基于团队智能的水电机组集成监测方法研究与实践

【摘要】：水电是中国当前最主要的清洁能源,在全世界日益重视节能减排的背景下,如何在确保水电机组安全稳定运行的前提下尽可能提高其利用率便成为十分突出的研究课题。自上世纪90年代以来,旨在提高水电机组运行可靠性和经济效益的“状态检修”成为研究的焦点,以掌握水电机组健康状况为目标的状态监测技术取得了长足的发展与进步,多种水电机组状态监测系统投入工业应用。这些系统基本都是专项监测装置或集合监测系统,在保证水电机组的安全稳定运行、提高设备利用率等方面发挥了一定作用。 然而,这些系统普遍没有实现机组的全面监测,也没能将各专项监测集成在同一平台上,因而专项监测装置之间难以做到信息共享与行为协同(如同步采集、同步存储、关联分析等)。加之,水电机组是一个由水力、机械、电气、控制和辅助设备构成的强耦合复杂大系统,往往牵一发而动全身。当前的各种监测方法不能有效解决多来源、多时标、异构机组状态数据的有机融合问题,从而不能实现机组的综合分析与诊断。 为此,提出了基于团队智能的水电机组集成监测方法,其基本目标是：运用团队智能技术,将各监测装置通过实时现场总线网集成到同一平台上进而构成一个有机的机组集成监测团队,建立各监测装置之间关联协同的机制,共同实现多来源、多时标及异构机组状态数据的有机融合,便于进行机组的综合分析与诊断。 通过总结团队的鲜明特征,引出了团队智能(TI)的概念并给出了其定义,并对团队中可能出现的团队行为进行了形式化描述。系统地研究了团队模型,包括组织结构、任务描述、角色关系、组织规范及人事关系等内容；通过任务描述,实现了团队目标、行为与任务的统一,并可将团队的协同行为归结为组织规范约束下的角色关系。建立了基于消息机制的三层垂直分布结构团队成员模型(TIP),并分别对成员模型的消息处理层、行为控制层及核心功能层的框架进行了设计。 根据团队智能理论,建立了水电机组集成监测团队框架；整个监测团队由控制单元TIP、机械单元TIP、电气单元TIP、综合单元TIP及其它TIP组成,并分别对这些TIP的核心功能进行了阐述；讨论了机组集成监测团队的基本运行机制,包括分工、协同、制约及冲突等。通过时间融合、运行工况融合及异常事件融合等关键技术实现机组状态数据的有机融合。 围绕机组海量状态数据的组织、存储与管理等问题,分别研究了机组状态数据的优化组织策略、选择性智能存储策略以及有效性验证与管理。 在实现机组集成监测的基础上,探讨了水电机组的综合分析方法。将传统的阈值分析与机组运行工况、异常事件相结合,研究了基于动态阈值的实时故障预警方法,并介绍了该方法在变压器故障预警方面的应用实例。以机组集成监测提供的全面、关联性强的状态数据为基础,介绍了机组稳定性综合分析的现场案例。针对调速油系统常见的异常或故障,分别定义了能较好反映它们的性能指标并给出了相应的计算方法；以状态数据与性能指标为基础,探讨了调速油系统性能分析与异常检测的方法；最后给出了调速油系统实时监测、日分析、漏油检测及故障预警等应用实例。 实践证明,基于团队智能的水电机组集成监测为开展设备的综合分析与诊断提供了优良的平台,这对提高分析与诊断结果的准确性、可靠性及可信性具有极其重要的作用。 【关键词】：水电机组 团队智能 集成监测 综合分析 选择性智能存储 性能分析 异常检测 实时在线
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TV738
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-27
• 1.1 论文研究背景与目的10-11
• 1.2 水电机组在线监测与故障诊断技术发展状况11-16
• 1.3 水电机组状态监测存在的问题与发展趋势16-18
• 1.4 人工智能技术概述18-25
• 1.5 本文的研究框架25-27
• 2 团队智能理论与方法27-44
• 2.1 引言27
• 2.2 团队及其特征分析27-29
• 2.3 团队智能的定义29-30
• 2.4 团队行为形式化描述30-34
• 2.5 团队模型34-38
• 2.6 成员模型38-43
• 2.7 小结43-44
• 3 基于团队智能的水电机组集成监测44-61
• 3.1 引言44
• 3.2 机组状态数据的特点44-47
• 3.3 机组集成监测团队框架47-50
• 3.4 机组集成监测团队运行机制50-55
• 3.5 机组状态数据融合55-59
• 3.6 小结59-61
• 4 机组集成监测的数据组织与管理61-75
• 4.1 引言61
• 4.2 状态数据优化组织策略61-65
• 4.3 状态数据选择性智能存储策略65-68
• 4.4 状态数据有效验证及管理68-74
• 4.5 小结74-75
• 5 基于集成监测的水电机组综合分析案例75-95
• 5.1 开展综合分析的必要性75
• 5.2 基于动态阈值的实时故障预警75-80
• 5.3 机组稳定性综合分析现场实例80-82
• 5.4 调速油系统性能分析及异常检测82-94
• 5.5 小结94-95
• 6 全文总结与展望95-98
• 6.1 全文总结95-96
• 6.2 研究展望96-98
• 致谢98-100
• 参考文献100-108
• 附录1 (攻读博士学位期间发表的主要论文)108

