發電機故障診斷專家系統在上海外高橋發電廠的實現

2017-04-13 13:46:30 大云網　點擊量：評論 (0)

核心提示：　　難于實現，目前尚處于理論研究及論證階段。　　根據外橋發電廠現有的監測手段和技術條件，所開發的故障診斷專家系統以下簡稱本系統可對發電機及其氫油水系統可能發生的106種故障進行診斷，并針對故

核心提示：　　難于實現，目前尚處于理論研究及論證階段。　　根據外橋發電廠現有的監測手段和技術條件，所開發的故障診斷專家系統以下簡稱本系統可對發電機及其氫油水系統可能發生的106種故障進行診斷，并針對故障的診斷方

　　難于實現，目前尚處于理論研究及論證階段。

　　根據外橋發電廠現有的監測手段和技術條件，所開發的故障診斷專家系統以下簡稱本系統可對發電機及其氫油水系統可能發生的106種故障進行診斷，并針對故障的診斷方法發展趨勢處理方法及預防措施給出相關的專家建議。專家系統診斷的依據是包括在線實時在線非實時和離線數據在內的共273個監測量，采用正反向混合推理的推理機制，以產生式知識規則為主的知識方法知識庫共包含165.5萬余條規則，集在線實時在線非實時和離線數據的采集與分析狀態監測故障診斷故障處理于體的多任務多客戶端多信息處理的故障診斷專家系統。

　　發電機故障診斷的主要目的是根據對發電機的各種監測數據和其它試驗檢查等診斷信息，來識別發電機的狀態，早期發現故障并及時采取有效措施，做到防患于未然，在保證發電機可靠運行的基礎上實現合理檢修。

　　本系統的物理模型是在對我國近2，3來100，賈及以上容量發電機事故統計分析及預防對策及發電機制造質量的監造工作。

　　分析研究的基礎上，參照國內外相關資料，運用發電機運行檢修試驗設計結構和制造工藝等諸多學科領域知識，參照國家標準行業標準及發電機有關規程的規定，對故障機理發生原因發展規律故障先兆故障后果及預防對策進行了深入分析研，同時考慮了多因素多類型故障的耦合，故障間的主從聯系及可能并發的基礎上制定的，實現了包括發電機本體及氫油水系統9大部分可能發生的6種故障的診斷。在實現的過程中針對發電機故障的特點和診斷過程中的難點，采取了如下有效措施，使物理模型的內容得以全部實現。

　　1.1綜合分析多種故障先兆生產實踐明，發電機故障具有漸進性的特點。

　　上，在個突發事故的背后早有故障存在，甚至有個比較長的發展過程。因此，發電機故障的早期診斷必須綜合在線實時監測的故障先兆，在線非實時監測離線試驗檢查等診斷信息所獲得的故障先兆進行分析。在本系統的推理機制中，除在線實時先兆和在線非實時先兆作為原發性先兆的推理過程外，同時還考慮了由離線先兆做為原發性先兆而這些先兆往往都是故障的早早期先兆的診斷方法。

　　1.2在線和離線2種診斷方式相結合由于發電機的結構比較復雜，同時受到現有監測手段的限制，對某些故障，僅依靠在線實時和在線非實時先兆，只能得出階段性診斷結果，只有結合停機后通過試驗檢查所得到的離線先兆，才能得出診斷的最終結論。也可以說，發電機故障在某些情況下具有定的隱蔽性。據此，本系統采用了在線和離線2種診斷方式相互繼承相互啟發的方法實現對故障的綜合診斷。方面根據在線先兆包括在線實時和在線非實時先兆得出當前發電機狀態的階段性診斷意，并給出關于加強監視和防止故障進步發展的運行措施的專家建議；同時還給出進步確診故障的試驗檢查方案，并根據由此得出的先兆做出最終的診斷結果，反之亦然。

　　1.3采用多入口多維的網狀結構，實現推理過程在實際生產中，發電機故障的發生和發展過程具有不確定性，對同種故障，首先出現的原發性先兆可能不同，過程性先兆出現的次序也各不相同。此外，故障與先兆之間不是對應的簡單關系，個先兆或先兆組合，可能預著多個故障存在的可能，個故障的存在，又可能出現多個先兆或多個先兆組合，這是發電機故障所具有的復雜性。這2個特性，都給專家系統的推理診斷帶來很大困難，而且很容易造成漏判或錯判。針對這問，本系統在故障推理分析和判斷上，采用多入口多維的網狀結構，實現推理過程中自適應解網功能，使本系統具有人類專家面對不同情況時，解決實際問的思維能力。

