专利名称：抽水蓄能机组故障智能分析方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明属于计算机智能分析技术领域，特别是涉及一种抽水蓄能机组故障智能分析方法及其系统。
背景技术：
当前国际国内许多厂家和研究机构都涉足在智能故障分析系统的研发，但都处于研究阶段，只在常规水电厂有过少量试验，效果一般，没有大规模推广，在运行工况复杂的抽水蓄能电厂并未进行试验，综合分析现有厂家开发的此类系统，存在的主要缺陷和不足如下
I)厂家开发的系统面向较为严重的故障模式，如一次设备严重故障，但这类故障发生频率极少，即使发生，一般的信息记录都能记录到完整的故障数据，而且现象较为明显，技术人员很容易便能分析出该类故障的原因，所以故障分析系统效果不明显。2)抽水蓄能机组启停十分频繁，且工况流程相对常规机组复杂，启停失败的频率相对较高，而该类故障模式分析难度较大，时间耗费长，是真正影响机组日�？捎寐实墓收夏Ｊ剑Ъ胰狈ο殖」收戏治龃淼木椋涣私庀殖」收戏治龅牧鞒碳胺椒ǎ涣私庀殖」收戏治鍪毙枰男┦莺托畔ⅲＪ羌锹剂艘欢鸭际跞嗽辈⒉还匦牡氖荻嬲枰氖莶⑽醇锹迹�
3)每个电厂的故障信号都不一样，一般需要定制，成本高昂，所以许多厂家并不热衷于该类系统的开发，从而导致研发出的该类系统专业性及针对性不强；
4)一般需要安装大量额外设备，成本高，维护不便，且厂家不开放源代码，业主无法根据需要进行二次开发，产品并不实用。
发明内容
本发明的一个发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能实时、分析效果明显、能有效的提供故障信息的抽水蓄能机组故障智能分析方法。本发明另一个发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能实时、分析效果明显、能有效的提供故障信息的抽水蓄能机组故障智能分析系统。为了实现上述第一个发明目的，本发明采用的技术方案如下
抽水蓄能机组故障智能分析方法，包括以下步骤
采集并存储机组的状态信息，所述状态信息包括机组运行时多个的状态、功能和维护参数；其中
通过状态信息的对比识别，进行故障状态识别匹配，直至识别出处于故障状态的状态
信息；
根据状态信息建立用于显示状态信息的状态模拟信息图，所述模拟信息图中各个参数 对应实时采集的状态信息，所述模拟信息图还用于显示处于故障状态的状态信息；由于当机组发生故障，待技术人员赶到现场，机组所有设备一般已经恢复至停止状态，该功能能为技术人员还原故障发生时的设备动作情况。
通过处于故障状态的状态信息进行故障原因识别。优选地，对所述状态信息进行故障状态识别匹配，为根据多个的功能参数和维护参数的预先设定的故障判断逻辑，对状态信息进行判断，若符合判断规则，则判断为存在故障; 将识别出为故障状态的状态信息与该状态信息对应的机组正常工作时的状态信息进行比较，识别出故障状态的参数；