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于虚拟现实的水电机组状态监测分析方法研究    范辉;

基于超高频电磁波测量的变压器局部放电在线监测的研究    黄兴泉

葛洲坝电厂19F机组励磁系统状态监测与诊断    胡国,李朝晖,杨兴斌,曾洪涛

基于PXI的变压器在线监测系统    陈婷;陈燚涛;李朝晖;

大型发电机定子绕组局部放电在线监测系统的研究    苏鹏声,汪小明,曹海翔,姜建国

变压器油中局部放电信号超高频特性的研究    王国利,郝艳捧,李彦明

水电机组空蚀在线监测系统的研究    王涛,南海鹏,王德意,董开松

我国水电机组振动监测与故障诊断技术的现状和发展方向    陈维克，张松，吴雅，杨叔子

基于CAN总线的分布式绝缘在线监测系统的设计与实现    童晓阳,张广春,邹思轶,吴广宁

小波包-最大熵谱估计及其在水轮机故障诊断中的应用    桂中华,韩凤琴

基于局部放电监测的水轮发电机主绝缘诊断分析系统    杨合民,李朝晖,王宏

基于Community Intelligence的水电企业模型及应用研究    曾洪涛

葛洲坝电厂最优维护方法研究与实践    艾友忠

大型水轮机空化在线监测与分析——方法及应用研究    史会轩

大型发电机局部放电在线监测与分析方法研究    万元

水电站维护自动化研究与实践    王宏

水轮发电机组振动在线监测与分析系统研究    刘金凤

水轮发电机组振动监测与故障诊断系统设计与应用    刘玉刚

变压器在线监测计算机选型和移动工作站开发    陈婷

水轮机调速油系统状态监测与分析    赵晶

水电机组状态监测与诊断中的分析方法及案例    朱传古

卧螺离心机实时监测与故障自愈系统研究    马波,马日红,江志农,高金吉

基于粒子群算法的移动机器人全局路径规划策略    李擎;徐银梅;张德政;尹怡欣;

改进粒子群算法在三维水下导航规划中的应用    于飞;唐小勇;潘洪悦;

多种群自适应模拟退火遗传算法求解TSP问题    夏仁强;

大型整流装置在线维护专家系统    胡志坤;何多昌;阳春华;文杰;

变压器局部放电的超声波和射频联合检测技术的现状和发展    罗勇芬,李彦明,刘丽春

变压器局部放电超高频检测中校正技术的初步研究    王国利,吕建玉,郝艳捧,李彦明

变压器局部放电超高频信号的改进小波去噪    程昌奎;陈娇;兰洋;冯毅强;李志卉;