　　1.4提出多級故障與故障類先兆的概念，解決故障某些發電機故障與故障間具有誘發性和依從性。對這些故障發生發展規律的物理描述，只依賴于先兆先兆組合或故障與先兆先兆組合間的關系是不夠的，還必須研宄故障間的關系。為解決這問其融入推理與診斷過程，使這個難得到了解決。

　　1.5解決了故障的并發性問發電機有時會出現2種及以上故障同時并發的情況，即發電機故障具有并發性，很容易導致漏判。

　　為此本系統利用知識規則算法或通過專家建議來實現對并發性故障的正確診斷。

　　1.6提出事故類先兆的概念，解決外界原因導致發發電機運行中有時會由外界原因導致事故，如發電機外部兩相短路相短路或由開關故障引發并引發出其它故障。為此，本系統提出事故類先兆的概念，并將其作為原發性先兆觸發推理機運行，以便及早發現隱患避免被誘發故障的發生，并對事故后發電機的狀態做出診斷并提出處理和預防措施。

　　1.7結合實際，科學地確定故障先兆的門檻值先兆是專家系統的診斷依據，因此先兆門檻值統中先兆的門檻值是根據國家標準行業標準制造廠家關于產品的各種規定及其它有關規程及國內近年來相關經驗總結等經過認真考慮最終確定的，符合現場實際需要。

　　2.1發電機故障診斷專家系統軟件功能可對水氫氫冷卻方式的發電機及其氫油水系統可能發生的106種故障進行診斷，并針對故障的診斷方法發展趨勢處理方法及預防措施給出相關的專家建議。面對發電機故障診斷這難度較大的實際應用領域，通過海量165萬余條的推理規則，把有關發電機運行試驗檢修設計結構及制造工藝諸學科的領域知識，尤其是領域專家在以上各方面幾十年的實踐經驗和理論功底及國內外的先進經驗應用到實際問的求解中。

　　實現多數據源在線離線綜合診斷功能。

　　根據外高橋發電廠實際情況，本系統利用的數據源有在線實時數據在線非實時數據離線數據。本系統可在線實時采集和處理數據，獲得先兆；通過人機會話獲取沒有進入數據采集系統0人3的在線非實時數據，通過人工監測及判斷，獲得先兆；也可通過試驗數據和檢查結果等離線數據獲得先兆。通過多種數據源和在線診斷離線診斷相互繼承相互啟發診斷的目的……3故障分類處理功能。為使用戶在處理故障時能分清輕重緩急，本系統對故障進行了分類分級。

　　根據有關規定和運行經驗將發電機故障按嚴重程度分為4級，必須立即停機進行處理的為第1級應立即降低負荷的為第2級應向領導匯報降低負荷的為第3級般故障為第4級。當發生123級故障時，分別按照故障級別的低發出不同的報警聲和畫面像的閃動，提醒用戶注意。如果有2個或以上趨勢功能。為幫助用戶隨時監視發電機狀態和分析故障發展趨勢，本系統提供發電機定子繞組溫度發電機線棒定子冷水出口溫度發電機引出線套管溫度發電機定子冷水匯水管進出口溫度氫氣壓力氫氣純度故障線棒溫度及對應的線棒冷卻水出口溫度故障套管溫度等9種需要觀察其變化趨勢的監測量的趨勢。同時還提供了故障線棒位置顯和故障線棒位置故障套管位置的提條，使用戶目了然看出故障所在位置。

　　預警功能。本系統是！多客戶端的專家系統，為避免用戶在沒有登錄到本系統時漏掉有關發電機故障的信息，當專家系統監測到發電機發生故障時，預警系統向所有客戶端發出聲音報警，提用戶登錄故障診斷專家系統，進行查看和處理。

　　故障追記功能。本系統具有按時間操作人員故障分類的故障追記功能，可詳細記錄推理診斷及用戶處理故障的全過程，并對追記的結果提供具有賈風格的報打印功能，以方便用戶定期總結故障診斷處理的方法，學習成功經驗汲取故障處理中失敗的教訓……7查詢功能。本系統對過程數據歷史數據進行了詳細的分類處理，提供7種分類查詢的功能，并對用戶的查詢結果提供了具有雙如5風格的報推理回溯功能。為避免用戶因時疏忽，在回答人機會話時出現錯誤而導致錯誤的診斷結果，本系統的推理機具有回溯功能，為用戶提供次修改錯誤的機會。

