专利名称：用于基于状态的发电厂传感器校准的系统和方法
技术领域：
本发明的实施例一般性地涉及发电厂，更具体地，涉及用于基于状态的发电厂传感器校准的系统和方法。
背景技术：
传感器校准是发电厂中的例行活动，以确保发电厂的可靠控制和操作。传统的校准计划是由其它维修计划固定或确定的。无论传感器实际上是否需要校准，传感器都根据计划进行检查和校正。在另一方面，需要进行校准的传感器直到下一次的计划之前都未进行检查和校准。
发明内容
上述需要和/或问题中的一些或全部可以由本发明的某些实施例解决。公开的实施例可包括用于基于状态的发电厂传感器校准的系统和方法。根据本发明的一个实施例，公开了一种用于基于状态的发电厂传感器校准的方法。该方法能够包括从一个或多个发电厂传感器接收数据；调和在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差；至少部分基于在数据内检测的误差校准一个或多个发电厂传感器；至少部分基于来自一个或多个发电厂传感器的调和的数据生成至少一个性能模型；在至少一个性能模型中检测异常；以及调整该至少一个性能模型以考虑异常。根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于基于状态的发电厂传感器校准的系统。该系统能够包括计算机处理器。该系统还能够包括与计算机处理器通信且可操作以存储计算机可执行指令的存储器，计算机可执行指令可操作以从一个或多个发电厂传感器接收数据；调和在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差；至少部分基于在数据内检测的误差校准一个或多个发电厂传感器；至少部分基于来自一个或多个发电厂传感器的调和的数据生成至少一个性能模型；在至少一个性能模型中检测异常；以及调整该至少一个性能模型以考虑异常。此外，根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于基于状态的发电厂传感器校准的系统。该系统能够包括一个或多个发电厂传感器。该系统还能够包括计算机处理器。此外，该系统能够包括与计算机处理器通信并且可操作以存储发电厂数据和计算机可执行指令的存储器，计算机可执行指令可操作以从一个或多个发电厂传感器接收数据；调和在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差；至少部分基于在数据内检测的误差校准一个或多个发电厂传感器；至少部分基于来自一个或多个发电厂传感器的调和的数据生成至少一个性能模型；在至少一个性能模型中检测异常；以及调整该至少一个性能模型以考虑异常。对本领域的技术人员而言，通过下面的详细描述、附图和所附权利要求，本发明的其它实施例、方面和特征将变得显而易见。
现在将参考附图，附图不一定是按比例绘制的，其中
图1是示出了根据本发明的一个实施例的、用于实现基于状态的发电厂传感器校准的示例性数据流的细节的示意 图2是示出了根据本发明的一个实施例的示例性系统的细节的示意图，其包括用于执行基于状态的发电厂传感器校准的计算机环境的方框 图3是示出了根据本发明的一个实施例的、用于确定校准时间间隔的随时间变化的传感器性能的 图4是示出了根据本发明的一个实施例的、用于执行基于状态的发电厂传感器校准的示例性方法的细节的流程图。
具体实施例方式现在将参照附图在下面更加全面地描述本发明的示意性实施例，在附图中示出了本发明的一些但不是所有的实施例。本发明可以用多种不同的形式实现，并且不应解释为局限于在这里所阐述的实施例；相反，提供这些实施例，以使得本公开将满足适用的法律要求。在通篇中，相同的数字是指相同的部件。除其它外，本发明的示例性实施例专注于基于状态的发电厂传感器校准的系统和方法。本发明的某些示例性实施例可专注于从一个或多个发电厂传感器接收数据；调和在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差；至少部分基于在数据内检测的误差校准一个或多个发电厂传感器；至少部分基于来自一个或多个发电厂传感器的调和的数据生成至少一个性能模型；在至少一个性能模型中检测异常；以及调整所述至少一个性能模型以考虑所述异常。在一个实施例中，调和在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差能够是至少部分基于访问用于一个或多个发电厂传感器的校准历史和趋势的至少一个数据库。在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差能够是至少部分基于传感器漂移。在一些实施例中，能够至少部分基于在数据内检测的误差确定用于一个或多个发电厂传感器的最优的校准时间间隔。在另一个实施例中，在所述至少一个性能模型中检测异常能够是至少部分基于访问已知性能模型或实际的发电厂的性能结果的至少一个数据库。在至少一个性能模型中的检测的异常能够是至少部分基于设备性能退化。本发明的某些实施例能够提供一种技术方案来校准发电厂传感器，更具体地，以通过数据调和与性能模型异常检测来促进检测并区分设备性能退化和传感器漂移。传感器误差的调和与性能模型异常检测的综合使得在检测到异常时能识别是真正的性能退化还是传感器的问题。此外，本发明的某些实施例能够通过只校准那些需要校准的传感器来降低传感器校准频率。图1是示出了用于实现基于状态的发电厂传感器校准的示例性数据流100的细节的示意图。在数据流100中，一个或多个发电厂传感器102监视发电厂的各种组件。在一个实施例中，一个或多个发电厂传感器102可以传送关于发电厂的各种部件的数据给发电厂控制系统104和发电厂历史记录器(historian) 106。
