一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统及方法与流程

本发明属于水电检测，特别涉及一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统及方法。

背景技术：

1、水电站监控系统是一套集成了多项功能的综合系统，其主要工作是监视和控制输水发电系统、水力机械设备及系统、电气设备及系统、泄洪闸门及水工建筑物等，且其具备自动处理事故的功能，一旦发生事故，系统可以自动切断故障设备，防止事故扩大，确保水电站的安全高效经济运行。

2、振摆在线监测系统可以实时采集和分析数据，提供有关设备健康状况的详细信息，通常用于对发电机组或其他旋转设备进行连续监测，以评估其振动和摆动的状态，从而预测可能的故障或问题。

3、然而目前，现有的水电站监控系统未包含振摆在线监测系统数据，无法充分利用这些信息进行设备状态评估、故障诊断和性能优化等方面的工作。且在现存的水电机组分布式状态监测与诊断平台建设的体系结构方案中，忽视了水电站测设备分布和现场已有的设备，采用重新构建新系统的方式，导致了设备资源的重复浪费。随着智慧水电厂建设的推广，新型智慧化水电厂对数据的依赖逐步增强，凸显了生产数据的重要性。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统及方法，期望改善现有水电站监控系统需要额外添加其他系统，且数据采集和分析不及时，不能实时监控设备健康状况，从而导致事故发生的问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，在现有水电站监控系统的基础上，融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，所述系统包括振摆在线监测数据传输模块、数据存储模块和数据展示模块；振摆在线监测数据传输模块与现有水电站监控系统连接，振摆在线监测数据传输模块用于监测振摆数据，并将数据传输给数据存储模块；数据存储模块分为实时数据模块和历史数据模块，数据先进入实时数据模块，待有新数据进入实时数据模块时，实时数据模块中的旧数据传输至历史数据模块中存储；数据展示模块调取数据存储模块中的数据生成趋势分析报告，用于实时向用户展示监控数据。

4、为了在现有水电站监控系统的基础架构上，不添加额外系统对水电站进行监控和数据处理，将振摆在线监测数据的水电站监控系统与现有系统进行融合，对水电站数据进行采集和分析，实时监控设备状况，预测事故的发生，提前进行预警和处理，避免事故发生。

5、进一步的，所述振摆在线监测数据传输模块与现有水电站监控系统统一编码格式，并通过振摆在线监测数据传输模块接入、处理、存储和访问数据；振摆在线监测数据传输模块将接收到的数据通过网络发送至数据存储模块；且振摆在线监测数据传输模块设有多个，多个振摆在线监测数据传输模块能够同时接收和发送数据。

6、进一步的，所述数据存储模块接收端与计算机监控系统数据接收模块连接，由计算机监控系统数据接收模块统一接收振摆在线监测数据传输模块传输的数据，数据存储模块输出端与pc机连接，由pc机输出数据可视化图像。

7、进一步的，所述数据展示模块包括pc机，pc机分别与数据存储模块的实时数据模块和历史数据模块连接，实时数据模块通过pc机生成实时数据变化图像，历史数据模块通过pc机生成历史数据趋势图像。

8、进一步的，所述数据存储模块通过数据对外接口与大数据分析与应用模块连接，由大数据分析与应用模块调用数据存储模块中的数据进行分析预测和告警。

9、进一步的，一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控方法，所述方法包括在电站安全区生产数据，并在信息区ⅲ存储数据；电站安全区负责采集、处理及运输数据，安全区包括防火墙、通讯数据采集工作站和汇聚环网交换机，所述正向隔离装置用于隔离信息区ⅲ和安全区，确保整个系统的安全；所述通讯数据采集工作站用于数据采集与数据解析上送；所述汇聚环网交换机分发各监控设备的数据；信息区ⅲ负责远程接收和诊断数据，信息区ⅲ包括多台服务器和数据中心设备；现场设备采集振摆数据，将数据传输到安全区的汇聚环网交换机中，由通讯数据采集工作站进行采集与数据解析上送，数据通过正向隔离装置传输至信息区ⅲ，由信息区ⅲ对数据进行实时数据展示、历史数据查询和展示、设备在线监测预警等。

10、进一步的，所述电站安全区包括安全区ⅰ和安全区ⅱ，安全区ⅱ负责水电站现场设备的振摆数据采集，安全区ⅱ包括检测设备和数据采集终端，检测设备用于实时采集设备运行状态，数据采集终端对采集到的振摆数据进行初步汇总和格式化；然后通过防火墙，将接收到的安全区ⅱ区数据上送至安全i区通讯采集工作站，对数据统一进行编码；水电站现场设备的运行状态通过检测设备的传感器进行采集，采集到的数据通过数据采集终端上传至安全区ⅱ的汇聚环网交换机中。

11、进一步的，所述安全区ⅰ通过防火墙接收到安全区ⅱ传输的数据后，将数据通过汇聚环网交换机汇集至通讯数据采集工作站中；通讯数据采集工作站对数据进行初步处理后，通过正向隔离装置将安全区ⅰ数据传输至信息区ⅲ。

