[发明专利]电站汽轮机组温度传感器虚拟冗余方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电站机组温度传感器冗余方法，特别是一种大型电站汽轮机组温度传感器虚拟冗余方法，属于电站自动化技术领域。

背景技术

由于电站汽轮机的大部分温度传感器需在高温、高压、高湿甚至振动的环境下工作，致使温度传感器容易损坏，损坏后也不易更换，而温度传感器对机组的寿命管理、设备的故障诊断以及电站经济性能分析管理系统具有很重要的作用，一旦重要的温度传感器损坏，这些系统将无法继续进行计算分析。

当温度传感器损坏后，现有的技术是采用如下的几种冗余方法：

(1)硬件冗余。一些重要参数的温度传感器设置较高的硬件冗余，造成硬件费用增加，成本提高。而且有些传感器由于汽轮机结构的特殊性，安装在通流部分间隙很小的位置，无法进行硬件冗余。如果硬件冗余不足，一旦温度传感器损坏，寿命、故障诊断、性能分析系统在一个机组大修期内就会丢失重要的参数信息，不仅影响系统的正常运行和经济性分析，还会因历史数据的缺损影响机组状态和寿命的评估。

(2)采用设计参数冗余。由于电站汽轮机组运行工况复杂，参数随机波动很大，设计值与运行值之间相差很大，所以没法应用；

(3)采用曲线拟合冗余。由于对象本身具有复杂的非线性、多变量和时变特征，采用简单的曲线拟合方法往往存在较大的误差，也很难满足不同工况的计算和分析需要。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种电站汽轮机组温度传感器虚拟冗余方法，即在由现场数据传感器组采集的数据和电厂计算分析软件之间嵌入一个电站汽轮机组温度传感器虚拟冗余系统。该系统由数据库模块、传感器故障识别模块、人工控制下的在线学习建模模块和温度传感器在线虚拟冗余实现模块组成。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明方法包括：

步骤一、人工控制下的在线学习建模

(1)原始数据准备

选用电站机组某个重要测点的温度传感器A作为目标传感器，其正常工作时候的数据作为目标数据，将容易测定的、或具有较多硬件冗余的、或经过传感器故障识别认定是正确的、且与目标传感器输出参数具有强关联的传感器B、C、D、E、F...作为原始数据传感器，其正常工作时候的数据作为原始数据，选取相同时刻的一组目标数据和原始数据作为一个样本，每隔一个固定的时间间隔取一个样本，取N组(N≥250)样本构成一个原始数据集。

针对每个传感器所测得的N个数据，可以找出其最大值和最小值。若有l个原始数据传感器和一个目标传感器，就有l+1个最大值和l+1个最小值。

(2)原始数据集归一化

由于网络计算数据范围为[0，1]，因此，在进行训练之前必须将原始数据集进行归一化，以减小计算量和避免误差的扩大。归一化采用公式(1)计算：

xip=xip′-ximin′ximax′-ximin′---(1)]]>

其中：

i＝0表示目标传感器，x’_0p表示原始数据集中第p组样本的目标数据，x_0p为x’_0p归一化后的值，称为目标输出参数；

i＝1，2，...，l，表示第i个原始数据传感器，l为原始数据传感器个数，x’_ip表示原始数据集中第p组样本第i个原始数据，x_ip为x’_ip归一化后的值，称为原始输入参数；