KR20230137981A - 플랜트 감시 방법, 플랜트 감시 장치 및 플랜트 감시 프로그램 - Google Patents

플랜트 감시 방법, 플랜트 감시 장치 및 플랜트 감시 프로그램 Download PDF

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Abstract

플랜트 감시 방법은, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하는 상기 플랜트의 감시 방법이고, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하는 구분 스텝과, 상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 단위 공간 작성 스텝을 구비한다.

Description

플랜트 감시 방법, 플랜트 감시 장치 및 플랜트 감시 프로그램
본 개시는, 플랜트 감시 방법, 플랜트 감시 장치 및 플랜트 감시 프로그램에 관한 것이다.
본 원은, 2021년 3월 9일에 일본 특허청에 출원된 특허 출원 2021-037106호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
플랜트의 상태를 나타내는 변수(센서로 취득 가능한 상태량 등)의 기준적인 데이터 집합과, 그 변수에 대한 계측 데이터의 괴리를 나타내는 마할라노비스 거리를 이용하여 플랜트를 감시하는 일이 있다.
특허문헌 1에는, 마할라노비스 거리를 이용한 플랜트 감시 방법에 있어서, 운전 기간에 따라 설정되는 복수의 단위 공간을 이용하여 마할라노비스 거리를 산출하는 것이 기재되어 있다. 여기서, 상술한 단위 공간은, 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정할 때의 기준이 되는 데이터의 집합체이다. 보다 구체적으로는, 특허문헌 1에서는, 플랜트의 기동 운전 기간에 있어서의 플랜트의 상태량에 기초하여 작성되는 단위 공간을 이용하여 플랜트의 기동 운전 기간에 취득되는 데이터에 대한 마할라노비스 거리를 산출함과 아울러, 플랜트의 부하 운전 기간에 있어서의 플랜트의 상태량에 기초하여 작성되는 단위 공간을 이용하여 플랜트의 부하 운전 기간에 취득되는 데이터에 대한 마할라노비스 거리를 산출하도록 되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 제 5031088호 공보
그런데, 감시 대상의 플랜트에 대하여, 플랜트의 상태를 나타내는 변수의 데이터를 어떠한 기준으로 구분하고, 각 구분에 따라 작성되는 복수의 단위 공간을 이용하여 마할라노비스 거리를 산출하는 것에 의해, 상술한 데이터의 전부를 이용하여 작성되는 단일 단위 공간을 이용하여 마할라노비스 거리를 산출하는 경우에 비하여, 이상 검지 정밀도가 향상된다고 생각할 수 있다.
그렇지만, 상술한 바와 같이 플랜트의 상태를 나타내는 변수의 데이터를 구분하여 복수의 단위 공간을 작성하는 경우, 데이터의 구분의 방식에 따라서는, 복수의 단위 공간 중 어느 하나의 단위 공간을 구성하는 데이터의 수가 적어질 수 있고, 플랜트의 이상의 검출 정밀도가 저하할 우려가 있다.
상술한 사정을 감안하여, 본 발명의 적어도 하나의 실시형태는, 플랜트의 이상을 정밀하게 검지 가능한 플랜트 감시 방법, 플랜트 감시 장치 및 플랜트 감시 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 방법은, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하는 상기 플랜트의 감시 방법이고, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하는 구분 스텝과, 상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 단위 공간 작성 스텝을 구비한다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 장치는, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하는 상기 플랜트의 감시 장치이고, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하도록 구성된 구분부와, 상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 단위 공간 작성부를 구비한다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 프로그램은, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하여 상기 플랜트를 감시하기 위한 프로그램이고, 컴퓨터로 하여금, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하는 수순과, 상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 수순을 실행하게 한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 따르면, 플랜트의 이상을 정밀하게 검지 가능한 플랜트 감시 방법, 플랜트 감시 장치 및 플랜트 감시 프로그램이 제공된다.
도 1은 하나의 실시형태에 따른 감시 방법이 적용되는 플랜트에 포함되는 가스 터빈의 개략 구성도이다.
도 2는 하나의 실시형태에 따른 감시 방법이 적용되는 플랜트에 포함되는 증기 터빈의 개략 구성도이다.
도 3은 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 장치의 개략 구성도이다.
도 4는 하나의 실시형태에 따른 플랜트의 감시 방법의 플로차트이다.
도 5는 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 6은 플랜트의 출력(하나의 변수)의 누적 도수 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 7은 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수 분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수 분포의 일부를 모식적으로 나타내는 그래프이다.
도 11은 단위 공간의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇의 실시형태에 대하여 설명한다. 단, 실시형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것으로 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명의 예에 불과하다.
(플랜트 감시 장치의 구성)
도 1 및 도 2는 몇몇의 실시형태에 따른 감시 방법이 적용되는 플랜트에 포함되는 기기의 개략 구성도이다. 도 1에 도시되는 기기는 가스 터빈이고, 도 2에 도시되는 기기는 증기 터빈이다. 도 3은 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 장치의 개략 구성도이다.
도 1에 나타내는 가스 터빈(10)은, 공기를 압축하기 위한 압축기(12)와, 압축기(12)로부터의 압축 공기와 함께 연료를 연소시키기 위한 연소기(14)와, 연소기(14)에서 발생한 연소 가스에 의해 구동되는 터빈(16)을 구비한다. 가스 터빈(10)의 로터(15)에 발전기(18)가 연결되고, 가스 터빈(10)에 의해 발전기(18)가 회전 구동되도록 되어 있다.
도 2에 나타내는 증기 터빈(20)은, 증기를 생성하기 위한 보일러(22)와, 보일러(22)로부터의 증기에 의해 구동되는 터빈(24)을 구비한다. 터빈(24)은, 고압 터빈(25)과, 고압 터빈(25)보다 입구 압력이 낮은 중압 터빈(26)과, 중압 터빈(26)보다 입구 압력이 낮은 저압 터빈(27)을 포함한다. 고압 터빈(25)과 중압 터빈(26)의 사이에는 재열기(29)가 마련되어 있다. 증기 터빈(20)의 로터(23)에 발전기(28)가 연결되고, 증기 터빈(20)에 의해 발전기(28)가 회전 구동되도록 되어 있다.
