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专利名称：使用电机保护系统来协助确定发电厂度量的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及电机保护系统，并且更具体而言，涉及使用从电机保护系统中产生的电机保护测量来协助确定发电厂度量。
背景技术：
常常使用发电厂优化软件包来监测、维护、安排和优化发电厂的性能。这些发电厂优化软件包提供大量信息。但是，缺乏与提供对发电厂的运行的认识有关的信息，这些软件包不容易提供这些信息。例如，典型的发电厂优化软件包一般不产生提供对在发电厂内运行的各种子过程或辅助系统的认识的信息(例如功率概況)。因此，如果希望获得比这些发电厂优化软件应用包所提供的更多的信息，エ厂操作者必须对子过程设定各种类型的装备 (例如电压互感器、电流互感器和瓦特计)。对子过程设定这个装备可为复杂和昂贵的，从而使得进ー步深入研究以理解这些发电厂优化软件应用包未处理的信息差不合需要。

发明内容
在本发明的一方面，提供ー种系统。该系统包括发电厂；在发电厂内运行的多个电机驱动式子过程；多个电机保护系统，各自耦合到多个电机驱动式子过程中的ー个，以从其中产生多个子过程运行数据；以及控制器，其使用从多个电机驱动式子过程中产生的多个子过程运行数据来确定发电厂度量，其包括净发电厂输出以及多个电机驱动式子过程的各个对发电厂的整体运行所造成的成本。在本发明的另一方面，公开ー种计算机系统。该系统包括至少ー个处理单元；操作地与至少ー个处理单元相关联的存储器；以及发电厂优化应用，其能够存储在存储器中，并且能够由至少ー个处理单元执行，该发电厂优化应用从多个电机保护系统中获得运行数据，该多个电机保护系统用于在发电厂内运行的多个电机驱动式子过程。发电厂优化应用配置成执行方法，该方法包括确定多个发电厂度量，其包括净发电厂输出以及多个电机驱动式子过程的各个对发电厂的整体运行所造成的成本；将多个发电厂度量划分成一个或多个预定分组；以及响应于接收用户规定的分组选择，产生针对预定分组中的至少ー个的多个发电厂度量的表不。在本发明的第三方面，公开ー种存储计算机指令的计算机可读的存储介质。计算机指令在执行时使得计算机系统能够有利于优化发电厂。在本发明的这个方面，计算机指令包括从多个电机保护系统中获得运行数据，该多个电机保护系统用于在发电厂内运行的多个电机驱动式子过程；确定多个发电厂度量，包括净发电厂输出以及多个电机驱动式子过程的各个对发电厂的整体运行所造成的成本；将多个发电厂度量划分成ー个或多个预定分组；以及响应于接收用户规定的分组选择，产生针对预定分组中的至少ー个的多个发电厂度量的表不。


图I是其中能实现根据本发明的一个实施例的系统的、发电厂的表示的示例的示意性框 图2示出了示出根据本发明的一个实施例的、从如图I中描绘的ー个那样的发电厂中产生发电厂度量的操作的流程图；以及
图3示出了示例性计算环境，其中能实现根据本发明的一个实施例的发电厂优化应用以执行包括确定发电厂度量的功能。
具体实施方式

本发明的各种实施例涉及获得从在发电厂内运行的电机驱动式子过程中产生的运行信息，并且使用此信息来确定大量发电厂度量。在一个实施例中，可在各个电机驱动式子过程内使用电机保护系统来获得运行数据。控制器可接收来自电机保护系统的运行数据，并且使用该运行数据来确定发电厂度量。在一个实施例中，发电厂度量可包括净发电厂输出，各个电机驱动式子过程对发电厂的整体运行所施加的成本，各个子过程的子过程エ厂输出，作为子过程エ厂输出的函数而确定的各个子过程的能量消耗，各个子过程是否为能从净发电厂输出中扣除的应负担的热力学损耗，基于各个子过程的成本的发电厂的整体运行的累计成本，以及作为从子过程中产生的子过程运行数据的函数而确定的发电厂的净热耗率。在另ー个实施例中，控制器可将发电厂度量划分成ー个或多个分组，以便有利于理解应用于发电厂运行的各方面的这些度量。在一个实施例中，一个或多个分组可包括发电厂标准化性能测试码，应负担的(chargeable)热力学损耗，与发电厂的运行相关联的合约保证，在适于能量信用(energy credit)节约计划的电机驱动式子过程内运行的电气资产，以及在子过程或与子过程相关联的负载内运行的电气资产相关联的成本的类型(例如固定的、可变的、半可变的)。在另ー个实施例中，控制器可使用来自电机保护系统的运行数据来对电机驱动式子过程执行成本核算分析，对从各个子过程中产生的功率进行功率核算分析，以及对各个子过程的能量消耗对发电厂的整体运行的影响进行能量核算分析。