模糊专家系统在包装机械故障诊断中的应用    丁毅;龚宇;

包装机械故障诊断中模糊专家系统的应用研究    丁毅;龚宇;

主被动方法融合的空化在线监测平台    曹晟辰;阎兆立;程晓斌;李晓东;

基于文化-粒子群算法的机器人路径规划算法    史久根;徐胜生;

油纸绝缘局部放电超高频检测方法的研究    李梅;

基于信息熵距的旋转机械振动故障诊断方法的研究    陈非;黄树红;张燕平;申弢;高伟;

在推进水电厂实施状态检修中的几个问题探讨    李宪栋;肖明;

月球探测机器人路径规划的群体智能优化策略    岳富占;崔平远;崔祜涛;

面向维护的真空断路器状态监测与诊断系统研究    郭江;邹积岩;

改进离散粒子群算法及其在钢卷优化组合中的应用    郑东亮;薛云灿;李斐;杨启文;

高压设备绝缘在线监测系统的数据采集    黄俊杰;黄云峰;高金峰;

用于变压器局部放电检测的套筒单极子天线研究    孟延辉;唐炬;许中荣;张晓新;胡晶晶;

电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究    全惠敏

基于免疫算法和多传感器信息融合的电机故障综合诊断方法研究    勾轶

基于多源信息融合的水电机组故障诊断与轴心轨迹识别技术研究    杨志荣

多目标拟态物理学优化算法及其应用研究    王艳

粒子群优化算法及其在机电设备中的应用研究    刘波

基于核方法的旋转机械故障诊断技术与模式分析方法研究    蒋玲莉

一种新型水下球形机器人的若干关键技术研究    兰晓娟

基于FMAGDM理论的复杂设备故障诊断不确定推理方法研究    赖于树

旋转机械非平稳信号微弱特征提取方法研究    蒋永华

超高频局部放电信号等效源数学模型及其与放电量的关联分析    谢颜斌

油浸式变压器绝缘在线监测系统研究    宋天斌

基于遗传蚁群算法的属性约简研究    洪杉

多设备振动监测系统的研究与实现    唐军

基于进化神经网络的未知环境下机器人多路径规划研究    胡剑

基于虚拟现实的机器人加工仿真研究与实现    刘章明

基于暂态地电压和超声波测试的10kV开关柜绝缘状态评估技术的研究    骆洁艺

特高频法检测GIS局部放电的研究    郝朝阳

改进粒子群算法在薄膜参数反演与设计中的应用    张淼

水电厂计算机监控系统的研究与设计    李岚

四轮农用运输车故障诊断咨询系统研究与实现    张辉宇

面向智能水电站的远程监测与分析系统    杨贤

水电厂技术资料与专家知识数字化方法研究与应用    杨兴斌

基于虚拟现实的水电机组状态监测分析方法研究    艾远高

一种基于黑板的多智能体合作专家系统工具(英文)    曹元大,蒋怒涛

变压器在线监测系统的研制    杨晓洪,甄为红,郭碧红

运用图形分析判别局放与干扰脉冲    沈鼎申;聂德鑫;伍志荣;罗先中;

变压器局部放电在线监测技术的研究    杨启平;薛五德;蓝之达;

电力变压器局部放电的定位方法    王冠军,魏蓓

抗空蚀材料研究应用进展    王再友,龙霓东,朱金华

我国水电站自动化辉煌业绩回顾及新世纪展望    顾景芳,方辉钦,周志清,王德宽,任兆宏

水电机组状态监测分析中的软件滤波方法    张贤志,常黎,周建中,沈辉

隔河岩水轮发电机组状态监测与诊断系统    符向前,刘光临,蒋劲

面向维护的励磁系统状态监测和诊断    姜琳,李朝晖

基于多Agent的企业信息集成理论及应用研究    龚报钧

汽轮发电机组故障诊断系统中几个关键技术的研究    卢学军

电厂维护中基于虚拟现实及智能代理的人机融合技术    郭江

水轮机调速系统优化维护理论与实践    陈燚涛

混流式机组水力振动研究与破坏原因分析    贺梅

大型水轮发电机组状态监测与故障诊断技术的研究    熊浩

基于神经网络的水轮发电机组振动故障诊断专家系统的研究    刘峰

水电机组状态检修数据库管理系统设计与实现    姚泽

浅析水电机组修复改造的目的    黄源芳;