몇몇의 실시형태에서는, 감시 대상의 플랜트는, 상술한 가스 터빈(10) 또는 증기 터빈(20)을 포함한다. 몇몇의 실시형태에서는, 감시 대상의 플랜트는, 풍력이나 수력 등의 재생 가능 에너지에 의해 구동되는 터빈(풍차나 수차 등)을 포함하더라도 좋다. 몇몇의 실시형태에서는, 감시 대상의 플랜트는 터빈 이외의 기계를 포함하더라도 좋다.
도 3에 나타내는 플랜트 감시 장치(40)는, 계측부(30)에 의해 계측되는 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 계측치에 기초하여, 플랜트의 감시를 하도록 구성된다.
계측부(30)는, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수를 계측하도록 구성된다. 계측부(30)는, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수를 각각 계측하도록 구성된 복수의 센서를 포함하더라도 좋다.
가스 터빈(10)을 포함하는 플랜트의 경우, 계측부(30)는, 플랜트의 상태를 나타내는 변수로서, 가스 터빈(10)의 로터 회전수, 각 단의 블레이드 패스 온도, 블레이드 패스 평균 온도, 터빈 입구 압력, 터빈 출구 압력, 또는 발전기 출력 중 어느 하나를 계측하도록 구성된 센서를 포함하더라도 좋다. 증기 터빈(20)을 포함하는 플랜트의 경우, 계측부(30)는, 플랜트의 상태를 나타내는 변수로서, 증기 터빈(20)의 로터 회전수, 각 단의 블레이드 패스 온도, 블레이드 패스 평균 온도, 터빈 입구 압력, 터빈 출구 압력, 또는 발전기 출력 중 어느 하나를 계측하도록 구성된 센서를 포함하더라도 좋다.
플랜트 감시 장치(40)는, 계측부(30)로부터, 플랜트의 상태를 나타내는 변수의 계측치를 나타내는 신호를 받도록 구성된다. 플랜트 감시 장치(40)는, 계측부(30)로부터의 계측치를 나타내는 신호를, 규정된 샘플링 주기마다 받도록 구성되어 있더라도 좋다. 또한, 플랜트 감시 장치(40)는, 계측부(30)로부터 받은 신호를 처리하여, 플랜트의 이상의 유무를 판정하도록 구성된다. 플랜트 감시 장치(40)에 의한 판정 결과는, 표시부(60)(디스플레이 등)에 표시되도록 되어 있더라도 좋다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 장치(40)는, 데이터 취득부(42)와, 구분부(44)와, 단위 공간 작성부(46)와, 마할라노비스 거리 산출부(48)와, 이상 판정부(50)를 포함한다.
플랜트 감시 장치(40)는, 프로세서(CPU 등), 기억 장치(메모리 디바이스; RAM 등), 보조 기억부 및 인터페이스 등을 구비한 계산기를 포함한다. 플랜트 감시 장치(40)는, 인터페이스를 통해서, 계측부(30)로부터, 플랜트의 상태를 나타내는 변수의 계측치를 나타내는 신호를 받도록 되어 있다. 프로세서는, 이와 같이 하여 받은 신호를 처리하도록 구성된다. 또한, 프로세서는, 기억 장치에 전개되는 프로그램을 처리하도록 구성된다. 이것에 의해, 상술한 각 기능부(데이터 취득부(42) 등)의 기능이 실현된다.
플랜트 감시 장치(40)에서의 처리 내용은, 프로세서에 의해 실행되는 프로그램으로서 구현된다. 프로그램은, 보조 기억부에 기억되어 있더라도 좋다. 프로그램 실행 때에는, 이들 프로그램은 기억 장치에 전개된다. 프로세서는, 기억 장치로부터 프로그램을 읽어내고, 프로그램에 포함되는 명령을 실행하도록 되어 있다.
데이터 취득부(42)는, 복수의 시각 t(t1, t2, …)의 각각에 있어서의 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수, 및, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수(V1, V2, …, Vn)의 데이터를 취득하도록 구성된다. 이하에 설명하는 실시형태에서는, 데이터 취득부(42)는, 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수로서, 플랜트의 출력(p)의 데이터를 취득하도록 구성된다. 또, 플랜트의 출력은, 가스 터빈(10)에 접속되는 발전기(18)의 출력 또는 증기 터빈(20)에 접속되는 발전기(28) 등의 발전기의 출력이더라도 좋다. 다른 실시형태에서는, 데이터 취득부(42)는, 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수로서, 플랜트를 구성하는 기기의 회전수, 기기의 진동에 관한 수치(진동수나 진동 레벨을 나타내는 값 등), 기기의 온도, 분위기 온도, 또는, 기기에 공급되는 연료의 유량(공급량) 등을 취득하도록 구성되더라도 좋다.
데이터 취득부(42)는, 계측부(30)에 의해 계측되는 플랜트의 출력(하나의 변수) 또는 복수의 변수의 계측치에 기초하여 상술한 데이터를 취득하도록 구성되더라도 좋다. 플랜트의 출력 또는 복수의 변수의 계측치 또는 그 계측치에 기초하는 데이터는, 기억부(32)에 기억되어 있더라도 좋다. 데이터 취득부(42)는, 상술한 계측치 또는 그 계측치에 기초하는 데이터를, 기억부(32)로부터 취득하도록 구성되어 있더라도 좋다.
또, 기억부(32)는, 플랜트 감시 장치(40)를 구성하는 계산기의 주 기억부 또는 보조 기억부를 포함하더라도 좋다. 혹은, 기억부(32)는, 그 계산기와 네트워크를 통해서 접속되는 원격 기억 장치를 포함하더라도 좋다.
구분부(44)는, 데이터 취득부(42)에 의해 취득된 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수 분포에 기초하여, 플랜트의 출력 범위를 복수의 제 1 출력대(범위대)(A1, A2, …)로 구분하도록 구성된다.
단위 공간 작성부(46)는, 구분부(44)에 의해 얻어진 복수의 제 1 출력대에 기초하여, 복수의 제 2 출력대(범위대)(B1, B2, …)를 결정하도록 구성된다. 또한, 단위 공간 작성부(46)는, 복수의 제 2 출력대에 각각 대응하는 복수의 변수(V1, V2, …, Vn)의 데이터(계측치)에 기초하여, 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하도록 구성된다.