通过故障状态的参数判断故障原因。优选地，通过故障状态的参数判断故障原因具体为根据故障状态的参数对抽水蓄能机组的控制程序进行检测，从中定位导致故障的根本原因。优选地，对所述状态信息进行故障状态识别匹配后，提取判定为故障状态的状态信息进行存储，同时也实时的保存所有的状态信息，识别故障状态的参数时分别读取故障状态的状态信息和实时保存的状态信息的记录进行比较。优选地，还包括识别到处于故障状态的状态信息时，通过预设的方法采用所述故障状态对应的状态信息更新状态模拟信息图，进行数据快照停止更新模拟信息图，并记录状态信息。将故障发生瞬间的所有设备的状态进行记录，该功能能为技术人员还原故障发生时的设备动作情况。优选地，还包括，根据实时采集的状态信息更新模拟信息图，其中，当停止跟新模拟信息图后，通过人工操作的方式进行更新，人工进行更新时，根据实时采集的状态信息进行判断，若不存在处于故障状态的状态信息，则更新模拟信息图，并同时重置故障状态的状态信息；若依然存在处于故障状态的状态信息，则更新无效；若出现新的处于故障状态的状态信息则进行数据快照，并停止跟新模拟信息图，并记录状态信息。为了实现上述第二个发明目的，本发明采用的技术方案如下
一种抽水蓄能机组故障智能分析系统，包括
用于处理机组的状态信息的信号�？椋鲎刺畔ɑ樵诵惺倍喔龅墓δ懿问臀げ问�
用于储存状态信息的存储模块；
用于对状态信息进行处理的故障分析�？椋�
用于生成对应于状态信息的模拟信息图的模拟�？椋�
其中，信号�？榉⑺偷氖菥娲⒃诖娲⒛？橹校龅墓收戏治瞿？槎寥∽刺畔ⅲü刺畔⒌亩员仁侗穑泄收献刺侗鹌ヅ洌敝潦侗鸪龃τ诠收献刺淖刺畔ⅲ�
所述信号�？榉直鹩胨龃娲⒛？楹凸收戏治瞿？榱樱凰瞿Ｄ饽？橛胨龉收戏治瞿？榱樱跃收戏治瞿？榇砗蟮氖萁写怼Ｓ叛〉兀龉收戏治瞿？槎运鲎刺畔⒔泄收献刺侗鹌ヅ洌荻喔龅墓δ懿问臀げ问脑は壬瓒ǖ墓收吓卸下呒宰刺畔⒔信卸希舴吓卸瞎姹碪，则判断为存在故障；
将识别出为故障状态的状态信息与该状态信息对应的机组正常工作时的状态信息进行比较，识别出故障状态的参数，根据故障状态的参数对抽水蓄能机组的控制程序进行检测，从中定位导致故障的根本原因；模拟�？槭侗鸬酱τ诠收献刺淖刺畔⑹保üど璧姆椒ú捎盟龉收献刺杂Φ淖刺畔⒏伦刺Ｄ庑畔⑼迹惺菘煺胀Ｖ垢履Ｄ庑畔⑼迹⒓锹甲刺畔⒂叛〉兀龃娲⒛？榘ㄗ刺畔⒋⒋嫫骱凸收闲畔⒋娲⑵鳎刺畔⒋⒋嫫鞔娲⒆刺畔ⅲ龉收闲畔⒋娲⑵鞔娲⒋τ诠收献刺淖刺畔�。优选地,还包括输入�？椋鍪淙肽？橛肽Ｄ饽？榱樱糜谑淙胍桓龌蚨喔鲇没Р僮鳎鲇没Р僮髦辽侔ǜ履Ｄ庑畔⑼嫉牟僮鳎渲校Ｄ饽？楦菔凳辈杉淖刺畔⒏履Ｄ庑畔⑼迹渲校蓖Ｖ垢履Ｄ庑畔⑼己螅ü斯げ僮鞯姆绞浇懈拢斯そ懈率保菔凳辈杉� 状态信息进行判断，若不存在处于故障状态的状态信息，则更新模拟信息图，并同时重置故障状态的状态信息；若依然存在处于故障状态的状态信息，则更新无效；若出现新的处于故障状态的状态信息则进行数据快照，并停止跟新模拟信息图，并记录状态信息。与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明中采用独立的故障记录数据库，记录的都是技术人员在分析故障时最关心且用得到的数据，符合广蓄技术人员的需要；
采用自记忆模拟动态图能完全还原故障发生时的现场设备情况，符合本地故障分析的需要，并且在出现故障时对模拟图停止更新，使到工作人员在故障后能及时得到重要的信息，同时也可以客观的为工作人员提供故障信息，极大的方便了工作人员维护和操作；
本发明集成于监控系统，无需新设备，大大的提高生产效率和成本，很好的解决了现有技术中无法有效的监控抽水蓄能机组的运作和维护工作中遇到的故障问题，如电气故障，机械故障和异常停机、运行等等故障。
