[发明专利]全厂水轮机调速系统健康状态评估及优化方法

说明书

本发明提供一种全厂水轮机调速系统健康状态评估及优化方法。全厂水轮机调速系统智能分析平台通过工业以太网获取全厂水轮机调速系统各部件的特征参数，对全厂不同水轮机调速系统的相同部件的特征参数进行比较、计算，修正每台水轮机调速系统各部件的健康状态指数，以便更准确及时地评价每台水轮机调速系统的健康状态。全厂水轮机调速系统智能分析平台通过工业以太网获取全厂水轮发电机组的水头、有功、导叶开度及振动摆度信息，通过长时间的运行数据积累、分析，建立各水轮发电机组水头、有功、导叶开度和电气开限的综合特性曲线，并识别振动摆度超限区，借以优化水轮机调速系统的功率调节和一次调频，避免机组过负荷，同时规避振动摆度超限区。

技术领域

本发明涉及一种全厂水轮机调速系统健康状态评估及优化方法，用于智能化水电站各型水轮机调速系统的健康状态评价及优化控制，满足智能电网的安全运行要求。

技术背景

水电站水轮机是否健康正常运行，将直接影响是否存在安全隐患，事故发生的原因和暴露的问题是多方面的，其中最主要的原因是机组因调频调峰而运行在振动区，水轮机轴承振动幅值严重超标。为此，我们必须加强对机组的状态监测，提高机组运行的稳定性，水轮机调速系统作为水轮机的核心控制设备，承担着更重要的责任，有必要通过对全厂水轮机调节系统的健康状态评价，优化控制规律和方法，进一步提高机组控制的性能、效率和安全。

随着智能化水电站的试点建设，为大中型水电站各设备之间信息共享提供了可能，大量数据得以记录存储，这些海量数据反映了设备间的复杂关系。现在水电站只有一些简单的越限报警，没有综合分析这些数据。如何利用这些相互关联的数据对水电站进行故障诊断、定位和状态评估，是未来智能化电站必须解决的问题。

目前针对水电站的水轮机调速系统的健康状态评估尚未完全展开，特别是通过全厂不同的水轮机调速系统的对比来修正其健康状态的评价体系更未展开，基于此的优化控制也未能实现。

因此寻找一种切实可行且有效的水轮机调速系统健康状态评估体系，对大中型水电站水轮机调速系统健康状态进行综合评价，以便设备管理人员及时了解设备性能状况，提高设备运行的安全性，优化控制规律，对水电站的日常设备管理以及检修工作进行科学的指导具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了适应智能化水电站的建设，建立水电站全厂水轮机调速系统的健康状态评价体系，借以指导水电站的设备管理和维修工作，并优化水轮机调速系统的控制规律，避免机组过负荷，规避振动摆度超限区。

本发明的技术方案：全厂水轮机调速系统智能分析平台通过工业以太网获取全厂所有水轮机调速系统相关数据、状态和各部件的特征参数，以及所有机组振动摆度信息，对全厂不同水轮机调速系统的相同部件的特征参数进行比较、计算，修正每台水轮机调速系统各部件的健康状态指数，以便更准确、可靠、及时地评价每台水轮机调速系统的健康状态，通过长时间的运行数据记录、分析，建立适合电站实际的各水轮发电机组水头、有功、导叶开度和电气开限的综合特性曲线，并识别振动摆度超限区，借以优化水轮机调速系统的功率调节和一次调频，避免机组过负荷，同时规避振动摆度超限区。

在上述技术方案中，所述水轮机调速系统包括水轮机调速器、油压装置和漏油装置，其中，

水轮机调速器提取的各部件特征参数包括：电气调节器获取的静特性死区、开机特性、空载频率摆动、甩负荷特性、接力器不动时间和一次调频特性，电液转换器的伺服电机电流、电转位移与指令偏差和电转零位，主配的漏油量、零位、开方向最大位移和关方向最大位移，事故配压阀的漏油量和接力器事故关闭时间，分段关闭装置的漏油量、导叶分段拐点和分段关闭时间，接力器关腔与开腔压力差、串油量和漏油量；