[实用新型]一种非线性火电厂控制系统故障检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及火电厂系统的故障监测领域，特别涉及一种火电厂控制系统的非线性故障监测系统。

背景技术

常规的火力发电厂均采用集散控制系统(DCS)，用于采集和储存大量的火力发电过程数据，例如蒸汽压力、蒸汽温度、蒸汽流量、汽包液位、颗粒物浓度等等，各类数据之间以及DCS控制系统的输入变量与输出变量之间通常存在很高的非线性关系，因此需要建立复杂精确的监测模型对DCS控制系统各类过程数据进行分析，而使用这种非线性的监测模型需要对各类数据不断进行非线性优化，因此需要监测模型具有较高的精确度。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型的一个实施例提供了一种非线性火电厂控制系统故障检测系统，该系统包括：传感器，布置在火电厂控制系统的执行器附近，包括至少一个温度传感器、压力传感器、流量传感器和颗粒传感器；存储单元，与传感器进行有线连接或无线连接，用于存储传感器的信号；训练单元，与存储单元电气连接，以接收传感器的信号并建立KPLS模型；KPLS统计单元，分别与训练单元和存储单元电气连接，以接收训练单元建立的KPLS模型和传感器的信号，并基于KPLS模型对传感器的信号进行KPLS运算；输出端，与KPLS统计单元电气连接，以输出KPLS统计单元的运算结果。

优选地，存储单元内还设有预处理单元，预处理单元用于对传感器的信号进行预处理。

优选地，该系统还包括报警单元，报警单元与输出端电气连接，用于基于运算结果发送故障报警信号。

优选地，火电厂控制系统包括至少一个锅炉安全监控系统、协调控制系统、旁路控制系统、和/或模拟量控制系统。

优选地，传感器包括至少一个温度传感器、气体压力传感器、液位传感器、和/或流量传感器；运行数据则包括炉膛温度信号、蒸汽温度信号、蒸汽压力信号、汽包液位信号、和/或蒸汽流量信号。

优选地，执行器附近设有1～10个监测点，每个监测点装设有一个传感器。

优选地，锅炉安全监控系统的执行器包括汽包水位调节执行器、蒸汽温度调节执行器和炉膛压力调节执行器。

优选地，旁路控制系统的执行器包括旁路调节阀。

优选地，模拟量控制系统的执行器包括流量开关、差压开关和液位开关。

优选地，每种传感器的个数大于为1～5。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中的非线性故障检测系统的结构示意图。

图2为本实用新型的另一个实施例中的非线性火电厂控制系统故障检测系统的结构示意图。

图3为本实用新型的一个实施例中的非线性故障检测系统的数据处理流程图。

具体实施方式

发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种非线性火电厂控制系统故障检测系统。由于常规的火电厂控制系统的输出参量之间具有很复杂的相关性关系，不能有效建立分析模型得到这些输出参量之间的变化关系。本实用新型的系统则设立了KPLS统计单元104，使用核偏最小二乘法从控制系统的非线性数据中提取有效信号，通过KPLS计算，能够及时、准确的检测出故障。

术语

如本文所用，术语“KPLS”指核偏最小二乘(KPLS)：该算法是将核函数 (Kernel)引入到PLS回归方法中，通过核函数将输入数据映射到高维特征空间，再在高维特征空间进行PLS运算，从而建立输入输出变量之间的非线性关系。该算法具有良好的处理非线性数据的能力。

本实用新型涉及一种火电厂控制系统的非线性检测系统，采用核偏最小二乘法对具有非线性相关性的控制系统的各个信号值进行线性优化。

典型地，本实用新型包括包括：传感器101，布置在火电厂控制系统的执行器附近；存储单元102，与传感器101进行有线连接或无线连接，用于存储传感器101的信号；训练单元103，与存储单元102电气连接，以接收传感器101的信号并建立KPLS模型；KPLS统计单元104，分别与训练单元103和存储单元102 电气连接，以接收训练单元103建立的KPLS模型和传感器101的信号，并基于 KPLS模型对传感器101的信号进行KPLS运算；和输出端105，与KPLS统计单元104电气连接，以输出KPLS统计单元104的运算结果。

本实用新型的主要优点包括：