상술한 단위 공간은, 목적에 대하여 균질한 집단(정상 데이터의 집합)이고, 평가 대상이 되는 데이터의 단위 공간의 중심으로부터의 거리가 마할라노비스 거리로서 산출된다. 마할라노비스 거리가 작으면 평가 대상의 데이터는 정상일 가능성이 크고, 마할라노비스 거리가 크면 평가 대상의 데이터는 이상일 가능성이 크다.
마할라노비스 거리 산출부(48)는, 단위 공간 작성부(46)에 의해 작성된 복수의 단위 공간 중, 평가 대상의 복수의 변수의 데이터(계측치)의 취득 때에 있어서의 플랜트의 출력(하나의 변수)에 대응하는 단위 공간을 이용하여, 평가 대상의 데이터에 대하여 마할라노비스 거리를 계산하도록 구성된다.
이상 판정부(50)는, 마할라노비스 거리 산출부(48)에 의해 산출된 마할라노비스 거리에 기초하여, 플랜트의 이상의 유무를 판정하도록 구성된다.
(플랜트 감시의 흐름)
이하, 몇몇의 실시형태에 따른 플랜트 감시 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 또, 이하에 있어서, 상술한 플랜트 감시 장치(40)를 이용하여 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 방법을 실행하는 경우에 대하여 설명하지만, 몇몇의 실시형태에서는, 다른 장치를 이용하여 플랜트의 감시 방법을 실행하도록 하더라도 좋다.
도 4는 몇몇의 실시형태에 따른 플랜트의 감시 방법의 플로차트이다. 도 5 내지 도 9는 몇몇의 실시형태에 따른 플랜트의 감시 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 및 도 7 내지 도 9는 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수 분포(히스토그램)의 일례를 나타내는 그래프이고, 도 6은 플랜트의 출력(하나의 변수)의 누적 도수 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 또, 도 5 및 도 7 내지 도 9에 있어서, 가로축은 플랜트의 출력(하나의 변수)을 나타내고, 세로축은 플랜트의 출력(하나의 변수)의 도수를 나타낸다. 또한, 도 6에 있어서, 가로축은 플랜트의 출력(하나의 변수)을 나타내고, 세로축은 플랜트의 출력(하나의 변수)의 누적 상대 도수를 나타낸다. 도 7 내지 도 9의 그래프 중에, 누적 상대 도수를 나타내는 곡선이 파선으로 도시되어 있다.
몇몇의 실시형태에서는, 우선, 데이터 취득부(42)에 의해, 플랜트의 출력(하나의 변수) 및 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터를 취득한다(S2). 보다 구체적으로는, 스텝 S2에서는, 복수의 시각 t(t1, t2, …)의 각각에 대응하는 플랜트의 출력 p(p1, p2, …)를 취득함과 아울러, 복수의 시각 t(t1, t2, …)의 각각에 대응하는 플랜트의 상태를 나타내는 n개의 변수(V1, V2, …, Vn)의 데이터를 각각 취득한다. 또, 시각 t에 대응하는 플랜트의 출력 또는 상술한 복수의 변수의 데이터는, 시각 t를 기준으로 하는 규정 기간에 있어서의 플랜트의 출력 또는 복수의 변수의 계측치의 대표치(예컨대 평균치)이더라도 좋다.
플랜트의 상태를 나타내는 n개의 변수는, 예컨대, 가스 터빈(10) 또는 증기 터빈(20)의 로터 회전수, 각 단의 블레이드 패스 온도, 블레이드 패스 평균 온도, 터빈 입구 압력, 터빈 출구 압력, 또는 발전기 출력 중 적어도 1개를 포함하더라도 좋다.
다음으로, 구분부(44)는, 플랜트의 출력의 도수 분포에 기초하여, 플랜트의 출력 범위를 복수의 제 1 출력대(범위대)(A1, A2, …)로 구분한다(S4). 플랜트의 출력의 도수 분포는, 스텝 S2에서 취득된 플랜트의 출력에 기초하여 얻을 수 있다.
도 5는 스텝 S2에서 취득되는 플랜트의 출력 p에 대한 도수 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 5에 나타내는 그래프에서는, 플랜트의 출력 범위 0[MW] 이상 Pmax[MW] 이하의 범위의 도수 분포가 도시되어 있다.
스텝 S4에서는, 예컨대, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …)의 각각에 포함되는 출력의 도수의 차이가 커지지 않도록, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …)의 각각의 범위가 결정된다.
여기서, 도 6은 도 5에 나타내는 플랜트의 출력의 도수 분포를, 누적 도수 분포로 변환한 것을 나타내는 그래프이다. 몇몇의 실시형태에서는, 스텝 S4에서는, 플랜트의 출력의 상대 누적 도수에 기초하여, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …)에 대한 출력의 상대 도수가 거의 균등하게 되도록(즉, 복수의 제 1 출력대에 대한 출력의 도수가 거의 균등하게 되도록), 제 1 출력대의 각각의 범위를 결정하더라도 좋다.
이 수순의 일례에 대하여 도 6의 그래프를 이용하여 설명하면, 우선, 출력 0에서의 누적 상대 도수 0%, 출력 Pmax에서의 누적 상대 도수 100%로 하고, 누적 상대 도수를, 0% 이상 C1 이하, C1 초과 C2 이하, C3 초과 C4 이하, C4 초과 C5 이하, C5 초과 C6 이하, C6 초과 C7(=100%) 이하의 복수의 범위로 분할한다. 이들 복수의 범위는, 상대 도수의 폭이 거의 동일하다(즉, 복수의 범위에 있어서의 도수가 거의 동일하다). 그리고, 이들 복수의 범위에 대응하는 출력대를, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)로서 결정할 수 있다. 여기서, 제 1 출력대 A1~A7의 출력[MW]의 범위는, 각각, 0 이상 PA1 이하, PA1 초과 PA2 이하, PA2 초과 PA3 이하, PA3 초과 PA4 이하, PA4 초과 PA5 이하, PA5 초과 PA6 이하, PA6 초과 PA7 이하이다. 또한, 제 1 출력대 A1~A7의 출력의 도수의 비율은, 각각, C1, (C2-C1), (C3-C2), (C4-C3), (C5-C4), (C6-C5), 및 (C7-C6)으로 나타내어진다.
