一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统的制作方法

文档序号:37115091发布日期:2024-02-22 21:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:包括设备层、数据层、孪生层和服务层;设备层包括用于实时获取抽水蓄能机组的水力、机械和电气运行数据的传感器,传感器通过硬接线方式与真实水电控制设备互联构成闭环控制实现虚实交互功能;数据层主要由实时数据库、关系数据库、专家知识库和文件系统组成,数据层用于将设备层采集到的水力、机械、电气运行参数被分级分层分类存储;孪生层包括数字孪生模型的建模与应用,孪生层采用模型驱动与数据驱动双驱动模式,孪生层以数字孪生模型为核心的孪生机组具备与真实机组虚实交互的功能并具备模型参数的校正更新能力;服务层用于采用bim技术进行抽水蓄能系统的三维建模与关键信息直观展示,服务层基于数字孪生模型的过渡过程预测与实测运行数据进行一维的时域参数展示,并针对调试运行、在线监测、实时仿真、反演预测、故障预警和事故分析六个功能分别开展前端界面设计并可视化。

2.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:设备层还包括数据采集仪、数据交换机、指令台、智能系统终端和数据服务器;数据采集仪包括机组数据采集仪、电气系统数据采集仪和水道数据采集仪;智能系统终端通过数据交换机与机组数据采集仪、电气系统数据采集仪和水道数据采集仪电连接;智能系统终端通过指令台与指令台远程端电连接;智能系统终端与采集仪远程端电连接;智能系统终端与数据服务器电连接;数据服务器与监控系统电连接;监控系统分别与指令台和监控远程端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:传感器包括水击压力传感器、压力脉动传感器、差压传感器、电磁流量计、主接力器行程传感器、球阀接力器行程传感器、水轮机轴力矩传感器、机组转速传感器、机组振动传感器、主轴摆度传感器、球阀振动传感器和压力钢管振动传感器。

4.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:指令台具备调试运行工况指令和正常运行工况指令两类功能,指令台与监控系统是双向通信。

5.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:监控系统触发指令台向数据采集仪发出采集指令,对每一次的过渡过程形成独立数据包,以供过渡过程实测反演分析和预警;监控系统在下达操作相关控制设备指令的同时,触发指令台向数据采集系统发出采集指令。

6.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:数据采集系统停止采集的指令由指令台根据过渡过程工况性质在下达启动指令的同时下达停止采集指令,或者由数据采集仪自动判别各种物理量波动情况,设定相应的带宽,自动停止采集。

7.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:数据服务器由数据接收服务器、数据处理服务器及web服务器构成,数据接收服务器用于接收采集系统数据,数据处理服务器用于存储并处理数据,web服务器用于运行网上信息发布服务;数据服务器用于与指令台连接向各台数据采集仪下达指令的功能,汇总采集数据形成工况数据包的功能,数据服务器具备前处理功能、数据显示功能和数据处理功能,同时将工况数据包存储在数据服务器内。

8.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:孪生层包括处理与挖掘模块,处理与挖掘模块用于进行数据清洗、数据分析和数据挖掘。

9.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:孪生层包括数字孪生模块,数字孪生模块用于进行抽水蓄能机组数字孪生模型构建和数字孪生功能开发。

10.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,其特征在于:服务层包括健康评估模块、故障预警模块和前端可视化模块;健康评估模块基于实时运行数据,采用模糊层次分析法对机组状态进行健康评估;并基于过渡过程预测数据,对机组潜在的事故工况过程进行评估,分析过渡过程优劣,在调试和检修时,对虚实交互过渡过程数据进行评估,用于不同控制策略进行优化比选;故障预警模块采用故障树理论或专家语义网络,建立一套有针对性的故障诊断知识库,根据运行数据定位故障类型和原因,故障预警模块用于在极端工况下,当系统的过渡过程预测中调节保证值超标后,发生预警;在正常运行工况下,当健康评价值低于控制值,则发出预警信号;前端可视化模块基于bim的三维可视化技术,直观呈现电站系统各设备,标注各传感器测点位置,并实时显示运行数据。


技术总结
一种抽水蓄能机组过渡过程智能监测、反演和预测系统,包括设备层、数据层、孪生层和服务层;设备层包括用于实时获取抽水蓄能机组的水力、机械和电气运行数据的传感器;数据层主要由实时数据库、关系数据库、专家知识库和文件系统组成,数据层用于将设备层采集到的水力、机械、电气运行参数被分级分层分类存储;孪生层包括数字孪生模型的建模与应用;服务层用于采用BIM技术进行抽水蓄能系统的三维建模与关键信息直观展示,服务层基于数字孪生模型的过渡过程预测与实测运行数据进行一维的时域参数展示,并针对调试运行、在线监测、实时仿真、反演预测、故障预警和事故分析六个功能分别开展前端界面设计并可视化。

技术研发人员:刘原峰,赵志高,曹勇,杨建东,王国辉,彭强,张光辉,刘程鹏,郭冬云,游志纯,杨磊,杨武,谢君,陈润发,蒙日辉,王仕林,王家伟,邵金炎,黄鑫,李梦琪
受保护的技术使用者:湖北能源集团罗田平坦原抽水蓄能有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/21
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