12、进一步的，所述信息区ⅲ包括数据服务器集群、通信服务器、信息查询服务器、报表站和维护站；所述数据服务器集群集成了多种服务器，根据数据的类别对应不同的数据处理功能；所述通信服务器包括对内的内网通信和对外的外网通信，数据通过通信服务器与内部的或外部的设备进行通信；所述信息查询服务器则为用户提供数据查询服务，通过用户输入的参数对数据进行查询；所述报表站则提供数据报表，数据报表存储在服务器中供用户查询；所述维护站则为信息区ⅲ提供数据维护服务。

13、进一步的，数据传输流程具体为：将在线监测系统作为数据源，由在线监测系统产生检测数据；在线监测系统通过tcp协议或消息队列将数据传输至控制区采集服务器中，数据需要跨区进行传输，将数据经防火墙接入非控制区服务器；非控制区服务器将电站数据汇总，经正向隔离装置将数据传输至信息区ⅲ通信服务器；信息区ⅲ通信服务器将各类数据经专用信道传输至数据服务器集群中存储，并通过外部应用调用数据。

14、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

15、1、通过实时收集并处理发电机组的振动和摆度数据，并将振摆在线监测数据与其他传统监控数据(如电气参数、液压参数等)相融合，形成一个综合的数据处理和分析平台，为先进的数据处理算法和模型提供数据支持，使监控系统能够实时分析机组的运行状态，预测潜在的故障，并自动触发相应的警告或维护指令。提高了水电站机组运行的安全性、故障预测能力、运维效率以及数据分析的深度。

16、2、在现有计算机监控系统的基础上融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，而无需添加其他系统，既能简化系统结构，同时也能够实现水电厂智慧化。

技术特征：

1.一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，在现有水电站监控系统的基础上，融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，其特征在于，所述系统包括振摆在线监测数据传输模块、数据存储模块和数据展示模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，其特征在于，所述振摆在线监测数据传输模块与现有水电站监控系统统一编码格式，并通过振摆在线监测数据传输模块接入、处理、存储和访问数据；振摆在线监测数据传输模块将接收到的数据通过网络发送至数据存储模块；且振摆在线监测数据传输模块设有多个，多个振摆在线监测数据传输模块能够同时接收和发送数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，其特征在于，所述数据存储模块接收端与计算机监控系统数据接收模块连接，由计算机监控系统数据接收模块统一接收振摆在线监测数据传输模块传输的数据，数据存储模块输出端与pc机连接，由pc机输出数据可视化图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，其特征在于，所述数据展示模块包括pc机，pc机分别与数据存储模块的实时数据模块和历史数据模块连接，实时数据模块通过pc机生成实时数据变化图像，历史数据模块通过pc机生成历史数据趋势图像。

5.根据权利要求1所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，其特征在于，所述数据存储模块通过数据对外接口与大数据分析与应用模块连接，由大数据分析与应用模块调用数据存储模块中的数据进行分析预测和告警。

6.一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控方法，使用权利要求1-5任意一项所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统，其特征在于，所述方法包括在电站安全区生产数据，并在信息区ⅲ存储数据；

7.根据权利要求6所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控方法，其特征在于，所述电站安全区包括安全区ⅰ和安全区ⅱ，安全区ii负责水电站现场设备的振摆数据采集，安全区ⅱ包括检测设备和数据采集终端，检测设备用于实时采集设备运行状态，数据采集终端对采集到的振摆数据进行初步汇总和格式化；然后通过防火墙，将接收到的安全区ⅱ区数据上送至安全i区通讯采集工作站，对数据统一进行编码；

8.根据权利要求7所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控方法，其特征在于，所述安全区ⅰ通过防火墙接收到安全区ⅱ传输的数据后，将数据通过汇聚环网交换机汇集至通讯数据采集工作站中；通讯数据采集工作站对数据进行初步处理后，通过正向隔离装置将安全区ⅰ数据传输至信息区ⅲ。

9.根据权利要求6所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控方法，其特征在于，所述信息区ⅲ包括数据服务器集群、通信服务器、信息查询服务器、报表站和维护站；

10.根据权利要求6所述的一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控方法，其特征在于，数据传输流程具体为：

技术总结
本发明属于水电检测技术领域，公开了一种基于融合振摆在线监测数据的水电站监控系统及方法。结合现有监控系统，通过实时采集、处理和存储发电机组的振动与摆度数据，与电气、液压等传统监控数据融合，形成综合数据处理与分析平台。系统包括振摆在线监测数据传输模块、数据存储模块和数据展示模块，实现数据从采集、传输、存储到可视化的全流程管理，并支持趋势分析与故障预测。显著提升了机组运行状态的实时监控和潜在故障预测能力，通过自动触发警告或维护指令，提高了水电站运行的安全性和运维效率。同时，基于现有监控系统的融合设计，无需额外添加新系统，优化了系统结构，降低了实施成本，助力水电站向智能化方向发展。

技术研发人员：张桥峰,朱俐萍,常占锋,张其俊,胡蝶,胡宴箐,杨勤
受保护的技术使用者：三峡金沙江川云水电开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/13