몇몇의 실시형태에서는, 스텝 S4에서는, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …) 중 임의의 2개의 출력대에 있어서의 플랜트의 출력의 도수의 비가 0.75 이상 1.25 이하가 되도록, 플랜트의 출력 범위를 구분한다. 또, 도 6에 나타내는 예를 이용하면, 예컨대 제 1 출력대 A2와 제 1 출력대 A3에 있어서의 플랜트의 출력의 도수의 비는, (C3-C2)/(C2-C1)로 나타낼 수 있다.
몇몇의 실시형태에서는, 스텝 S4에서는, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …) 중 적어도 2개의 출력대에 있어서의 플랜트의 출력의 도수의 비가 1이 되도록 상기 플랜트의 출력 범위를 구분한다.
몇몇의 실시형태에서는, 스텝 S4에서는, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …) 중 임의의 2개의 출력대에 있어서의 플랜트의 출력의 도수의 비가 1이 되도록 상기 플랜트의 출력 범위를 구분한다.
이하, 스텝 S4에 있어서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 플랜트의 출력 범위가 7개의 제 1 출력대(A1~A7)로 구분된 것을 전제로 하여 설명한다.
다음으로, 단위 공간 작성부(46)는, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)에 기초하여, 플랜트의 복수의 제 2 출력대(범위대)(B1, B2, …)를 결정한다(S6). 여기서, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)는 플랜트의 출력의 도수 분포에 기초하여 설정되는 것이기 때문에, 복수의 제 2 출력대(B1, B2, …)도 플랜트의 출력의 도수 분포에 기초하여 결정되는 것이라고 할 수 있다. 또, 스텝 S6의 수순에 대해서는 후술한다.
다음으로, 단위 공간 작성부(46)는, 스텝 S6에서 결정되는 복수의 제 2 출력대(B1, B2, …)에 각각 대응하는 n개의 변수(복수의 변수)(V1, V2, …, Vn)의 데이터에 기초하여 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간(Q1, Q2, …)을 각각 작성한다(S8).
그리고, 마할라노비스 거리 산출부(48)는, 단위 공간 작성부(46)에 의해 작성된 복수의 단위 공간(Q1, Q2, …) 중, 평가 대상의 n개의 변수(복수의 변수)의 데이터의 취득 시각에 있어서의 플랜트의 출력(하나의 변수)에 대응하는 단위 공간을 이용하여, 평가 대상의 데이터(신호 공간 데이터)에 대하여 마할라노비스 거리를 계산한다(S10). 예컨대, 평가 대상의 n개의 변수의 데이터의 취득 시각에 있어서의 플랜트의 출력이, 제 2 출력대 B2의 범위에 포함되는 경우, 제 2 출력대 B2에 대응하는 단위 공간 Q2를 이용하여, 평가 대상의 데이터에 대한 마할라노비스 거리 D를 계산한다.
평가 대상의 데이터에 대한 마할라노비스 거리는, 특허문헌 1에 기재되는 방법으로 산출할 수 있지만, 마할라노비스 거리의 산출 방법에 대하여, 개략적으로는 이하와 같이 설명할 수 있다. 우선, 단위 공간을 구성하는 데이터(n개의 변수(V1, V2, …, Vn)에 대한 데이터(X1, X2, …, Xn))를 이용하여, 하기의 식 (A)로부터 각 항목(변수)마다의 평균을 구한다. 또, 하기의 식에 있어서, k는 단위 공간을 구성하는 n개의 변수의 각각의 데이터의 수(데이터 세트의 수)이다.
[수학식 1]
다음으로, 상기의 식 (A)로 산출한 각 항목(변수)마다의 평균을 이용하여, 하기의 식 (B)에 의해 단위 공간을 구성하는 데이터에 대하여 공분산 행렬 COV(n×n 행렬)를 구한다.
[수학식 2]
그리고, 평가 대상의 데이터 Y1~Yn과, 상기의 식 (A)에 의해 구한 평균 및 상기의 식 (B)에 의해 구한 공분산 행렬의 역행렬을 이용하여, 하기의 식 (C)에 의해 마할라노비스 거리 D의 제곱값 D2이 산출된다. 또, 하기의 식에 있어서, l은 n개의 변수에 대한 평가 대상의 데이터(신호 공간 데이터) Y1~Yn의 데이터의 수(데이터 세트의 수)이다.
[수학식 3]
다음으로, 이상 판정부(50)는, 스텝 S10에서 산출된 마할라노비스 거리 D에 기초하여, 플랜트의 이상의 유무를 판정한다(S12). 스텝 S12에서는, 상술한 마할라노비스 거리 D와 임계치의 비교에 기초하여, 플랜트의 이상의 유무를 판정하더라도 좋다. 예컨대, 스텝 S10에서 산출된 마할라노비스 거리 D가 임계치 이하일 때에 플랜트는 정상이라고 판정함과 아울러, 마할라노비스 거리 D가 임계치보다 클 때에 플랜트에 이상이 발생하였다고 판정하도록 하더라도 좋다.
상술한 실시형태에 따른 방법에 따르면, 플랜트의 출력의 도수 분포에 기초하여 플랜트의 출력 범위를 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …)로 구분함과 아울러, 그 복수의 제 1 출력대에 기초하여 결정되는 복수의 제 2 출력대(B1, B2, …)에 각각 대응하는 복수의 단위 공간(Q1, Q2, …)을 작성한다. 즉, 플랜트 출력의 도수 분포에 기초하여, 복수의 단위 공간에 각각 대응하는 복수의 출력대(제 1 출력대 및 제 2 출력대)가 결정된다. 따라서, 예컨대, 복수의 출력대에 있어서의 도수가 균등하게 되도록 복수의 출력대(제 1 출력대 또는 제 2 출력대)를 결정하는 것 등에 의해, 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수(V1, V2, …, Vn)의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 혹은, 복수의 단위 공간 중 어느 하나의 단위 공간을 구성하는 데이터의 수가 과소가 되는 사태를 회피하기 쉬워진다. 따라서, 플랜트의 출력에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있어, 예컨대 오검지나 오경보를 억제할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에 있어서, 스텝 S4에서, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …) 중 임의의 2개의 출력대에 있어서의 도수의 비가 0.75 이상 1.25 이하가 되도록, 플랜트의 출력 범위를 구분하는 경우, 복수의 제 1 출력대의 각각에 있어서의 출력의 도수가 거의 균등하게 된다. 이 때문에, 복수의 제 1 출력대에 기초하여 정해지는 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 플랜트의 출력에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에 있어서, 스텝 S4에서, 복수의 제 1 출력대(A1, A2, …) 중 적어도 2개의 출력대에 있어서의 도수의 비가 1이 되도록, 플랜트의 출력 범위를 구분하는 경우, 복수의 제 1 출력대 중 적어도 2개의 출력대에 있어서의 출력의 도수가 균등하게 된다. 이 때문에, 그 2개의 출력대에 기초하여 정해지는 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 플랜트의 출력에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
몇몇의 실시형태에서는, 스텝 S6에 있어서, 단위 공간 작성부(46)는, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)에 각각 대응하는 복수의 출력대를, 플랜트의 복수의 제 2 출력대(B1~B7)로서 결정한다. 즉, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 2 출력대(B1~B7)의 출력 범위는, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)의 출력 범위와 각각 동일하다.