在某些实施例中，可以分析从一个或多个发电厂传感器102接收的数据以得到误差。能够至少部分基于访问一个或多个发电厂传感器102的校准历史和趋势的至少一个数据库116来调和108在来自一个或多个发电厂传感器102的数据中检测的误差，即，来自一个或多个发电厂传感器102的接收的数据可以与存储在数据库116中的一个或多个发电厂传感器102的校准历史和趋势相比较以检测误差。在某些实施例中，在来自一个或多个发电厂传感器102的数据内检测的误差能够是至少部分基于传感器漂移。如前面所述，在数据流100的某些实施例中，能够调和108在来自一个或多个发电厂传感器102的数据内检测的误差，意为例如，如果一个或多个发电厂传感器102在提供关于发电厂的组件的冲突的数据，则在计算例如性能模型时，至少部分地基于存储在数据库116中的一个或多个发电厂传感器102的校准历史和趋势，已知是更可靠的一个或多个发电厂传感器102能够被赋予更大的权重。在某些实施例中，至少一个性能模型110能够至少部分基于来自一个或多个发电厂传感器102的调和的数据108生成。如上面所讨论的，能够调和在来自一个或多个发电厂传感器102接收的数据中检测的随机误差。调和的数据108提供一致的输入数据，用于产生至少一个性能模型110。至少一个性能模型110被用来作为一个整体对发电厂性能进行建模或对发电厂的单个组件的性能进行建模。在某些实施例中，对至少一个性能模型110分析异常112。例如，检测在至少一个性能模型110内的异常112能够是至少部分基于访问已知的性能模型或实际发电厂的性能结果的至少一个数据库116。然后，可将至少一个性能模型110与存储在数据库116中的已知的性能模型或实际发发电厂的性能结果相比较，以检测异常112。在至少一个性能模型110内检测的异常112能够是至少部分基于装置的性能退化。在某些实施例中，至少部分基于在数据中检测和调和108的误差来校准118 —个或多个发电厂传感器。例如，当如上所讨论的那样在来自一个或多个发电厂传感器102接收的数据中检测到误差时，可生成校准请求114。然后可以提供通知120以校准118—个或多个发电厂传感器102，以考虑传感器漂移。与此相类似，如上面所讨论的那样在至少一个性能模型110中检测到异常时，可产生调整请求114。然后，可提供通知120以调整至少一个性能模型UO以考虑发电厂设备退化。此外，在某些实施例中，在至少一个性能模型110中检测到异常时，也可生成传感器校准请求14，以确保该异常是真正的性能退化的结果而不是传感器的问题。图2提供了根据本发明的一个实施例的、包括一个计算装置200的系统的示例性的概览。计算装置200可以配置为能够执行所公开的特征的任何适当的计算装置以及伴随的方法，诸如但不限于参照图2所描述的那些。以示例而非限制的方式，合适的计算装置可包括能够存储和执行所公开的特征的全部或部分的个人计算机(PC)、服务器、服务器群、数据中心或任何其它的装置。在一个示例性的配置中，计算装置200包括至少一个存储器202和一个或多个处理单元(或处理器(一个或多个))204。处理器204可以适当地由硬件、软件、固件或它们的组合实现。处理器(一个或多个)204的软件或固件实现可以包括以任何适当的编程语言编写的计算机可执行的或机器可执行的指令来执行描述的各种功能。存储器202可存储可加载到处理器(一个或多个)204并可在处理器204上执行的程序指令，以及在这些程序的执行过程中生成的数据。根据计算装置200的配置和类型，存储器202可以是易失性的(如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性的(如只读存储器(ROM)、闪速存储器等)。计算装置或服务器也可包括附加的可移动存储206和/或不可移动存储208，包括但不限于磁存储、光盘和/或磁带存储。磁盘驱动器及其关联的计算机可读介质可提供计算机可读指令、数据结构、程序�？楹陀糜诩扑阕爸玫钠渌莸姆且资源娲�。在一些实现中，存储器202可以包括多种不同类型的存储器，诸如静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)或ROM。存储器202、可移动存储206和不可移动存储208都是计算机可读存储介质的示例。例如，计算机可读存储介质可以包括易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质，该介质以任何方法或技术实现用来存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据之类的信息。存储器202、可移动存储206和不可移动存储208都是计算机存储介质的示例。