图I为本发明中的抽水蓄能机组故障智能分析系统的连接结构示意 图2为本发明中抽水蓄能机组故障智能分析方法流程图I ;
图3为本发明中抽水蓄能机组故障智能分析方法流程图2 ；
图4为本发明中抽水蓄能机组故障智能分析方法流程图3 ；
图5为本发明中抽水蓄能机组故障智能分析方法流程图4。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。如图I所示，本发明的抽水蓄能机组故障智能分析系统的具体为
一种抽水蓄能机组故障智能分析系统，包括
用于处理机组的状态信息的信号�？�25，所述状态信息包括机组运行时多个的功能参数和维护参数，信号�？�25先获取到机组设备的状态信心后，根据实际需要或者预先的设定对信号进行处理或不处理后再进行传输，信号�？�25可以是传感器等设备；
用于储存状态信息的存储�？�26 ；
用于对状态信息进行处理的故障分析�？�27，故障分析�？�27可以是具备数据处理能力的计算机或单片机等能够提供数据服务的设备；用于生成对应于状态信息的模拟信息图的模拟�？�28，模拟模块28可以为计算机中具有根据数据信息成像的图形显示功能元件等等；
其中，信号�？�25发送的数据均存储在存储�？�26中，所述的故障分析�？槎寥∽刺畔ⅲü刺畔⒌亩员仁侗穑泄收献刺侗鹌ヅ洌敝潦侗鸪龃τ诠收献刺淖刺�
信息； 所述信号�？�25分别与所述存储模块26和故障分析�？�27连接；所述模拟模块28与所述故障分析�？�27连接，对经过故障分析�？�27处理后的数据进行处理。其中，所述故障分析模块27对所述状态信息进行故障状态识别匹配，为根据多个的功能参数和维护参数的预先设定的故障判断逻辑，对状态信息进行判断，若符合判断规贝U，则判断为存在故障；
将识别出为故障状态的状态信息与该状态信息对应的机组正常工作时的状态信息进行比较，识别出故障状态的参数，根据故障状态的参数对抽水蓄能机组的控制程序进行检测，从中定位导致故障的根本原因；
模拟�？�28识别到处于故障状态的状态信息时，通过预设的方法采用所述故障状态对应的状态信息更新状态模拟信息图，进行数据快照停止跟新模拟信息图，并记录状态信息
其中，所述存储�？�26包括状态信息储存器30和故障信息存储器31，状态信息储存器30存储状态信息，所述故障信息存储器31存储处于故障状态的状态信息，其中对于信号模块25传输的信号，系统可以立刻先存储到状态信息储存器30，然后再进行故障状态的识另IJ，在识别出故障状态后将有故障的状态信息存储到故障信息存储器31，或者，故障分析�？橄榷孕藕拍？�25传输的信号进行故障分析，在识别出故障状态后将有故障的状态信息存储到故障信息存储器31，其余的状态信息存储到态信息储存器30中，然后再进行下一步的处理；没有识别出故障时则直接记录状态信息并进行下一步的处理。其中，还包括输入�？�29,所述输入模块29与模拟�？�28连接,用于输入一个或多个用户操作，所述用户操作至少包括更新模拟信息图的操作，其中，模拟�？�28根据实时采集的状态信息更新模拟信息图，其中，当停止跟新模拟信息图后，通过人工操作的方式进行更新，人工进行更新时，根据实时采集的状态信息进行判断，若不存在处于故障状态的状态信息，则更新模拟信息图，并同时重置故障状态的状态信息；若依然存在处于故障状态的状态信息，则更新无效；若出现新的处于故障状态的状态信息则进行数据快照，并停止跟新模拟信息图，并记录状态信息。其中障分析�？�27、存储�？�26、模拟�？�28、输入�？�29可以是集成计算机等处理设备，但不限定在计算机上，或集成到同一个计算机上，只要是能够实现同样功能的设备均落在本发明的保护范围内。如图2-5所示，本发明采用的技术方案如下抽水蓄能机组故障智能分析方法，包括以下