상술한 실시형태에 따르면, 복수의 제 2 출력대(B1~B7)를, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)에 각각 대응하는 출력대로서, 간이한 수순으로 결정할 수 있다. 따라서, 보다 간이한 수순으로, 플랜트의 출력에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
몇몇의 실시형태에서는, 스텝 S6에 있어서, 단위 공간 작성부(46)는, 복수의 제 1 출력대(A1~A7) 중에서, 상기 복수의 제 2 출력대(B1, B2, …)끼리의 경계가 되는 출력을 선택하고, 그 경계에 의해 구분되는 복수의 출력대를 복수의 제 2 출력대로서 결정한다.
몇몇의 실시형태에서는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)의 각각에 있어서의 출력의 최빈값 Pm1~Pm7 중 적어도 1개를, 복수의 제 2 출력대끼리의 경계로서 선택하더라도 좋다. 또, 도 8에 나타내는 예에서는, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)의 각각에 있어서의 출력의 최빈값 Pm1~Pm7의 각각이, 복수의 제 2 출력대끼리의 경계로서 선택되어 있다. 그리고, 플랜트의 출력 범위(0 이상 Pmax 이하)를, 이들 최빈값 Pm1~Pm7에 의해 분할하는 것에 의해 복수의 제 2 출력대(B1~B8)가 결정된다.
상술한 실시형태에 따르면, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)에 있어서의 출력의 최빈값(Pm1~Pm7) 중 적어도 1개를, 복수의 제 2 출력대(B1, B2, …)끼리의 경계로서 채용한다. 따라서, 출력 대 도수의 그래프(도 8, 도 9 등)에 있어서, 그 경계를 상한 또는 하한으로 하는 제 2 출력대(이웃하는 한 쌍의 제 2 출력대)의 각각에는, 적어도, 그 경계를 포함하는 피크 면적의 대략 절반이 포함되게 된다. 따라서, 이들 제 2 출력대(B1, B2, …)에 대응하는 단위 공간(Q1, Q2, …)의 각각을 구성하는 데이터의 수를 보다 확보하기 쉬워진다. 이 때문에, 마할라노비스 거리에 기초하는 플랜트의 이상 검지의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 도 10은 플랜트의 출력의 도수 분포의 일부를 모식적으로 나타내는 그래프이고, 도 11은 도 10에 나타내는 플랜트의 출력의 도수 분포에 기초하여 작성되는 단위 공간의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기서, 도 10 중의 출력대 Bk 및 Bk+1은, 플랜트의 출력의 최빈값 Pma, Pmb로 구분되는 출력대이고, 출력대 Bj는, 플랜트의 출력의 최빈값 사이의 출력 Pc, Pd로 구분되는 출력대이다. 또, 도 11에 있어서의 타원은, 각각 단위 공간(Qk, Qk+1, Qj 등)을 나타내고, 각각의 타원은, 각 단위 공간으로부터 계산되는 마할라노비스 거리가 동일한 점의 집합이다.
출력대 Bj는, 출력의 최빈값(Pma, Pmb 등) 사이의 출력 Pc, Pd에 의해 구분되어 있다. 이 때문에, 출력대 Bj에 있어서의 데이터에는, 그 출력대 Bj의 하한의 출력(Pc) 및 상한의 출력(Pd)의 근방의 출력에 대응하는 데이터는 그다지 포함되지 않고, 하한과 상한의 사이에 위치하는 최빈값 Pma 근방의 다수의 데이터가 포함된다. 이것은, 출력대 Bj에 있어서의 데이터로 구성되는 단위 공간 Qj를 나타내는 타원에 있어서, 그 타원의 장축의 양 끝의 근방에 위치하는 데이터의 수가 적고, 그 타원의 장축의 중심 근방에 위치하는 데이터가 다수 존재하는 것을 의미한다(도 11 참조). 이 경우, 타원의 형상(장축의 기울기 등)이 안정적으로 정해지지 않고(도 11 중의 Qj 및 Qj' 참조), 이 때문에, 마할라노비스 거리에 기초하는 이상 판정이 안정적이지 않다.
예컨대, 평가 대상의 데이터(신호 공간 데이터)가 도 11의 그래프에 있어서의 d로서 나타내어지는 경우, 단위 공간 Qj에 기초하여 산출되는 마할라노비스 거리와, 단위 공간 Qj'에 기초하여 산출되는 마할라노비스 거리는 크게 상이하다. 즉, 단위 공간 Qj에 기초하여 산출되는 마할라노비스 거리는 비교적 크고, 단위 공간 Qj'에 기초하여 산출되는 마할라노비스 거리는 비교적 작다. 이 때문에, 마할라노비스 거리에 기초하는 이상 판정 결과가 상이할 가능성이 있다. 따라서, 예컨대, 이상 판정에 있어서 오판정을 할 가능성이 높아진다.
한편, 출력대 Bk는, 출력의 최빈값 Pma, Pmb에 의해 구분되어 있다. 이 때문에, 출력대 Bk에 있어서의 데이터에는, 그 출력대 Bk의 하한의 출력(Pma) 및 상한의 출력(Pmb)의 근방의 출력에 대응하는 비교적 다수의 데이터가 포함된다. 이것은, 출력대 Bk에 있어서의 데이터로 구성되는 단위 공간 Qk를 나타내는 타원에 있어서, 그 타원의 장축의 양 끝의 근방에 위치하는 데이터가 다수 존재하는 것을 의미한다(도 11 참조). 이 경우, 타원의 형상(장축의 기울기 등)이 안정적으로 정해진다. 이 때문에, 마할라노비스 거리의 산출 결과를 안정적으로 얻을 수 있고, 안정적으로 이상 판정을 할 수 있다.