可存在的附加类型的计算机存储介质包括但不限于可编程随机存取存储器(PRAM)、SRAM、DRAM、RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或其它存储器技术，光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其它光存储，磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置，或能够用来存储所需的信息并且能够由服务器或其它计算装置访问的任何其它介质。以上的任何组合也应包括在计算机可读介质的范围之内。备选地，计算机可读通信介质可以包括计算机可读指令、程序模块或在诸如载波或其它传输之类的数据信号内传送的其它数据。计算装置200也可以包含允许计算装置200在网络230上与存储的数据库、另一计算装置或服务器、用户终端和/或其它装置进行通信的通信连接(一个或多个)210。计算装置200还可以包括诸如键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置等的输入装置(一个或多个)212，以及诸如显示器、扬声器、打印机等的输出装置214。转向更详细的存储器202的内容，存储器202可包括操作系统216和用于实施本文所公开的特征的一个或多个应用程序或服务(包括传感器�？�218)。传感器�？�218可以被配置为从一个或多个发电厂传感器234接收数据。另外，传感器�？�218可以将从一个或多个发电厂传感器234接收的数据存储在存储器202中。由传感器�？�218接收的数据的示例能够包括发电厂232的各种组件的测量。例如，传感器�？�218能够从监测发电厂232的涡轮机、泵、热交换器和/或其它组件的一个或多个发电厂传感器234接收数据。例如，在一些实施例中，所收集的数据或以其它方式从一个或多个发电厂传感器234接收的数据可以包括但不限于一个或多个发电厂232的各种流体和金属的温度；在发电厂232的系统和子系统内包含的各种流体与设备的压力；和/或在发电厂232的系统和子系统内的各种流体的流速。存储器202可进一步包括调和�？�220。调和�？�220可以配置为调和在来自一个或多个发电厂传感器234的数据内检测的误差。此外，调和�？�220可以将调和的数据存储在存储器202中。调和�？�220通过在生成下面讨论的性能模型之前使随机误差最小化来促进数据的一致性。例如，调和在来自一个或多个发电厂传感器234的数据内检测的误差能够是至少部分基于访问用于一个或多个发电厂传感器234的校准历史和趋势的至少一个数据库236。然后，可将从一个或多个发电厂传感器234接收的数据与一个或多个发电厂传感器234的校准历史和趋势相比较，以检测误差。然后，调和�？�220可以忽视从一个或多个发电厂传感器234接收的、指示误差的数据，或给予其较小的权重。在来自一个或多个发电厂传感器234的数据内检测的误差能够是至少部分基于传感器漂移。存储器202还可以包括校准�？�226。校准�？�226可以配置为至少部分基于在调和�？�220中的数据内检测的误差来校准一个或多个发电厂传感器234。如下面所讨论的那样，校准�？�226还可以被配置为在性能模型异常�？�224中检测到异常时校准一个或多个发电厂传感器234，以确保该异常是真正的性能退化的结果而不是传感器的问题。校准�？�226可进一步配置为远程校准一个或多个发电厂传感器234，或为要手工校准的一个或多个传感器234发出警报或工作指令。在一些实施例中，例如，校准模块也可配置为至少部分基于在调和模块220中的数据之内检测的误差为一个或多个发电厂传感器234确定最优的维护或校准时间间隔。存储器202还可以包括性能模型模块222。性能模型�？�222可配置为至少部分基于来自调和�？�220中的一个或多个发电厂传感器234的调和数据生成至少一个性能模型。如上面所讨论的，调和�？�220使来自从一个或多个发电厂传感器234接收的数据的随机误差最小化。调和�？�220提供了一致的输入数据以生成至少一个性能模型。该至少一个性能模型被用来将发电厂性能作为一个整体进行建模，或对发电厂的单个组件的性能进行建模。存储器202还可以包括异常�？�224。异常�？�224可以被配置为检测在至少一个性能模型之内的异常。此外，异常�？�224可以在存储器202中存储所检测的异常。例如，在至少一个性能模型内检测异常能够是至少部分基于访问已知的性能模型或实际的发电厂的性能结果的至少一个数据库236。然后，可将至少一个性能模型与已知的性能模型或实际的发电厂的性能结果相比较，以检测异常。在至少一个性能模型内检测的异常能够是至少部分基于装置的性能退化。利用这些信息，可以为退化的或发生故障的发电厂设备确定最优的维护或校准时间间隔。存储器202还可以包括调整�？�228。调整�？�228可以配置为用于调整至少一个性能模型以考虑异常。在一些实施例中，在至少一个性能模型中的异常能够是至少部分基于发电厂设备退化。因此，能够调整或调节至少一个性能模型以考虑发电厂设备退化。存储器202还可以包括规则引擎模块238。规则引擎�？