本发明的各种实施例的技术效果包括改进监测、管理、维护和优化包括在エ厂内运行的电机驱动式子过程的发电厂。包括电机驱动式子过程的发电厂的改进的监测、管理、维护和优化会使エ厂的效率和生产カ提高。參照附图，图I是其中能实现根据本发明的一个实施例的系统100的、发电厂的表示的示例的示意性框图。图I的发电厂的表示示出了燃气轮机(GT) 105，蒸汽轮机(ST)110，以及燃气轮机(GT)发电机112，该燃气轮机(GT)发电机112散布在具有耦合到公共的电气总线上的辅助机器(电气资产)的各种辅助系统(即，子过程I、子过程2、子过程3和子过程4)之中。如图I的表示中示出的那样，115千伏(kV)高的场地公用设施功率连接到三相变压器(XFMR-I)上，三相变压器在初级变压器(S卩，XFMR-I的顶部圆圏)和两个次级变压器(BP, XFMR-I的右手圆圈和左手圆圈)之中分割该电压。具体而言，XFMR-I的右手侧的次级变压器产生沿着电压总线提供的13. 8 kV电压，而XFMR-I的左手侧的次级变压器产生沿着电压总线提供的4160V电压。如图I中示出的那样，13. SkV电压总线馈给用于子过程I中的三个非常大的电机/压缩机机组，并且馈给燃气轮机105。在图I中，在子过程I中的一个电机/压缩机机组由MC-001标明。在MC-001前面的前缀1、2和3用来标明各个电机/压缩机机组用于子过程I的辅助系统的ー个中。
13. 8 kV的电压总线还通过长电缆经由具有固定分接头的降压变压器(XFMR-4)来馈给子过程4，子过程4可为自持式过程台架(例如小型润滑油供应台架)。如图I中示出的那样，子过程4的自持式过程台架包括若干个电机/泵机组。在图I中，在子过程4中的电机/泵机组由4-MP标明。后缀00IA、00IB和002标明用于子过程4中的电机/泵机组。图I中示出的子过程2包括电机/泵机组2-MP-002、2-MP-003和2-MP-004。注意的是，电机/泵2-MP-004通过降压变压器XFMR-2来接收480 V，降压变压器XFMR-2将4160 V 降低到 480 V。如图I中示出的那样，子过程3通过长的3相电缆线路而耦合到4160 V总线上。子过程3示出为包括多个电机/泵机组3-MP-002、3-MP-003、3-MP-004和3-MP-005。注意的是，电机/泵3-MP-005通过降压变压器XFMR-3来接收480 V，降压变压器XFMR-3将4160V降低到480 V。另外，图I示出了通过发电机降压变压器GSU XFMR-I而耦合到电网上的燃气轮机(GT)发电机112。在这个实施例中，随着来自电网的115 kV供应到燃气轮机(GT)发电机112，降压变压器GSU XFMR-I将其降低到18 kV。图I中示出的发电厂表示仅是发电厂的示意性表示的ー个示例，而且为了易于示出本发明的实施例，在本文中没有示出发电厂的其它构件。此外，本领域技术人员将认识至IJ，典型的发电厂可比图I中示出的发电厂具有多得多的辅助系统或子过程。图I的发电厂表示并非g在限制本文描述的本发明的各种实施例的范围。转回參照用于描述本发明的各种实施例的图1，电机保护系统115示出为耦合到各个子过程上。通过针对可包括失衡负载、过分高的过电流故障、欠电压状況、过电压状況、机械堵塞和负载损耗的项目的保护，各个电机保护系统115保护在电机驱动式子过程内运行的电机以免失效。在一个实施例中，用于电机驱动式子过程中的电机可为エ业电动机，诸如三相电机(例如感应电机和同步电机)。除了起保护电机的作用外，各个电机保护系统115还能够捕获来自电机驱动式子过程的大量数据。例如，各个电机保护系统115能获得来自在电机驱动式子过程内运行的电机的数据，诸如电压、相电压、频率、电流、功率、用来测量无功功率的VAR等。另外，各个电机保护系统115能获得提供功率发生过程的其它參数的测量的数据。而且，各个电机保护系统115能产生电机的统计数据，包括例如最大值、最小值、移动平均值、标准偏差、极值范围等。另外，各个电机保护系统115能获得来自电机以及由这些电机驱动的装置(例如泵、压缩机)中的一些的绕组和轴承的数据。为了易于示出本发明的各种实施例，图I对每个子过程示出了仅ー个电机保护系统105。但是，在一个实施例中，子过程的各个电机可具有耦合到其上的自有电机保护系统105，以保护电机，以及获得各种运行数据。电机保护系统115可为任何在市场上可买到的电机保护装置，诸如电机控制中心、电度表或继电器。可用作电机保护系统115的、在市场上可买到的电机保护系统的ー个示例是GE Multilin出售的369电机管理继电器。本领域技术人员将认识到，存在类似于369电机管理继电器那样执行功能和产生信息的、在市场上可买到的其它电机保护装置。转回參照图1，控制器120连接到包括电机保护系统115的各个子过程(S卩，子过程