또한, 출력대 Bk에 인접하는 출력대 Bk+1에 있어서의 데이터로 구성되는 단위 공간 Qk+1을 나타내는 타원에 대해서도, 마찬가지로, 타원의 형상(장축의 기울기 등)이 안정적으로 정해지고, 이들 2개의 타원이 매끄럽게 접속된다(예컨대, 이들 타원의 기울기가 비슷한 것이 된다). 따라서, 플랜트 운전 중에, 플랜트의 출력이, 출력대 Bk와 출력대 Bk+1의 경계(도 10에 있어서의 Pmb)를 가로질러 변화하는 경우에도, 이상 판정을 안정적으로 할 수 있다.
이 점에 있어서, 상술한 실시형태에 따르면, 제 1 출력대(A1~A7)에 있어서의 출력의 최빈값 Pm1~Pm7을, 복수의 제 2 출력대(B1, B2, …) 사이의 경계로 하였으므로, 그 경계를 상한 또는 하한으로 하는 제 2 출력대에 있어서의 데이터에는, 그 경계(상한 또는 하한) 근방의 출력에 대응하는 비교적 다수의 데이터가 포함되게 된다. 이 때문에, 이들 제 2 출력대(B1, B2, …)에 있어서의 데이터에 기초하여 작성되는 단위 공간(Q1, Q2, …)끼리의 연결이 매끄러워지기 쉽다. 따라서, 플랜트의 출력이 상술한 경계를 가로질러 변화하는 경우에도, 안정적으로 플랜트의 이상을 검지할 수 있다.
몇몇의 실시형태에서는, 스텝 S6에 있어서, 이웃하는 한 쌍의 출력의 최빈값끼리의 차이가 규정치 미만일 때, 그 한 쌍의 출력의 최빈값 중, 도수가 큰 한쪽을 제 2 출력대끼리의 경계로서 선택하고, 도수가 작은 한쪽을 제 2 출력대끼리의 경계로서 선택하지 않는다.
예컨대, 도 9에 나타내는 예에서는, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)의 각각에 있어서의 출력의 최빈값 Pm1~Pm7 중, 서로 이웃하는 한 쌍의 최빈값 Pm4, Pm5의 차이가 작고, 규정치 미만이다. 이 때문에, 최빈값 Pm4, Pm5 중, 도수가 큰 한쪽인 최빈값 Pm4를 제 2 출력대끼리의 경계로서 선택하고, 도수가 작은 한쪽인 최빈값 Pm5를 제 2 출력대끼리의 경계로서 선택하지 않는다. 그 결과, 플랜트의 출력 범위(0 이상 Pmax 이하)를, 최빈값 Pm1~Pm7 중, 최빈값 Pm5 이외의 것(즉 Pm1~Pm4 및 Pm6~Pm7)에 의해 분할하는 것에 의해, 복수의 제 2 출력대(B1~B7)가 결정된다.
플랜트의 출력의 도수가 피크가 되는 출력은, 계절 변화 등에 따라 약간 변동하는 일이 있고, 이 경우, 서로 근방에 위치하는 별개의 피크로서 도수 분포의 그래프에 나타난다. 이와 같은 복수의 피크의 출력에 대응하는 데이터를 별개의 단위 공간에 포함시키면, 마할라노비스 거리에 기초하는 이상 검지를 안정적으로 행하는 것이 어려워지는 경우가 있다. 이 점에 있어서, 상술한 실시형태에 따르면, 복수의 제 1 출력대(A1~A7)의 각각에 있어서의 출력의 최빈값(Pm1~Pm7) 중, 이웃하는 한 쌍의 최빈값(Pm4, Pm5)끼리의 차이가 규정치 미만일 때(즉, 상술한 피크끼리가 가까울 때), 이들 한 쌍의 최빈값 중, 도수가 큰 한쪽(Pm4)만을 복수의 제 2 출력대(B1, B2, …)끼리의 경계로서 선택한다. 따라서, 이들 2개의 최빈값(Pm4, Pm5)에 대응하는 데이터를 동일한 단위 공간에 포함시킬 수 있기 때문에, 플랜트의 이상 검지를 안정적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
상기 각 실시형태에 기재된 내용은, 예컨대 이하와 같이 파악된다.
(1) 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 방법은, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하는 상기 플랜트의 감시 방법이고, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수(예컨대 플랜트의 출력)의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대(예컨대 상술한 복수의 제 1 출력대 A1, A2, …)로 구분하는 구분 스텝(S4)과, 상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대(예컨대 상술한 복수의 제 2 출력대 B1, B2, …)에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 단위 공간 작성 스텝(S6~S8)을 구비한다.
상기 (1)의 방법에 따르면, 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여 그 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분함과 아울러, 그 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 복수의 단위 공간을 작성한다. 즉, 그 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 복수의 단위 공간에 각각 대응하는 복수의 범위대(제 1 범위대 및 제 2 범위대)가 결정된다. 따라서, 예컨대, 복수의 범위대에 있어서의 도수가 균등하게 되도록 복수의 범위대(제 1 범위대 또는 제 2 범위대)를 결정하는 것 등에 의해, 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 하나의 변수의 값에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
(2) 몇몇의 실시형태에서는, 상기 (1)의 방법에 있어서, 상기 구분 스텝에서는, 상기 복수의 제 1 범위대 중 임의의 2개의 범위대에 있어서의 상기 하나의 변수의 도수의 비가 0.75 이상 1.25 이하가 되도록 상기 하나의 변수의 범위를 구분한다.
상기 (2)의 방법에 따르면, 복수의 제 1 범위대 중 임의의 2개의 범위대에 있어서의 도수의 비가 0.75 이상 1.25 이하가 되도록, 하나의 변수의 범위를 구분한다. 즉, 복수의 제 1 범위대의 각각에 있어서의 하나의 변수의 도수가 거의 균등하게 되므로, 복수의 제 1 범위대에 기초하여 정해지는 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 하나의 변수의 값에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
(3) 몇몇의 실시형태에서는, 상기 (1) 또는 (2)의 방법에 있어서, 상기 구분 스텝에서는, 상기 복수의 제 1 범위대 중 적어도 2개의 범위대에 있어서의 상기 하나의 변수의 도수의 비가 1이 되도록 상기 하나의 변수의 범위를 구분한다.