SlOO状态信息的采集和存储；
其中，所述状态信息包括机组运行时多个的功能参数和维护参数；
SllO对所述状态信息进行故障状态识别匹配；
其中，如图3所示，识别匹配中，先经过步骤6的采集和存储的过程，采集到数据后，流程进入到步骤7中，步骤7中读取 数据并先对状态信息进处理，对数据进行优化提取等处理，然后进入到步骤8中对数据进行一个筛选识别，步骤8中主要是用于从大量的状态信息中查找出当前需要的信息，并提取出来进入到下一个流程，然后存储所有的状态信息，因为对于所有采集到的数据并不是都对当前的分析有用，状态信息的查找是根据预先设定的分析目的和分析用途来进行的，可以为多种的功能并行，流程前进到步骤9中，在步骤9中，开始对筛选出的状态信息进行故障是否存在的判断，然后进入到步骤10，步骤10具体为采用状态信息，根据状态信息建立状态模拟信息图，信息图中各个参数对应实时采集的状态信息，在识别出故障状态后。S120根据状态信息建立用于显示状态信息的状态模拟信息图，所述模拟信息图中各个参数对应实时采集的状态信息，所述模拟信息图还用于显示处于故障状态的状态信息；
S130通过处于故障状态的状态信息进行故障原因识别。其中，如图4所示，所述的步骤9中对故障的分析其具体的流程如下，流程到步骤11，步骤11中获取经过步骤8中得出的状态信息数据，流程进到步骤12，步骤12中，对于获取的状态信息通过计算机的编程处理，将其转化为较为容易处理的数据类型或者模式，然后进行步骤13的操作，在步骤13中，对于经过处理好的数据，对所述状态信息进行故障状态识别匹配，为根据多个的功能参数和维护参数的预先设定的故障判断逻辑，故障判断逻辑可以是预先设定的数据变动范围值域，也可以是某种规律等等，通过判断采集信息的状态和信号组合，根据预先设定的进行故障判断逻辑的程序，对状态信息进行判断，如果结果为否(N)，则流程前进到步骤14，步骤14中，只记录状态信息，流程前进到步骤10，步骤10中建立模拟信息图或者更新已有的信息图。在步骤13中，若如果结果为是(Y)，则流程前进到步骤15，步骤15中将存有故障状态的状态信息从状态信息堆中抽出，并保存其他正常的状态信息，然后流程前进到步骤16，步骤16中执行状态信息的数据快照，将故障发生瞬间的所有设备的状态进行记录，然后流程前进到步骤17，步骤17中，从已记录的状态信息中，查找到与被识别出为故障状态的状态信息对应的不存在故障时的信息参数，然后进行比较，根据比较的结果识别出出现故障状态的参数，该参数用于表示出故障的地方，最后根据故障状态的参数对抽水蓄能机组的控制程序进行检测，从中定位导致故障的根本原因，然后流程前进到步骤10，步骤10中建立模拟信息图或者更新已有的信息图，通过预设的程序采用步骤16中的数据快照对更新模拟信息图，并且终止更新程序，流程前进到步骤18，步骤18中，工作人员通过模拟信息图详细的了解出现的故障，并进行解决。