I、子过程2、子过程3和子过程4)上。如图I中示出的那样，控制器120通过通信网络125来与电机驱动式子过程和电机保护系统115通信。在一个实施例中，能使用控制器120而根据运行数据来确定大量发电厂度量。例如，控制器120能确定净发电厂输出，净发电厂输出是从发电厂中产生的功率减去会减损产生的功率的、各个电机驱动式子过程的内部エ厂负载。如本文所用，子过程エ厂输出提供电机驱动式子过程的内部エ厂负载对从发电厂中产生的功率所造成的热力学损耗量的測量。控制器120能确定用于各个电机驱动式子过程(即，子过程I、子过程2、子过程3和子过程4)的子过程エ厂输出度量。在一个实施例中，控制器120确定子过程エ厂输出作 为各个电机驱动式子过程的能量消耗的函数。控制器120能使用用于各个电机驱动式子过程的子过程エ厂输出来确定各个子过程是否为能从净发电厂输出中扣除的应负担的热カ学损耗。控制器120还能使用子过程エ厂输出来与各个电机驱动式子过程对发电厂的整体运行所造成的成本相互关联。在确定了所有成本的情况下，控制器120能加总这些成本，以便确定发电厂的整体运行的累计成本，累计成本基于各个电机驱动式子过程的成本。在一个实施例中，控制器120能跟踪发电厂的整体运行的累计成本以产生合约性能指标，该合约性能指标指示发电厂是否符合针对发电厂的运行而规定的预定合约保证。常常，发电厂的销售和安装是在规定某些性能保证的、发电厂制造商和客户之间的合约中记载的各种性能规范的主題。在一个实施例中，控制器120所确定的性能指标能指示发电厂是满足这些合约保证还是不满足。控制器120能根据电机驱动式子过程中的电机保护系统115所获得的运行数据来确定的另ー个发电厂度量是发电厂的净热耗率。如本文所用，净热耗率是每KWh的净エ厂功率输出中的输入到发动机或热力学循环的热量(以BTU为单位)。參照图1，净エ厂功率输出能被定义为对电网提供的能量减去图中示出的发电厂为产生该能量而消耗的功率量。通常的和期望的BTU/kWh的英式系统是逆效率。如本领域已知的那样，3412 BTU/kWh/效率是100%有效的エ厂的期望值。注意，50%有效的エ厂将具有6824 BTU/kWh (3412/0. 5=6824BTU/kWh)的净热耗率。除了上面提到的发电厂度量外，控制器120还能使用从电机保护系统115中产生的运行数据来执行与核算分析有关的其它度量。例如，在一个实施例中，控制器120能使用从电机保护系统115中产生的运行数据来对电机驱动式子过程执行成本核算分析。成本核算分析可能需要例如捕获以液体燃料运行轮机的边界成本，以及液体燃料推进泵、燃料泵、雾化空气压缩机和用于减少NOx的喷水系统的电机所消耗的能量。在另ー个实施例中，控制器120能使用从电机保护系统115中产生的运行数据来对从各个电机驱动式子过程中产生的功率执行功率核算分析，以及对各个子过程的能量消耗对发电厂的整体运行的影响执行能量核算分析。功率核算分析可能需要例如跟踪运行来实现共同目的的电机组(诸如一大组冷却风扇)的功率消耗。许多发电厂仅仅是让他们所有的冷却风扇始终运行。具体而言，通过美国能源部的告诫，鼓励通过在风扇系统中放置控制器以在凉快至冷天关掉风扇或降低风扇的速度来減少功率消耗。为了展现联邦鼓励更高效，对运行风扇的电机组进行功率核算分析是成功的展现，并建立净发电厂输出值的“用过的和有用的”状态以进入费率基准。能量核算分析可能需要类似于功率核算分析的工作，只是利用能量単位kWh而非瓦。下面是关于控制器120如何确定上面提到的发电厂度量(包括各种上面提到的核算分析)的进ー步的细节。虽然本发明的各种实施例描述了用于确定发电厂度量的控制器120，但是本领域技术人员将认识到，控制器能用来执行额外的功能。例如，控制器120能用作在远程位置处的、执行电机驱动式子过程的远程监测和诊断以及执行形成辅助系统的电气资产的一般管
