是否成立,如果成立则判定相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值成立;否则判定相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值不成立;进入下一个诊断周期时,将计数器清零。
本实施例中,判断相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2),……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值时,预设阈值取值为3,指定火电机组运行参数按照时间顺序排列数值序列{x0, x1, ……xn}的元素个数n不小于10。
本实施例中,步骤1)获取在诊断周期内的指定火电机组运行参数的多个数值时,诊断周期的长度为10~45s,获取指定运行参数多个数值时的频率等于该运行参数在数据采集***中的采集频率。本实施例中,运行参数值每秒记录一次。
本实施例还提供一种实时判断火电机组运行参数异常变化的***,包括计算机设备,计算机设备被编程以执行本实施例前述实时判断火电机组运行参数异常变化的方法的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于实施步骤包括:
1)获取火电机组在诊断周期内指定运行参数的多个数值;
2)判断指定运行参数是否出现三种情况①~③:情况①为发生突变;情况②为出现连续递增或连续递减;情况③为出现异常波动;如果出现三种情况①~③中的任意一种,则判定该火电机组运行参数异常;如果三种情况①~③均未出现,则判定该火电机组运行参数正常。
2.根据权利要求1所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,步骤2)的详细步骤包括:
2.1)判断指定运行参数是否出现情况①,情况①为发生突变,如果出现情况①,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.2);
2.2)判断指定运行参数是否出现情况②,情况②为出现连续递增或连续递减,如果出现情况②,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.3);
2.3)判断指定运行参数是否出现情况③,情况③为出现异常波动,如果出现情况③,则判定该火电机组运行参数异常,退出;否则跳转执行步骤2.4);
2.4)判定该火电机组运行参数正常。
3.根据权利要求1或2所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况①的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},将任意相邻两个数值相减并计算绝对值得到相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|},判断相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1是否成立,如果成立则判定该运行参数值出现情况①。
4.根据权利要求3所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,所述判断相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1是否成立具体是指:通过计数器来计算相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数,每出现一个大于预先设定阈值的元素则将该计数器加1,判断计数器最终的计数值m大于等于1是否成立,如果成立则判定相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1成立,否则判定相邻数值差绝对值序列{|x1-x0|, |x2-x1|, ……|xn-xn-1|}中大于预先设定阈值的元素个数大于等于1不成立;进入下一个诊断周期时,将计数器清零。
5.根据权利要求1或2所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况②的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},获取数值序列{x0,x1, ……xn}中的最大值xmax和最小值xmin,求取最大值xmax与最小值xmin之间的差值xd;将数值序列中任意相邻两个元素相减得到相邻数值差序列{x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1},若相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的全部元素大于或等于0、且差值xd大于某预先设定的阈值,则判定该指定运行参数值连续递增;若相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的全部元素全部小于或等于0、且差值xd大于某预先设定的阈值,则判定该指定运行参数值连续递减;若该指定运行参数值连续递增或者连续递减,则判定该运行参数出现情况②。
6.根据权利要求1或2所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,步骤2)中判断指定运行参数是否出现情况③的详细步骤包括:针对在诊断周期内的指定火电机组运行参数按照时间顺序排列的n个数值{x0, x1, ……xn},获取数值序列{x0,x1, ……xn}中的最大值xmax和最小值xmin,求取最大值xmax与最小值xmin之间的差值xd;将任意相邻两个运行参数值相减得到相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1},再根据相邻数值差序列{ x1-x0, x2-x1, ……xn-xn-1}中的元素,计算相邻元素乘积得到相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)};若相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值、且差值xd大于或等于预先设定阈值,则判定该指定运行参数出现情况③。
7.根据权利要求6所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,判断相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值的详细步骤包括:通过计数器来计算相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量,每出现一个小于或等于0的元素则将该计数器加1,判断计数器最终的计数值n大于或等于预设阈值是否成立,如果成立则判定相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值成立;否则判定相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值不成立;进入下一个诊断周期时,将计数器清零。
8.根据权利要求6所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,判断相邻元素乘积序列{(x1-x0)·(x2-x1) , (x2-x1)·(x3-x2) ,……, (xn-1-xn-2)·(xn-xn-1)}小于或等于0的元素的数量大于或等于预设阈值时,预设阈值取值为3,指定火电机组运行参数按照时间顺序排列数值序列{x0, x1, ……xn}的元素个数n不小于10。
9.根据权利要求1所述的实时判断火电机组运行参数异常变化的方法,其特征在于,步骤1)获取在诊断周期内的指定火电机组运行参数的多个数值时,诊断周期的长度为10~45s,获取指定运行参数多个数值时的频率等于该运行参数在数据采集***中的采集频率。
10.一种实时判断火电机组运行参数异常变化的***,包括计算机设备,其特征在于:所述计算机设备被编程以执行权利要求1~9中任意一项所述实时判断火电机组运行参数异常变化的方法的步骤。
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