　　對傳感器工作狀態的識別功能。其中，種是專家系統自動識別功能，可通過對傳感器數據的檢查判斷，自動識別傳感器是否工作正常；另種是專家系統提用戶確定工況正確與否，檢查相關計，如經檢查確屬傳感器故障，用戶可將此信息提交給專家系統。當專家系統識別出并確認某傳感器工作狀態不正常時，該監測量將被屏蔽，不再介入診斷推理過程，直至恢復正常狀態時為止。

　　解釋功能。在診斷推理過程中，窗體的診斷意欄中除顯當前所發生的先兆和診斷結果之外，還對如何獲得這診斷結果的知識進行了解釋。此外，在專家建議欄中還對目前發電機的狀態如何進步進行診斷在尚未得出最終診斷結果時運行中應采取的措施對故障的處理方法已得出最終診斷結果時預防措施等都做出了詳細解釋。

　　在線幫助功能。本系統具有詳細的具有3，風格的在線幫助功能。

　　2.2系統網絡結構設計外高橋發電廠目前已建有信息管理系統觸15及數據采集系統0人3，本系統直接利用電廠現有絡結構進行診斷。系統的前處理及推理機運行在數據庫服務器上，后處理即客戶端程序運行在電廠，15中的各個工作站終端上。

　　2.3系統功能模塊本系統采用分層的層次結構，其總體結構2，從總體上講，大的模塊劃分為前處理推理機后處理和管理模塊。各個模塊之間的接口采用數據界面的形式。

　　每個專家系統都面臨著知識更新問。因此，在程序設計上必須考慮為知識的補充更新提供方便。

　　發電機的運行工況比較復雜，對故障的發生原因發展規律及處理方法的正確認識直是個從理論實踐再從實踐理論的長期積累和不斷更新的過程，尤其在目前，隨著高科技發展，發電機的容量迅速增大，設計材料制造工藝日益改進，監測手段逐漸改善的情況下，故障診斷方法也應隨之不斷更新。

　　數據界面數裾界你性能穩定，并在運行中發現了些平時不易發現的早早期故障，且及時得到了處理，受到電廠各級有關人員好評。

　　本發電機故障診斷專家系統是個應用于實際生產的軟件工程，以發電廠需求為依據，設計軟件功能，結合發電廠現有的技術監測條件，在不增加任何硬件設施的前提條件下實現了對發電機可能發生的106種故障的診斷功能，內容全面且具有較大的實用價值。

　　資用系統Mi前處邱先兆，機為此，本系統設置了故障追記和查詢功能，為積累實際經驗提供第手資料，專家系統知識庫的編輯器和自適應解網功能為知識規則和推理機的擴充創建了方便條件。

　　本系統于2000年12月在外高橋發電廠2號發電機上投入試運行。運行時，服務器程序運行在連接到電廠肘13網的數據庫服務器上，直接從肘15中采集在線實時監測數據，客戶端安裝在主控室1個，發電部數個，檢修部數個，電廠各級管理人員數個。運行結果明，發電機故障診斷系統的運行情況良好，由中國電機工程學會電力系統專委會和福建省電力局聯合舉辦的電力系統專委會2001年學術年會于9月2528日在廈門舉疔。80余名專家學者參加了技術交流，并對福建省電力系統發展進行了技術咨詢，會議宣讀論文40余篇。

　　此次會議得到了電力疔業許多老領導老專家的支持；會員單位活動積極，討論熱烈；除純學術交流外，還針對福建電網發展的具體問進行咨詢，提出了許多很有價值的具體意，走出了學會發展與實際相結合的創新之路。

　　會議總結強調1根據我國電力工業發展，電網依然應該保持定的發展速度，電網規模和姜建國，史家燕。電機的狀態監測肘。北京水利電力出版社，劉亞雄。發電機運行狀態評估專家系統研究北京中國電力科學研究院，1997.

　　程道來，吳茜，呂庭彥，等。國內電站故障診斷系統的現狀及發展方向了1動力工程，1999，1.

　　周克毅，邵愛菊，葛聰。國外電站性能監測與診斷概況1.

　　黃樹紅。火電廠設備狀態檢修狀態檢修體制及發展狀況1.

　　責任編輯李博技術水平應保持高速發展，電力市場發展和推進電網互聯應以提高經濟效益為基礎。2為了搞好全國電網互聯，應重視電力系統中長期規劃，規劃要有超前意識，從整個大系統的全局出發，作靈敏度分析，認清合理的電網結構是電力系統安全穩定的基礎。3選擇我國電力市場發展規模和模基礎上堅持統規劃統調度的原則。4對于某些聯網系統出現的問應在充分分析的基礎上研宄其發生機理，加以改善。5目前的聯網分析仿真手段還存在些問如負荷模型等應努力加以改進。

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