理的主计算机。在另ー个实施例中，代替使控制器120位于离发电厂的远处，可以在本地配置控制器，或者甚至具有特别针对发电厂的各个电机驱动式子过程而配置的控制器。在发电厂内时，此实施例使得エ厂操作者能够在子过程级别接收发电厂度量。无论控制器120位于何处，都能用发电厂优化应用来实现，发电厂优化应用配置成与电机保 护系统115交互，以及使用从其中获得的数据来确定上面提到的发电厂度量，并且以可呈现的方式转换这个信息，该信息能用来监测、管理、维护和优化包括在エ厂内运行的子过程的发电厂。图2示出了示出根据本发明的一个实施例的、从如图I中描绘的ー个那样的发电厂中产生发电厂度量的操作的流程图200。如图2中示出的那样，流程图200始于210处，其中，从位于在发电厂100(图I)内运行的各个电机驱动式子过程周围的电机保护系统115(图I)接收运行数据。如上面提到的那样，在一个实施例中，控制器120 (图I)通过通信网络125 (图I)来接收来自各个电机保护系统115的运行数据，诸如电压、相电压、频率、电流、功率、VAR、相电流、电流失衡、电压失衡等。流程图200在220处继续，其中，控制器120 (图I)获得有利于确定发电厂度量的信息。具体而言，取回分配因子、乘数和成本因子，以便确定各种发电厂度量。在一个实施例中，能由操作者事先规定的分配因子、乘数和成本因子通常是用来将瓦转换成美元的、乘以功率读数的因子。例如，为了达到足够的压力以满足燃气轮机燃烧系统，有时使用天然气压缩机来使管道压カ提高到所需值。在具有多个轮机的发电厂处，能动态地将压缩机电机所消耗的电成本的分配量分配给基于轮机的燃料消耗而运行的轮机。如果六个轮机中仅有两个轮机在运行，则能实时地将压缩机电机的功率消耗的总成本分配给消费者。在另ー个示例中，考虑联合循环蒸汽和燃气エ厂中的润滑油台架。如果是多轴式蒸汽和燃气エ厂，则分配因子能用来基于什么机器在旋转来设置润滑油台架的泵功率百分数。在单轴蒸汽和燃气エ厂的情况下，将不需要这个分配，因为轴全部旋转或没有轴旋转。在230处，控制器120 (图I)使用运行数据和分配因子、乘数和/或成本因子来确定发电厂度量。如上面提到的那样，发电厂度量中的ー个包括净发电厂输出，净发电厂输出是从发电厂中产生的功率减去会减损产生的功率的、各个电机驱动式子过程的内部エ厂负载。用另ー种方式陈述，净发电厂输出是产生的功率减去对燃气轮机的空气布雷顿循环或典型的蒸汽轮机的兰金循环提供输入的エ厂中的那些“应负担的”损耗。发电厂的净热耗率是能由控制器120确定的另ー个发电厂度量。如上面提到的那样，一般地，热耗率是逆效率測量。因此，如果Q是在热力学循环中产生I kW小时或I kWh电能所需要的能量的量(以Btu/hr为单位)，则热耗率=Q。如本领域中已知的那样，100%效率为大约3412 Btu/kWh。联合循环轮机的典型的效率为大约6600 Btu/kWh，并且对于简单的循环单元高达大约9300 Btu/kWh。对于如燃气轮机的空气布雷顿循环ー样的燃料燃烧循环，Q典型地被定义为消耗的燃料的Btu/lb*燃料消耗的Ibs/小吋，而对于如蒸汽轮机一样的兰金蒸气循环过程，Q典型地被定义为蒸汽流的热函(以Btu/lb*lbs/h为单位)。热循环领域的技术人员理解的是，对于两种类型的轮机，加热值和热函是在输送中的状态变量压カ和温度的强函数。因而，净热耗率是基于净输出的，这使得对于相同热输入的分母更�。�或者使得更无效率。以下是提供净发电厂输出和净热耗率两者的表示的公式
Nei—Omput ^ J Dwaiis,; - > .MotorPower * Allocation,甘中(丄)
"■ ■I
G=l、2…是发电机的数量 L=l、2…是过程电机的数量
Dwattsc是发电机G的发电机终端输出，以瓦为单位 MotorPowerlj是电机L的功率消耗，以瓦为单位 Allocationlj是无量纲分配因子。通过使用公式1，控制器120 (图I)能确定其它发电厂度量。例如，能确定子过程エ厂输出，其提供各个电机驱动式子过程的内部エ厂负载对从发电厂中产生的功率所造成的热力学损耗量的測量。具体而言，子过程エ厂输出是各个电机驱动式子过程的能量消耗的函数，并且典型地由燃气轮机的燃料消耗确定。如上面提到的那样，控制器120能使用各个电机驱动式子过程的子过程エ厂输出来确定各个子过程是否为能从净发电厂输出中扣除的应负担的热力学损耗。控制器120 (图I)还能使用子过程エ厂输出来与各个电机驱动式子过程对发电厂的整体运行所造成的成本相互关联。在一个实施例中，电机驱动式子过程对发电厂的运行所造成的成本由其kWh能量消耗确定。在确定了所有成本的情况下，控制器120能加总这些成本，以便确定发电厂的整体运行的累计成本，累计成本是基于各个电机驱动式子过程的成本的。