상기 (3)의 방법에 따르면, 복수의 제 1 범위대 중 적어도 2개의 범위대에 있어서의 도수의 비가 1이 되도록, 하나의 변수의 범위를 구분한다. 즉, 복수의 제 1 범위대 중 적어도 2개의 범위대에 있어서의 하나의 변수의 도수가 균등하게 되므로, 그 2개의 범위대에 기초하여 정해지는 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 하나의 변수의 값에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
(4) 몇몇의 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 복수의 제 2 범위대는, 상기 복수의 제 1 범위대에 각각 대응한다.
상기 (4)의 방법에 따르면, 복수의 제 2 범위대를, 복수의 제 1 범위대에 각각 대응하는 범위대로서, 간이한 수순으로 결정할 수 있다. 따라서, 보다 간이한 수순으로, 하나의 변수의 값에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
(5) 몇몇의 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 복수의 제 1 범위대 중에서, 상기 복수의 제 2 범위대끼리의 경계가 되는 상기 하나의 변수의 값을 선택하는 경계 선택 스텝을 구비한다.
상기 (5)의 방법에 따르면, 복수의 제 1 범위대 중에서, 복수의 제 2 범위대끼리의 경계를 선택한다. 따라서, 복수의 제 1 범위대끼리의 경계를 그대로 복수의 제 2 범위대끼리의 경계로서 채용하는 경우에 비하여, 하나의 변수의 도수 분포에 따라, 복수의 단위 공간을 작성하는 것에 보다 적합한 경계를 설정할 수 있다. 따라서, 마할라노비스 거리에 기초하는 플랜트의 이상 검지의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(6) 몇몇의 실시형태에서는, 상기 (5)의 방법에 있어서, 상기 경계 선택 스텝에서는, 상기 복수의 제 1 범위대의 각각에 있어서의 상기 하나의 변수의 최빈값(예컨대 상술한 출력의 최빈값 Pm1, Pm2, …) 중 적어도 1개를, 상기 복수의 제 2 범위대끼리의 경계로서 선택한다.
상기 (6)의 방법에 따르면, 복수의 제 1 범위대에 있어서의 하나의 변수의 최빈값 중 적어도 1개를, 복수의 제 2 범위대끼리의 경계로서 채용한다. 따라서, 하나의 변수(예컨대 출력) 대 도수의 그래프에 있어서, 그 경계를 상한 또는 하한으로 하는 제 2 범위대(이웃하는 한 쌍의 제 2 범위대)의 각각에는, 적어도, 그 경계를 포함하는 피크 면적의 대략 절반이 포함되게 된다. 따라서, 이들 제 2 범위대에 대응하는 단위 공간의 각각을 구성하는 데이터의 수를 보다 확보하기 쉬워진다. 이 때문에, 마할라노비스 거리에 기초하는 플랜트의 이상 검지의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 (6)의 방법에 따르면, 제 1 범위대에 있어서의 하나의 변수의 최빈값을, 복수의 제 2 범위대끼리의 경계로 하였으므로, 그 경계를 상한 또는 하한으로 하는 제 2 범위대에 있어서의 데이터에는, 그 경계(상한 또는 하한) 근방의 하나의 변수의 값에 대응하는 비교적 다수의 데이터가 포함되게 된다. 이 때문에, 이들 제 2 범위대에 있어서의 데이터에 기초하여 작성되는 단위 공간끼리의 연결이 매끄러워지기 쉽다. 따라서, 하나의 변수가 상술한 경계를 가로질러 변화하는 경우에도, 안정적으로 플랜트의 이상을 검지할 수 있다.
(7) 몇몇의 실시형태에서는, 상기 (6)의 방법에 있어서, 상기 경계 선택 스텝에서는, 이웃하는 한 쌍의 상기 하나의 변수의 최빈값끼리의 차이가 규정치 미만일 때, 상기 한 쌍의 하나의 변수의 최빈값 중, 도수가 큰 한쪽을 상기 경계로서 선택하고, 도수가 작은 한쪽을 상기 경계로서 선택하지 않는다.
하나의 변수의 도수가 피크가 되는 그 하나의 변수의 값은, 계절 변화 등에 따라 약간 변동하는 일이 있고, 이 경우, 서로 근방에 위치하는 별개의 피크로서 도수 분포의 그래프에 나타난다. 이와 같은 복수의 피크의 하나의 변수에 대응하는 데이터를 별개의 단위 공간에 포함시키면, 마할라노비스 거리에 기초하는 이상 검지를 안정적으로 행하는 것이 어려워지는 경우가 있다. 이 점에 있어서, 상기 (7)의 방법에 따르면, 복수의 제 1 범위대의 각각에 있어서의 하나의 변수의 최빈값 중, 이웃하는 한 쌍의 최빈값끼리의 차이가 규정치 미만일 때(즉, 상술한 피크끼리가 가까울 때), 이들 한 쌍의 최빈값 중, 도수가 큰 한쪽만을 복수의 제 2 범위대끼리의 경계로서 선택한다. 따라서, 이들 2개의 최빈값에 대응하는 데이터를 동일한 단위 공간에 포함시킬 수 있기 때문에, 플랜트의 이상 검지를 안정적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
(8) 몇몇의 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (7)의 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 플랜트는 가스 터빈(10) 또는 증기 터빈(20)을 포함하고, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 상기 하나의 변수는 상기 플랜트의 출력이고, 상기 플랜트의 상기 출력은 상기 가스 터빈 또는 상기 증기 터빈에 접속되는 발전기(18, 28)의 출력을 포함한다.
상기 (8)의 방법에 따르면, 가스 터빈 또는 증기 터빈에 접속되는 발전기의 출력의 도수 분포에 기초하여, 복수의 단위 공간에 각각 대응하는 복수의 범위대(제 1 출력대 및 제 2 출력대)가 결정된다. 이 때문에, 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 가스 터빈 또는 증기 터빈을 포함하는 플랜트에 대하여, 플랜트의 출력에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 이상 검지를 할 수 있다.
