[发明专利]一种优化水轮发电机组开机顺序的操作方法

权利要求书

1.一种优化水轮发电机组开机顺序的操作方法，其特征在于包括下列步骤：

1)通过安装在水轮发电机组的有功功率变送器、机组振动传感器、机组摆度传感器、机组温度传感器、水轮发电机组流道压力传感器、水位测量传感器及其相连的现有水轮发电机组计算机监控系统中，获取水轮发电机组当前状态ST，以及下列数据：水轮发电机组有功功率P、水轮发电机组顶盖+X向和-Y向水平振动幅值V₁₁和V₁₂、顶盖+X向和-Y向垂直振动幅值V₂₁和V₂₂、发电机定子铁芯水平振动幅值1V₃₁及2V₃₂和3V₃₃、发电机定子铁芯垂直振动幅值1V₄₁及2V₄₂和3V₄₃、上机架+X向和-Y向水平振动幅值V₅₁和V₅₂、上机架+X向和-Y向垂直振动幅值V₆₁和V₆₂、下机架+X向和-Y向水平振动幅值V₇₁和V₇₂、下机架+X向和-Y向垂直振动幅值V₈₁和V₈₂、定子机架+X向和Y向水平振动幅值V₉₁和V₉₂、上导+X向和-Y向摆度幅值S₁₁和S₁₂、下导+X向和-Y向摆度幅值S₂₁和S₂₂、水导+X向和-Y向摆度幅值S₃₁和S₃₂、定子铁芯温度T_1i、上导瓦温T_2i、推力轴承温度T_3i、下导瓦温T_4i、水导瓦温T_5i，按下式计算定子铁芯温度T₁、定子线棒温度T₂、上导瓦温T₃、推力轴承温度T₄、下导瓦温T₅、水导瓦温T₆、蜗壳进口水压差值h、机组运行水头H；通过ERP系统，获取水轮发电机组及其出口单元设备缺陷信息；该缺陷信息分为：

I级缺陷指：能导致设备发生重大事故或强迫停运，危及电力系统安全，甚至引起人身、环境事故的缺陷；

II级缺陷指：能造成设备稳定性、安全性、效率降低，或对人员健康和环境造成影响的缺陷；

III级缺陷指：不影响设备安全状态，能够控制、监视运行的缺陷；

2)根据步骤(1)获取的水轮发电机组各部位振动幅值、摆度幅值，按下式对各相同部位、相同方位的振动幅值、摆度幅值进行合成计算：

其中，x表示相同部位和相同方向振动幅值、摆度幅值的合成值；

x_i表示获取的某一位置振动幅值、摆度幅值；

n表示获取的相同部位和方向振动、摆度数量；

顶盖水平振动幅值合成值：

顶盖垂直振动幅值合成值：

定子铁芯水平振动幅值合成值：

定子铁芯垂直振动幅值合成值：

上机架水平振动幅值合成值：

上机架垂直振动幅值合成值：

下机架水平振动幅值合成值：

下机架垂直振动幅值合成值：

定子机架水平振动幅值合成值：

上导摆度幅值合成值：

下导摆度幅值合成值：

水导摆度幅值合成值：

3)根据步骤(1)获取的水轮发电机组各部位温度值，按以下各式计算：

相同部位温度合成值：

其中，x表示相同部位温度的合成值；

x_i表示获取的相同部位、不同位置的温度值；

n表示获取的温度值数量，与对应的温度传感器数量相同；

4)根据步骤(1)获取的蜗壳进口水压差值h、单位为米水柱，按下式计算发电机组发电用水量Q；

其中，k是蜗壳的流量系数，同一机组在不同水头下几近相同，其为水轮发电机组设计值；

5)以步骤(1)获得的机组运行水头H和步骤(4)得到的机组发电用水量Q，按下式计算水轮发电机组的输入功率N；

N＝γ·Q·H；

其中，γ是水的重度，为9790N/m³；

6)以步骤(1)获取的当前机组出口设备缺陷信息，按下式计算各机组的缺陷分值：

其中，R_I为I级缺陷分值；

R_II为II级分值；

R_III为III级缺陷分值；

n为同类缺陷发生次数；

7)以步骤(1)和步骤(5)得到的水轮发电机组有功功率P、机组输入功率N，根据下式计算水轮发电机组的效率ρ：

8)以步骤1)获得的机组有功功率p、机组运行水头H与步骤2)、步骤(3)、步骤(7)得到的水轮发电机组各部位振动幅值、摆度幅值、温度值、水轮机效率，分别建立三维模型，利用计算机及现有mallat小波算法和PCA数据主成分分析方法，得到各数据的特征值：

9)依据发电机组现有的设备远程智能诊断系统的预置软件程序，获取发电机组运行特征数据评分表；

10)以步骤(7)、步骤(8)和步骤(9)得到的数据，按单项指标数据K_i从小到大的顺序进行排列，且按如下公式计算发电机组的单项特征指标得分值Q_i：

其中：

n是排序顺序号；

m是机组台数；

Q是指标标准分值；

根据公式对发电机组的特征值进行排序，当数值越小时，顺序序号越小，则得分越高，说明指标越优异；

11)以步骤(10)获得的数据，利用下式计算发电机组累计特征指标得分值：

Q_i是发电机组单项指标得分值；

12)以步骤(6)获得的当前数据，按下式计算发电机组出口单元缺陷评分值：

其中：R_I为I级缺陷分值，R_II为II级分值，R_III为III级缺陷分值，无缺陷R记为1，n为缺陷发生次数；

13)以步骤(1)得到的机组当前状态ST和步骤(11)、步骤(12)获得的数据，按下式计算机组的性能指标PI：

PI＝Q_s·R·ST；

其中，Q_s是累计特征指标评分值；

R是缺陷分值；

ST是机组状态，当机组为停机态时ST＝1，非停机态时ST＝0；

14)以步骤(13)得到的机组性能指标结果，制定机组开机顺序表，其中得分较高者最先开机、得分较低者最后开机，从而指导值班员择优进行开机操作。

2.根据权利要求1所述的优化水轮发电机组开机顺序的操作方法，其特征在于所述步骤(8)的数学模型，按下列步骤建立：

81)步骤(2)得出的水轮发电机组顶盖水平振动幅值V₁在1-150um范围内为有效值，步骤(1)获取的发电机有功功率P在230-500MW范围内为有效值、发电机组运行水头H在100-150m范围内为有效值；

82)以发电机组有功功率P′为X坐标、发电机组运行水头H′为Y坐标、发电机组顶盖水平振动幅值V′₁为Z坐标，建立三维图形；在三维图形的X、Y平面上获取同一时刻发电机有功功率P′和发电机组运行水头H′的交叉点A，自该交叉点A起作平行于Z轴的直线，直至与Z轴的水轮发电机组顶盖水平振动幅值V′₁水平面相交形成点B，则与该点B对应的水轮发电机组顶盖水平振动幅值V′₁即为同一时刻由水轮发电机组顶盖水平振动幅值V′₁、发电机有功功率P′和发电机组运行水头H′通过三维模型确定的水轮发电机组顶盖水平振动幅值V′₁；

83)以步骤82)的三维模型及水轮发电机组顶盖水平振动幅值V′₁作为mallat小波算法和PCA数据主成分分析方法的源数据，通过现有mallat小波算法和PCA数据主成分分析方法，得到当前水轮发电机组顶盖水平振动幅值特征值V_1T。