控制器(图I)能执行的另ー个发电厂度量确定包括关于规定某些性能保证的、发电厂制造商和客户之间的未完成合约来跟踪发电厂的整体运行的累计成本。在一个实施例中，控制器120通过产生指示发电厂是否符合预定的合约保证的合约性能指标来跟踪发电厂的整体运行的累计成本。这一功能性提供一直跟踪部分负载净输出和热耗率的能力。如上面提到的那样，控制器120 (图I)能执行发电厂的、与核算分析有关的其它度量。在一个实施例中，控制器120能对在发电厂内运行的电机驱动式子过程执行成本核算分析。在一个实施例中，对于可变成本，成本核算分析可能需要确定将功率转换成美元的因子。对于固定成本分配，成本核算分析可能需要捕获装置的不直接归因于功率产生的总能量消耗，以便帮助确定更精确的エ厂营业成本。在另ー个实施例中，控制器120能对从各个电机驱动式子过程中产生的功率执行功率核算分析，以及对各个子过程的能量消耗对发电厂的整体运行的影响执行能量核算分析。功率核算分析可能需要精确地理解エ厂内的各个子过程，以精确地累积消耗，同时能量核算分析可能需要确定类似于功率核算分析的結果。不论发生哪种情况，控制器120存储和取回这个信息的能力为用户提供这样的能力，即分析作为在一天内、一年的不同季节内或在几年里的エ厂负载函数的数据的趋势以估算装备的退化。转回參照图2，流程图200在240处继续，其中，控制器120(图I)根据ー个或多个预定分组来划分发电厂度量。预定分组可由操作者规定，或者由控制器120配置，以匹配操作者所希望的特定信息。在一个实施例中，发电厂度量的一个分组能够是标准化性能测试码。例如，在发电厂内运行的某些电机驱动式子过程根据标准化测试码来运行，诸如例如由美国机械工程师协会(ASME )所设置的那些。例如，ASME使用功率测试码(PTC)来测试蒸汽轮机(例如PTC6)、燃气轮机(例如PTC22)、整个エ厂(例如PTC46)和辅助系统(例如PTC46c)的运行。根据ASME PTC来划分发电厂度量是有利的，因为对エ厂操作者而言清楚的是，在他的或她的装备中在哪里作出改进来获得效率和能力改进。作为示例，如果操作者对发电厂运行的特定的电机驱动式子过程感兴趣，则利用这个特征，操作者可利用用于高压给水泵的旁通回路优化三通阀，以通过恰当地选择阀和旁通流阻抗来节约泵功率。·在另ー个实施例中，控制器120 (图I)可根据应负担的热力学损耗来划分发电厂度量。例如，用于蒸汽エ厂运行的给水泵和用于燃气轮机燃料系统的液体燃料泵对于热カ学循环是直接应负担的，并且可由这些热力学损耗划分。在另ー个示例中，控制室中的运行排水泵的2马カ的电机不是针对轮机性能的应负担的热力学损耗，并且从而这可能是不被划分为供エ厂操作者查看的事物。在另一方面，エ厂操作者将很可能对液体燃料泵用来对燃气轮机馈给燃料的泵感兴趣，因为轮机的热力学循环可受到影响。因而，可更加容易地获得这个度量以及作为应负担的热力学损耗的任何其它子过程。在另ー个实施例中，控制器120 (图I)可根据与发电厂的运行相关联的合约保证来划分发电厂度量。在一个实施例中，控制器120可根据对某些合约性能保证特有的发电厂运行的各方面来产生发电厂度量的表示。作为示例，出于管理的原因，对于公用设施而言，将它们划分成传输、产生和燃料供应商业是常见的。例如，可在用以制造用于燃料的合成气体的过程中使用图I中的所有电机，并且图I中的所有电机均属于与燃烧该燃料的燃气轮机不同的企业。所以，为了恰当地对功率、能量或成本簿记，分配的需要变得显而易见。另外，合成气体公用设施可具有合约保证，以按给定的成本/克卡(therm)来输送同等克卡的天然气。本发明的实施例协助通过经济地搜集来自电机保护系统115 (例如电机控制中心)的、此前难以获得的关键信息来合适地分配该信息。在另ー个实施例中，控制器120 (图I)可根据在适于政府或州机构所提供的能量信用节约计划的电机驱动式子过程的任一个内运行的任何电气资产来划分发电厂度量。例如，美国能源部和其它国家的其它机构为具有获得ENERGY STAR 节约的辅助系统的装备提供信用。因此，控制器120可划分度量，以提供特别集中于在受制于ENERGY STAR 节约的电机驱动式子过程中运行的装备或电气资产的結果。例如，一些客户希望具有对特定的水冷却器単元的调低能力。典型地具有4个或6个风扇的単元对于冷却状况而言太多。因此，客户典型地将在凉爽的天气至寒冷天气中手动地控制风扇的运行。