(9) 적어도 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 장치(40)는, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하는 상기 플랜트의 감시 장치이고, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하도록 구성된 구분부(44)와, 상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 단위 공간 작성부(46)를 구비한다.
상기 (9)의 구성에 따르면, 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여 그 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분함과 아울러, 그 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 복수의 단위 공간을 작성한다. 즉, 그 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 복수의 단위 공간에 각각 대응하는 복수의 범위대(제 1 범위대 및 제 2 범위대)가 결정된다. 따라서, 예컨대, 복수의 범위대에 있어서의 도수가 균등하게 되도록 복수의 범위대(제 1 범위대 또는 제 2 범위대)를 결정하는 것 등에 의해, 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 하나의 변수의 값에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
(10) 적어도 하나의 실시형태에 따른 플랜트 감시 프로그램은, 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하여 상기 플랜트를 감시하기 위한 프로그램이고, 컴퓨터로 하여금, 상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하는 수순과, 상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 수순을 실행하게 한다.
상기 (10)의 프로그램에 따르면, 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여 그 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분함과 아울러, 그 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 복수의 단위 공간을 작성한다. 즉, 그 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 복수의 단위 공간에 각각 대응하는 복수의 범위대(제 1 범위대 및 제 2 범위대)가 결정된다. 따라서, 예컨대, 복수의 범위대에 있어서의 도수가 균등하게 되도록 복수의 범위대(제 1 범위대 또는 제 2 범위대)를 결정하는 것 등에 의해, 복수의 단위 공간의 각각을 구성하는 복수의 변수의 데이터의 수를 충분하게 확보하기 쉬워진다. 따라서, 하나의 변수의 값에 관계없이, 마할라노비스 거리에 기초하여 정밀하게 플랜트의 이상 검지를 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시형태로 한정되는 일은 없고, 상술한 실시형태에 변형을 가한 형태나, 이들 형태를 적당하게 조합한 형태도 포함한다.
본 명세서에 있어서, "어느 방향으로", "어느 방향을 따라", "평행", "직교", "중심", "동심" 혹은 "동축" 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그와 같은 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능을 얻을 수 있을 정도의 각도나 거리를 갖고 상대적으로 변위한 상태도 나타내는 것으로 한다.
예컨대, "동일", "동일하다" 및 "균질" 등의 사물이 동일한 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동일한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능을 얻을 수 있을 정도의 차이가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과를 얻을 수 있는 범위에서, 요철부나 모따기 부분 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 하나의 구성 요소를 "구비한다", "포함한다", 또는, "갖는다"고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현이 아니다.
10: 가스 터빈
12: 압축기
14: 연소기
15: 로터
16: 터빈
18: 발전기
20: 증기 터빈
22: 보일러
23: 로터
24: 터빈
25: 고압 터빈
26: 중압 터빈
27: 저압 터빈
28: 발전기
29: 재열기
30: 계측부
32: 기억부
40: 플랜트 감시 장치
42: 데이터 취득부
44: 구분부
46: 단위 공간 작성부
48: 마할라노비스 거리 산출부
50: 이상 판정부
60: 표시부
A1~A7: 제 1 출력대
B1~B8: 제 2 출력대

Claims (10)

  1. 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하는 상기 플랜트의 감시 방법으로서,
    상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하는 구분 스텝과,
    상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 단위 공간 작성 스텝
    을 구비하는 플랜트 감시 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구분 스텝에서는, 상기 복수의 제 1 범위대 중 임의의 2개의 범위대에 있어서의 상기 하나의 변수의 도수의 비가 0.75 이상 1.25 이하가 되도록 상기 하나의 변수의 범위를 구분하는 플랜트 감시 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 구분 스텝에서는, 상기 복수의 제 1 범위대 중 적어도 2개의 범위대에 있어서의 상기 하나의 변수의 도수의 비가 1이 되도록 상기 하나의 변수의 범위를 구분하는 플랜트 감시 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제 2 범위대는, 상기 복수의 제 1 범위대에 각각 대응하는 플랜트 감시 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 범위대 중에서, 상기 복수의 제 2 범위대끼리의 경계가 되는 상기 하나의 변수의 값을 선택하는 경계 선택 스텝을 구비하는 플랜트 감시 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 경계 선택 스텝에서는, 상기 복수의 제 1 범위대의 각각에 있어서의 상기 하나의 변수의 최빈값 중 적어도 1개를, 상기 복수의 제 2 범위대끼리의 경계로서 선택하는 플랜트 감시 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 경계 선택 스텝에서는, 이웃하는 한 쌍의 상기 하나의 변수의 최빈값끼리의 차이가 규정치 미만일 때, 상기 한 쌍의 하나의 변수의 최빈값 중, 도수가 큰 한쪽을 상기 경계로서 선택하고, 도수가 작은 한쪽을 상기 경계로서 선택하지 않는 플랜트 감시 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜트는 가스 터빈 또는 증기 터빈을 포함하고,
    상기 플랜트의 상태를 나타내는 상기 하나의 변수는 상기 플랜트의 출력이고,
    상기 플랜트의 상기 출력은 상기 가스 터빈 또는 상기 증기 터빈에 접속되는 발전기의 출력을 포함하는
    플랜트 감시 방법.
  9. 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하는 상기 플랜트의 감시 장치로서,
    상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하도록 구성된 구분부와,
    상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 단위 공간 작성부
    를 구비하는 플랜트 감시 장치.
  10. 플랜트의 상태를 나타내는 복수의 변수의 데이터로부터 산출되는 마할라노비스 거리를 이용하여 상기 플랜트를 감시하기 위한 프로그램으로서,
    컴퓨터로 하여금,
    상기 플랜트의 상태를 나타내는 하나의 변수의 도수 분포에 기초하여, 상기 하나의 변수의 범위를 복수의 제 1 범위대로 구분하는 수순과,
    상기 복수의 제 1 범위대에 기초하여 결정되는 상기 하나의 변수의 복수의 제 2 범위대에 각각 대응하는 상기 복수의 변수의 데이터에 기초하여, 상기 마할라노비스 거리의 계산의 기초가 되는 복수의 단위 공간을 각각 작성하는 수순
    을 실행하게 하기 위한 플랜트 감시 프로그램.
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