�238可以被配置为提供整体的系统级应用。系统级应用能够链接数据流/信息、执行规则并管理关于一个或多个传感器和/或性能模型的通知/警报。本文描述的各种指令、方法和技术可以在诸如由一个或多个计算机或其它装置执行的程序模块之类的计算机可执行指令的一般性的上下文中考虑。一般而言，程序�？榘ㄓ糜谥葱刑囟ㄈ挝窕蚴迪痔囟ǔ橄笫堇嘈偷睦獭⒊绦�、对象、组件和数据结构等。这些程序模块等可作为本机代码执行，或可下载并诸如在虚拟机或其它即时编译执行环境中执行。典型地，程序�？榈墓δ苄钥梢栽诟鞲鍪凳├腥缙谕茄刈楹匣蚍植�。这些�？楹图际醯氖迪挚梢源娲⒃谝恍┬问降募扑慊啥链娲⒔橹手小Ｍ�2中所示的示例性计算装置200仅以示例的方式提供。许多其它的操作环境、系统架构和装置配置是可能的。因此，本公开的实施例不应解释为限定于任何特定的操作环境、系统架构或装置配置。仍然参考图2，通过举例的方式，计算装置200能够经由网络230与发电厂232通信。发电厂232可包括一个或多个传感器234或其它单元或装置来监测、检测和/或传输关于发电厂整体或发电厂的单独的组件的数据。本发明的某些示例性实施例可以专注于计算装置200，该计算装置200通过数据调和与异常检测确定发电厂装置的性能退化和/或一个或多个发电厂传感器漂移。在前面描述的某些实施例中，可以至少部分基于在数据内检测的误差为一个或多个发电厂传感器确定最佳的校准时间间隔。图3是示出了一个或多个发电厂传感器的校准历史的图300。图300的y轴302表示误差容限。图300的x轴304表示时间。上面的水平线306是上误差容限，下面的水平线308是下误差容限。在图300中绘制310 了一个或多个发电厂传感器的校准结果。使用图300，能够分析传感器的性能。特别是，例如，传感器漂移能够通过分析传感器何时和以怎样的频率超出误差容限来监测。此外，如果一个特定的传感器包括在误差容限之外的数据，则在调和在由一个或多个发电厂传感器接收的数据内的误差时，该传感器可以被忽视或被赋予较小的权重。图4是示出根据本发明的一个实施例的、用于基于状态的发电厂传感器校准的方法400的示例流程图。在一个实施例中，图2的示例性的计算装置200和/或示例性的计算装置200的一个或多个�？槲蘼凼堑ザ阑故亲楹鲜褂枚伎梢灾葱兴枋龅姆椒�400的操作。在这个特定的实现中，方法400可以在图4的框402开始，在其中方法400可包括从一个或多个发电厂传感器接收数据。此外，在框404，方法400可包括调和在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差。在框406，方法400可包括至少部分基于在数据内检测的误差校准一个或多个发电厂传感器。在框408，方法400可包括至少部分基于来自一个或多个发电厂传感器的调和的数据生成至少一个性能模型。在框410，方法400可包括检测在至少一个性能模型内的异常。在框412，方法400可包括调整至少一个性能模型以考虑异常。此外，在框414，方法400可包括至少部分基于在数据中检测的误差为一个或多个发电厂传感器确定最优的校准时间间隔。为基于状态的发电厂传感器校准说明了示例性的系统和方法。这些系统和方法的一些或全部可以(但不是必须)至少部分地由诸如以上在图2中所示的那些架构实现。虽然已经以对结构特征和/或方法论的动作专用的语言描述了实施例，但应理解，本公开并不一定限于描述的特定特征或动作。相反，特定的特征和动作是作为实现实施例的示例性形式公开的。
权利要求
1.一种基于状态的发电厂传感器校准的方法，包括: 从一个或多个发电厂传感器接收数据； 调和在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的误差； 至少部分基于在所述数据内检测的所述误差校准所述一个或多个发电厂传感器；至少部分基于来自所述一个或多个发电厂传感器的所调和的数据生成至少一个性能模型； 在所述至少一个性能模型中检测异常；以及 调整所述至少一 个性能模型以考虑所述异常。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，调和在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的误差是至少部分基于访问用于所述一个或多个发电厂传感器的校准历史和趋势的至少一个数据库。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个性能模型中检测异常是至少部分基于访问已知性能模型或实际的发电厂的性能结果的至少一个数据库。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少一个性能模型中的所检测的异常是至少部分基于设备性能退化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的所述误差是至少部分基于传感器漂移。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括: 至少部分基于在所述数据内检测的所述误差确定用于所述一个或多个发电厂传感器的最优的校准时间间隔。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述一个或多个发电厂传感器接收的所述数据是来自发电厂控制系统或工厂历史�？椤�
8.一种用于基于状态的发电厂传感器校准的系统，包括: 计算机处理器；以及 存储器，其与所述计算机处理器通信并可操作以存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令可操作以: 从一个或多个发电厂传感器接收数据； 调和在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的误差； 至少部分基于在所述数据内检测的所述误差校准所述一个或多个发电厂传感器；至少部分基于来自所述一个或多个发电厂传感器的所调和的数据生成至少一个性能模型； 在所述至少一个性能模型中检测异常；以及 调整所述至少一个性能模型以考虑所述异常。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，调和在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的误差是至少部分基于访问用于所述一个或多个发电厂传感器的校准历史和趋势的至少一个数据库。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，在所述至少一个性能模型中检测异常是至少部分基于访问已知性能模型或实际的发电厂的性能结果的至少一个数据库。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，在所述至少一个性能模型中的所检测的异常是至少部分基于设备性能退化。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的所述误差是至少部分基于传感器漂移。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述计算机可执行指令可进一步操作，以至少部分基于在所述数据内检测的所述误差确定用于所述一个或多个发电厂传感器的最优的校准时间间隔。
14.根据权利要求8所述的系统，其中，从所述一个或多个发电厂传感器接收的所述数据是来自发电厂控制系统或工厂历史�？�。
15.—种用于基于状态的发电厂传感器校准的系统,包括: 一个或多个发电厂传感器； 计算机处理器；以及 存储器，其与所述计算机处理器通信并可操作以存储计算机可执行指令，计算机可执行指令可操作以: 从所述一个或多个发电厂传感器接收数据； 调和在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的误差； 至少部分基于在所述数据内检测的所述误差校准所述一个或多个发电厂传感器； 至少部分基于来自所述一个或多个发电厂传感器的所调和的数据生成至少一个性能模型； 在所述至少一个性能模型中检测异常；以及 调整所述至少一个性能模型以考虑所述异常。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，调和在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的误差是至少部分基于访问用于所述一个或多个发电厂传感器的校准历史和趋势的至少一个数据库。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，在所述至少一个性能模型中检测异常是至少部分基于访问已知性能模型或实际的发电厂的性能结果的至少一个数据库。
18.根据权利要求15所述的系统，其中，在所述至少一个性能模型中的所检测的异常是至少部分基于设备性能退化。
19.根据权利要求15所述的系统，其中，在来自所述一个或多个发电厂传感器的所述数据内检测的所述误差是至少部分基于传感器漂移。
20.根据权利要求15所述的系统，其中，所述计算机可执行指令可进一步操作，以至少部分基于在所述数据内检 测的所述误差确定用于所述一个或多个发电厂传感器的最优的校准时间间隔。
全文摘要
本发明的实施例能够提供用于基于状态的发电厂传感器校准的系统和方法。根据本发明的一个实施例，能够提供一种系统。该系统能够包括计算机处理器。该系统还能够包括可操作以存储计算机可执行指令的存储器，计算机可执行指令可操作以从一个或多个发电厂传感器接收数据；调和在来自一个或多个发电厂传感器的数据内检测的误差；至少部分基于在数据内检测的误差校准一个或多个发电厂传感器；至少部分基于来自一个或多个发电厂传感器的调和的数据生成至少一个性能模型；在至少一个性能模型中检测异常；以及调整至少一个性能模型以考虑异常。
文档编号G01D18/00GK103076034SQ20121035922
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月25日 优先权日2011年9月26日
发明者D.王, E.卡列罗斯, R.J.基拉, J.梅斯特罗尼 申请人:通用电气公司
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