通过使得能够进行风扇的远程开关，或者将驱动这些风扇的电机转换成频率可变的驱动器，能获得年度节约。本发明的实施例可识别所涉及的电机，以及加总所消耗的Watt数和MWhr数，以在节约之前和节约之后示出。在另ー个实施例中，控制器120 (图I)可根据与在电机驱动式子过程内运行的电气资产相关联的成本的类型来划分发电厂度量。例如，在发电厂的电机驱动式子过程中使用的装备能被分类成固定成本、半可变成本或可变成本。通过根据成本的类型(即，固定的、半可变的、可变的)来划分度量，操作者能获得关于这些资产如何影响与发电厂的运行相关联的功率和成本的更细致的理解。在另ー个实施例中，控制器120 (图I)可根据与各个电机驱动式子过程相关联的负载来划分发电厂度量。根据成本的类型(即，固定的、半可变的、可变的)来划分度量还使得操作者能够获得关于这些子过程如何影响与发电厂的运行相关联的功率和成本的更细致的理解。转回參照流程图200，在根据上面提到的分组中的一个或多个来划分发电厂度量之后，然后控制器120 (图I)能在250处产生度量的表示供查看。在一个实施例中，这包括在计算单元(例如主计算机、手持式计算装置等)上显示度量供操作者查看。操作者能使用这个信息来改进发电厂及其各种辅助系统的监测、管理、维护和优化。
在产生大量关于功率、能量和成本的度量的信息之后，以图形表示格式将这个信息传达给用户可为合乎需要的。因而，控制器120 (图I)可在260处示出用户规定的分组中的至少ー个的发电厂度量的图形表示。在一个实施例中，用户规定的分组中的至少ー个的发电厂度量的图形表示的显示，可包括在一段时间里分析度量所包含的数据的趋势。在一个实施例中，用户可选择查看在一段时间里的特定分组的发电厂度量。然后控制器120将取回这个时期里的度量，并且使用众所周知的趋势应用来以提供在度量随着时间的过去而变化的视觉理解的格式覆盖这个数据。覆盖发电厂度量的年复一年的结果的能力是合乎需要的，以便确定对度量中的数据的季节趋势和年度趋势的理解。例如，由于燃气轮机对环境温度敏感以及蒸汽轮机对冷水温度敏感的特性的原因，理解这个敏感性的季节趋势和年度趋势将提供关于燃气轮机和蒸汽轮机在这些时期期间的运行的非常宝贵的信息。图2的前述流程图示出了与产生发电厂度量相关联的处理功能中的ー些。就此而言，各个框表示与执行这些功能相关联的过程动作。还应当注意的是，在ー些备选实现中，框中提到的动作可不按图中提到的顺序出现，或者例如，实际上可基本同时地或以相反的顺序执行，这取决于所涉及的动作。而且，本领域普通技术人员将认识到，可添加额外的描述处理功能的框。图3示出了示例性计算环境300，其中，能实现根据本发明的一个实施例的发电厂优化应用，以执行包括确定发电厂度量的功能。如图3中示出的那样，计算环境300包括计算单元305。计算单元305示出为与发电厂310通信，发电厂310示意性地由蒸汽轮机315、燃气轮机320、电机驱动式子过程325和电机保护系统330表示。本领域技术人员将认识到，发电厂的其它表示是可能的，而且发电厂310的要素不意于限制本文描述的本发明的各种实施例的范围。图3示出了计算单元305与用户335通信。用户335可为例如エ厂操作者或另ー个计算机系统。在一个实施例中，エ厂操作者可使用输入/输出(I/O)装置340来与计算単元305交互。可包括(但不限干)键盘、显示器、指示装置等的I/O装置340，可直接地或者通过介于中间的I/O控制器来耦合到计算单元305上。在另ー个实施例中，I/O装置340可为使得计算单元305能够与ー个或多个其它计算装置通信的任何装置。计算单元305包括处理单元345 (例如一个或多个处理器)，存储器构件350 (例如存储体系)、I/O构件355 (例如ー个或多个I/O接口和/或装置)，以及通信路径360 (诸如耦合这些元件的总线)。除了与发电厂310通信之外，计算单元305与用户335、1/0装置340和存储系统365通信。在一个实施例中，处理单元345可执行包含发电厂优化应用370的程序代码，发电厂优化应用370包含执行关于图2所描述的功能性的�？�375、380、385和390。在ー个实施例中，发电厂优化应用370可至少部分地固定在存储器350和/或存储系统365中。