其中，步骤17中得出故障状态的参数，工作人员可以是在步骤10中了解到，然后在步骤18中根据最后根据故障状态的参数对抽水蓄能机组的控制程序进行检测，从中定位导致故障的根本原因，即确定是什么部件出现了故障。如图5所示，在步骤18完成后，流程转到步骤19，步骤19中工作人员完成了故障的排除后，流程前进到步骤20，步骤20中在确认无误的情况下工作人员确认对模拟信息图进行更新，更新之前由于记录了故障状态的信息而停止自动更新的模拟信息图；流程前进到步骤21，在步骤21中，模拟信息图被重置，流程前进到步骤22，步骤22中，在重置的过程中，实时的采集当前机组的状态信息，并与存在故障状态的状态信息比较是否一致，若结果为是(Y)，则流程前进到步骤10，步骤10中，不对模拟信息图进行更新。在步骤22中，若结果是否(N)，则流程前进到步骤23，在步骤23中，对采用实时采集的数据更新模拟信息图，流程前进到步骤24，步骤24中在更新了模拟信息图后，开启自动的实时采集状态信息进行实时更新，流程前进到步骤10，步骤10中显示实时更新的模拟信息图其中，对于抽水蓄能机组进行信息采集和控制时，对于信息的采集是实时进行的，抽水蓄能机组和监控系统之间通过有限或者无线网络传输数据，最优选的是通过建立的专用网络进行数据的传输，通过网关对由控制系统发送的命令信息根据网络地址发送到相应的机组上。
权利要求
1.抽水蓄能机组故障智能分析方法，其特征在于，包括以下步骤 采集并存储机组的状态信息，所述状态信息包括机组运行时多个的状态、功能和维护参数；其中 通过状态信息的对比识别，进行故障状态识别匹配，直至识别出处于故障状态的状态信息； 根据状态信息建立用于显示状态信息的状态模拟信息图，所述模拟信息图中各个参数对应实时采集的状态信息，所述模拟信息图还用于显示处于故障状态的状态信息； 通过处于故障状态的状态信息进行故障原因识别。
2.根据权利要求I所述的抽水蓄能机组故障智能分析方法，其特征在于，对所述状态信息进行故障状态识别匹配，为根据多个的功能参数和维护参数的预先设定的故障判断逻辑，对状态信息进行判断，若符合判断规则，则判断为存在故障； 将识别出为故障状态的状态信息与该状态信息对应的机组正常工作时的状态信息进行比较，识别出故障状态的参数； 通过故障状态的参数判断故障原因。
3.根据权利要求2所述的抽水蓄能机组故障智能分析方法，其特征在于，通过故障状态的参数判断故障原因具体为根据故障状态的参数对抽水蓄能机组的控制程序进行检测，从中定位导致故障的根本原因。
4.根据权利要求3所述的抽水蓄能机组故障智能分析方法，其特征在于，对所述状态信息进行故障状态识别匹配后，提取判定为故障状态的状态信息进行存储，同时也实时的保存所有的状态信息，识别故障状态的参数时分别读取故障状态的状态信息和实时保存的状态信息的记录进行比较。
5.根据权利要求4所述的抽水蓄能机组故障智能分析处理方法，其特征在于，还包括识别到处于故障状态的状态信息时，通过预设的方法采用所述故障状态对应的状态信息更新状态模拟信息图，进行数据快照停止更新模拟信息图，并记录状态信息。
6.根据权利要求5所述的抽水蓄能机组故障智能分析方法，其特征在于，还包括，根据实时采集的状态信息更新模拟信息图，其中，当停止跟新模拟信息图后，通过人工操作的方式进行更新，人工进行更新时，根据实时采集的状态信息进行判断，若不存在处于故障状态的状态信息，则更新模拟信息图，并同时重置故障状态的状态信息；若依然存在处于故障状态的状态信息，则更新无效；若出现新的处于故障状态的状态信息则进行数据快照，并停止跟新模拟信息图，并记录状态信息。
