[发明专利]一种基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统

说明书

（一）技术领域

本发明属于电力系统数据处理领域，特别涉及一种基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统。

（二）背景技术

发电厂性能监控是利用电厂实时测量数据对电厂整体及其发电设备生产能力和效率进行持续、定期、有规律地重复计算和评估的过程。性能监控的目的是连续地评估电厂及其设备性能退化情况，为电厂操作人员提供故障定位、性能改进以及有关调度维护、作业优化等经济决策提供数据支持。定期、实时的性能计算是电厂监控的主要任务，计算的具体内容依赖于可用的实时测量数据、电厂类型以及监控指标的需求。电厂性能监控平台数据来源主要有发电设备配置的各种类型传感器实时在线测量数据（通过 PI 系统获取）、各发电设备的特性试验、特性曲线和数学模型计算数据。

由于电厂的测量仪表经常工作在高温、振动、腐蚀等恶劣环境下, 容易发生故障, 导致数据采集系统采集到错误的数据；此外, 测量数据还可能受到干扰、漂移和测量环境的影响而产生随机误差, 而这种偏差往往很难被直观地检测出来。此外，测量数据中存在的各类误差还往往会破坏其数学模型中的平衡关系。因此, 采集到的实时数据在系统使用之前进行数据预处理是非常必要的。工业过程中的数据预处理又称为数据协调，其目的就是利用各类冗余信息对测量数中的误差进行校正, 使其满足于约束平衡方程。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种建立、使用方便的基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统，包括诊断机组：其特殊之处在于：该系统还包括：

AF平台：基于所述诊断机组各关键部件热力学特性的机理性数学模型，访问和整合数据以主执行分析功能，该模型是进行系统运行状态监测和故障诊断的重要先决条件，而各部件的机理数学模型组成机组的系统模型；

数据协调技术：该数据协调技术与电站系统模型的结合，为机组机理模型提供更为精确可靠的数据输入，使得模型计算结果以及基于该结果的运行状态监测和故障诊断更为精准；

海量数据处理技术：机组海量实时运行数据为保障，运行数据协调技术对机组实时运行数据进行处理，通过缩小测量数据的置信区间，以降低其测量误差、提高精度，使用协调后的高精度数据计算得到机组的在线运行状态，并在此基础上实现故障诊断、机组优化运行指导功能。

本发明的基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统， AF平台通过PI 系统管理和RtReports来配置、检索和报告与各种元素和模板相关的信息，其包括一个元数据仓库、若干模板及高级分析模块，高级分析模块提供了用于支持批量计算和数据协调功能的模板库、数据引用和报告模板。

本发明的基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统，数据协调技术划分为数据协调、设备特性、性能监控、性能诊断优化建议四个模块，其中：

数据协调模块，采用一定的手段尽可能的减少有误差的数据的误差，使数据尽可能的“真实”；

设备特性模块：指表征设备主要特性的一组参数，根据该组参数判断设备的运行状况，一方面建立相关的设备特性计算模型，根据数据预处理及数据协调后的数据，计算设备的部件特性，另一方面分析影响设备特性的相关参数，通过历史寻优的手段，找出该设备较理想的运行方式，并得出设备特性的优化曲线，供性能监控模块机诊断模块调用；

性能监控模块：分为两个层面，一是设备性能实时计算；二是设备性能诊断计算；

性能诊断优化建议模块：主要实现的是报警功能，将影响异常项的因素根据影响效应的不同逐级展开，展示的数据信息包括性能参数实时值、基准值，异常原因，异常处理建议。

一种根据所述的基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统运行方法，包括以下步骤：

（1）收集诊断机组设计数据及历史运行数据；

（2）在AF平台上建立该机组关键部件的机理性数学模型，采用历史数据进行修正；

（3）应用数据协调技术，确定用于数据协调计算的测点范围；

（4）安装上述系统至诊断机组现场，采集机组实时运行数据至该系统，进行实时计算，通过缩小测量数据的置信区间，以降低其测量误差、提高精度，使用协调后的高精度数据计算得到机组的在线运行状态，并在此基础上实现故障诊断、机组优化运行指导功能；

（4）最后综合评估该系统对机组节能率的贡献度。