的任何组合来编写用于执行发电厂优化应用370的实施例的运行的计算机程序代码，包括(但不限干)面向对象的编程语言(诸如Java、Smalltalk^++等)或传统的过程编程语言，诸如“C”编程语言或类似的编程语言。程序代码可完全在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、作为独立的软件包、部分地在用户的计算机上以及部分地在远程计算机上、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形中，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))来连接到用户的计算机上，或者可对外部计算机进行连接(例如通过使用互联网服务提供商的互联网)。在执行程序代码的时候，处理单元345能处理数据，这能导致从存储器350、存储系统365和/或I/O构件355读取和/或对它们写入数据(诸如来自发电厂310的运行数据)，以进行进ー步的处理。通信路径360在计算单元305的各个构件之间提供通信链接。I/O构件355能包括一个或多个人类I/O装置或存储装置，这使得用户335能够与计算单元305和/或ー个或多个通信装置交互。在这个意义上，发电厂优化应用370能管理使得用户335能够与应用交互的接ロ组(例如，图形用户接ロ(ー个或多个)、应用程序接口和/或类似的)。另外，发电厂优化应用370能管理(例如，存储、取回、创建、操纵、组织、呈现等)运行数据。无论如何，计算单元305能包括能够执行用户335通过个人计算机、服务器、手持式装置等而安装在其上的程序代码(诸如发电厂优化应用370)的ー个或多个通用计算制品。如本文所用，要理解的是，程序代码可表示以任何语言、代码或符号编写的、导致具有信息处理能力的计算单元或者直接地或者在以下的任何组合之后执行特定功能的任何指令集(a)转换成另ー种语言、代码或符号；(b)以不同的材料形式再现；以及/或者(C)解压縮。在这个意义上，发电厂优化应用370能体现为系统软件和/或应用软件的任何组合。另外，本领域技术人员将认识到，发电厂优化应用370还能体现为方法(一种或多种)或计算机程序产品(ー个或多个)，例如，体现为发电厂的整体控制系统的一部分。因此，本发明的实施例可采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者结合了在本文中大体可统称为电路、�？榛蛳低车娜砑�和硬件方面的实施例的形式。如本文所用，术语“构件”表示具有或不具有软件的任何硬件配置，该硬件使用任何解决方案来实现与其结合起来描述的功能性，而术语�？樵虮硎臼沟眉扑愕ピ�305能够使用任何解决方案来实现与其结合起来描述的功能性的程序代码。当固定在包括处理单元345的计算单元305的存储器中时，�？槭鞘迪止δ苄缘墓辜�的实质部分。无论如何，要理解的是，两个或更多个构件、�？楹�/或系统可共享它们的相应的硬件和/或软件中的ー些/全部。另外，要理解的是，可不实现本文论述的一些功能性，或者可包括额外的功能性作为计算单元305的一部分。当计算单元305包括多个计算装置时，各个计算装置可能在仅包含发电厂优化应用370的一部分(例如一个或多个�？�)。
但是，要理解的是，计算单元305和发电厂优化应用370仅表示可执行本发明的各种实施例的过程步骤的各种可能的等效计算装置。在这个意义上，在其它实施例中，计算単元305能包括任何专用的计算制品(包括用于执行特定功能的硬件和/或计算机程序代码)、包括专用和通用硬件/软件等的组合的任何计算制品。在每种情况下，能分别使用标准编程和工程技术来创建程序代码和硬件。类似地，计算环境300仅说明用于实现本文描述的本发明的各种实施例的各种类型的计算机基础结构。例如，在一个实施例中，计算环境300可包括在任何类型的有线和/或无线通信链路(诸如网络、共享存储器等)上通信的两个或更多个计算装置(例如服务器集群)，以执行本文描述的各种过程步骤。当通信链接包括网络吋，网络可包括ー种或多种类型的网络(例如互联网、广域网、局域网、虚拟私人网等 )的任何组合。虽然已经结合本公开的优选实施例具体地示出和描述了本公开，但是将理解的是，本领域技术人员将会想到变型和修改。因此，要理解的是，所附权利要求意于覆盖落在本公开的真实精神内的所有这样的修改和变化。部件列表 100系统
105燃气轮机
110蒸汽轮机
112燃气轮机发电机
115电机保护系统
120控制器
125通信网络
200-260流程图
300计算环境
305计算单元
310发电厂
315蒸汽轮机
320燃气轮机
325电机驱动式子过程
330电机保护系统
335用户
340 I/O装置
345处理单元
350存储器
360通信路径