7.一种抽水蓄能机组故障智能分析系统，其特征在于，包括 用于处理机组的状态信息的信号�？椋鲎刺畔ɑ樵诵惺倍喔龅墓δ懿问臀げ问� 用于储存状态信息的存储�？椋� 用于对状态信息进行处理的故障分析�？椋� 用于生成对应于状态信息的模拟信息图的模拟模块； 其中，信号模块发送的数据均存储在存储�？橹校龅墓收戏治瞿？槎寥∽刺畔ⅲü刺畔⒌亩员仁侗穑泄收献刺侗鹌ヅ洌敝潦侗鸪龃τ诠收献刺淖刺畔ⅲ凰鲂藕拍？榉直鹩胨龃娲⒛？楹凸收戏治瞿？榱樱凰瞿Ｄ饽？橛胨龉收戏治瞿？榱樱跃收戏治瞿？榇砗蟮氖萁写�。
8.根据权利要求7所述的抽水蓄能机组故障智能分析处理系统，其特征在于，所述故障分析模块对所述状态信息进行故障状态识别匹配，为根据多个的功能参数和维护参数的预先设定的故障判断逻辑，对状态信息进行判断，若符合判断规则，则判断为存在故障； 将识别出为故障状态的状态信息与该状态信息对应的机组正常工作时的状态信息进行比较，识别出故障状态的参数，根据故障状态的参数对抽水蓄能机组的控制程序进行检测，从中定位导致故障的根本原因； 模拟�？槭侗鸬酱τ诠收献刺淖刺畔⑹保üど璧姆椒ú捎盟龉收献刺杂Φ淖刺畔⒏伦刺Ｄ庑畔⑼迹惺菘煺胀Ｖ垢履Ｄ庑畔⑼迹⒓锹甲刺畔�。
9.根据权利要求8所述的的抽水蓄能机组故障智能分析系统，其特征在于，所述存储�？榘ㄗ刺畔⒋⒋嫫骱凸收闲畔⒋娲⑵鳎刺畔⒋⒋嫫鞔娲⒆刺畔ⅲ龉收闲畔⒋娲⑵鞔娲⒋τ诠收献刺淖刺畔�。
10.根据权利要求8所述的抽水蓄能机组故障智能分析系统，其特征在于，还包括输入模块，所述输入�？橛肽Ｄ饽？榱樱糜谑淙胍桓龌蚨喔鲇没Р僮鳎鲇没Р僮髦辽侔ǜ履Ｄ庑畔⑼嫉牟僮鳎渲校Ｄ饽？楦菔凳辈杉淖刺畔⒏履Ｄ庑畔⑼迹渲校蓖Ｖ垢履Ｄ庑畔⑼己螅ü斯げ僮鞯姆绞浇懈拢斯そ懈率保菔凳辈杉淖刺畔⒔信卸希舨淮嬖诖τ诠收献刺淖刺畔ⅲ蚋履Ｄ庑畔⑼迹⑼敝刂霉收献刺淖刺畔ⅲ蝗粢廊淮嬖诖τ诠收献刺淖刺畔ⅲ蚋挛扌В蝗舫鱿中碌拇τ诠收献刺淖刺畔⒃蚪惺菘煺眨⑼Ｖ垢履Ｄ庑畔⑼迹⒓锹甲刺畔�。
全文摘要
本发明提一种抽水蓄能机组故障智能分析方法，包括以下步骤采集并存储机组的状态信息，所述状态信息包括机组运行时多个的状态、功能和维护参数；其中通过状态信息的对比识别，进行故障状态识别匹配，直至识别出处于故障状态的状态信息；根据状态信息建立用于显示状态信息的状态模拟信息图，所述模拟信息图中各个参数对应实时采集的状态信息，所述模拟信息图还用于显示处于故障状态的状态信息；通过处于故障状态的状态信息进行故障原因识别。本发明集成于监控系统，无需新设备，大大的提高生产效率和成本，很好的解决了现有技术中无法有效的监控抽水蓄能机组的运作和维护工作中遇到的故障问题，如电气故障，机械故障和异常停机、运行等等故障。
文档编号G01M99/00GK102620948SQ201210095700
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月3日 优先权日2012年4月3日
发明者冯凌云, 巩宇, 彭涛, 杨铭轩 申请人:广州蓄能水电厂
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