365存储系统
370-390 模块。
权利要求
1.一种系统(100)，包括 发电厂(310)； 在所述发电厂(310)内运行的多个电机驱动式子过程(325)； 多个电机保护系统(330)，各自耦合到所述多个电机驱动式子过程(325)中的一个，以从其中产生多个子过程运行数据；以及 控制器(120)，使用从所述多个电机驱动式子过程(325)产生的所述多个子过程运行数据来确定发电厂度量，所述发电厂度量包括净发电厂输出以及所述多个电机驱动式子过程(325)的各个对所述发电厂(310)的整体运行所造成的成本。
2.如权利要求I所述的系统(100)，其中，所述发电厂度量进一步包括所述多个电机驱动式子过程(325)的各个的子过程工厂输出。
3.如权利要求2所述的系统(100)，其中，所述控制器(120)确定所述多个电机驱动式子过程(325)的各个是否为能从所述净发电厂输出中扣除的应负担的热力学损耗。
4.如权利要求I所述的系统(100)，其中，所述发电厂度量进一步包括基于所述多个电机驱动式子过程(325)的各个的成本的、所述发电厂(310)的整体运行的累计成本。
5.如权利要求I所述的系统(100)，其中，所述控制器(120)跟踪所述发电厂(310)的整体运行的累计成本，并且产生指示所述发电厂(310)是否符合针对所述发电厂(310)的运行规定的预定合约保证的合约性能指标。
6.如权利要求I所述的系统(100)，其中，所述控制器(120)对所述多个电机驱动式子过程(325 )执行基于所述多个子过程运行数据的成本核算分析。
7.如权利要求I所述的系统(100)，其中，所述控制器(120)对从所述多个电机驱动式子过程(325)的各个中产生的功率执行功率核算分析，并且对所述多个电机驱动式子过程(325)的各个的能量消耗对所述发电厂(310)的整体运行的影响执行能量核算分析。
8.如权利要求I所述的系统(100)，其中，所述控制器(120)确定所述发电厂(310)的净热耗率作为从所述多个电机驱动式子过程(325)中产生的所述多个子过程运行数据的函数。
9.一种计算机系统(305)，包括 至少一个处理单元(345)； 操作地与所述至少一个处理单元(345 )相关联的存储器(350 );以及 发电厂优化应用(370)，其能够存储在存储器(350)中，并且能够由所述至少一个处理单元(345 )执行，所述发电厂优化应用(370 )从多个电机保护系统(330 )中获得运行数据，所述多个电机保护系统(330)用于在发电厂(310)内运行的多个电机驱动式子过程(325)，所述发电厂优化应用(370)配置成执行包括以下步骤的方法 确定多个发电厂度量，其包括净发电厂输出以及所述多个电机驱动式子过程(325)的各个对所述发电厂(310)的整体运行所造成的成本； 将所述多个发电厂度量划分成一个或多个预定分组；以及 响应于接收用户规定的分组选择，产生针对所述预定分组中的至少一个的所述多个发电厂度量的表不。
10.一种存储计算机指令(370)的计算机可读的存储介质，所述计算机指令(370)在执行时使得计算机系统(305)能够有利于发电厂优化，所述计算机指令(370)包括从多个电机保护系统(330)中获得运行数据，所述多个电机保护系统(330)用于在发电厂(310)内运行的多个电机驱动式子过程(325)； 确定多个发电厂度量，其包括净发电厂输出以及所述多个电机驱动式子过程(325)的各个对所述发电厂(310)的所述整体运行所造成的成本； 将所述多个发电厂度量划分成一个或多个预定分组；以及 响应于接收用户规定的分组选择，针对所述预定分组中的至少一个产生所述多个发电厂度量的表示。
全文摘要
本发明的名称为“使用电机保护系统来协助确定发电厂度量”。本文公开一种使用电机保护系统(330)来协助确定发电厂度量的方法。在一方面，电机保护系统(330)获得来自在发电厂(310)内运行的电机驱动式子过程(325)的运行数据。控制器(120)接收运行数据，并且确定发电厂度量，发电厂度量可包括净发电厂输出以及电机驱动式子过程(325)的各个对发电厂(310)的整体运行所造成的成本。在另一方面，控制器(120)可将功率度量划分成一个或多个用户规定的分组以供它的查看。
文档编号G01R31/00GK102955084SQ201210289839
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者M.A.伦克尔, H.E.米勒 申请人:通用电气公司