我国单机容量百万千瓦水电机组获阶段性成果    

东方龙羊峡水电机组获国家优质产品金奖    廖隆源;

试谈水电机组的检修方式    沈磊

浅谈水电机组的增容改造    黄发民

长江三峡工程 中国人的骄傲——国务院三建委三峡枢纽工程质量检查专家组成员、国家机械工业局三峡办公室高级顾问梁维燕院士谈长江三峡工程及其机电设备    梁维燕

水电机组汽蚀在线监测系统的研究    魏然,王德意

2001年全国水电投产超过280万kW    

水电机组状态检修数据库管理软件模块化设计    姚泽,孙建平

水电机组一次调频参数设置优化探讨    舒荣;周宾强;

水电机组发展历程中的若干力学问题    陈贵清;马弘达;杨雪梅;

水力学原理在水电机组增容改造中的应用    朱磊;

水电机组状态监测与诊断系统研究    陈启卷;蒋劲;程红举;符向前;李友平;

RCM在中、小型水电机组应用浅探    许诩俭;

黄坛口水电站1#-4#水轮发电机组增容技术改造    金以红;

有限元在水电机组结构设计中的应用    杨晓君;

水电机组稳定性检测与分析    黄宗碧;梁涛;

国内水电机组状态检修技术现状分析    李友平;易琳;郑玉民;黄健;

水电机组故障智能诊断研究综述    葛新峰;徐广文;周叶;唐澍;

HM9000水电机组状态监测系统在太平湾发电厂的应用    桂中华;潘罗平;周叶;唐澍;孙峰;

我国加紧研发百万千瓦级水电机组    吴植

700兆瓦级水电机组励磁系统实现国产化    通讯员 周光乙　袁亚洲

国电电力 水电机组投产新项目获批    证券时报记者 向南

水电重大装备制造业跨入新时代    吴植

世界首台80万千瓦水电机组蜗壳出厂    通讯员 孙文

水电集团去年完成装机1990万千瓦    记者 黄家哲　任乐云

水火互补效果明显    高强

哈电机开展溪洛渡项目技术攻关    

江西公司力促电网频率稳定    张琴 徐擎天

百万千瓦水电机组关键技术被攻克    邱赫

基于团队智能的水电机组集成监测方法研究与实践    谢国财

融合支持向量机的水电机组混合智能故障诊断研究    张孝远

基于多源信息融合的水电机组故障诊断与轴心轨迹识别技术研究    杨志荣

贝叶斯网络在水电机组状态检修中的应用研究    华斌

水电机组控制系统辨识及故障诊断研究    李超顺

基于健康评估和劣化趋势预测的水电机组故障诊断系统研究    潘罗平

水电机组状态检修中若干关键技术研究    陈喜阳

水电机组振动故障的智能诊断方法研究    彭文季

基于支持向量机的水电机组故障诊断研究    邹敏

基于改进支持向量机和特征信息融合的水电机组故障诊断    彭兵

水电机组智能故障诊断方法与振动趋势预测研究    田源

水电机组振动监测分析系统研究    黎平

水电机组主轴系统稳定性分析    马弘达

水电机组过渡过程仿真    蔡龙

水电机组一次调频性能分析及试验研究    吴扬文

中小型水电机组稳定性监测系统研究与开发    宋兵

水电机组状态监测及故障诊断研究    徐东海

基于神经网络的水电机组动载识别研究    沙瑞华

水电机组运行稳定性试验数据分析方法研究及应用    麻志成

水电机组振动故障的信息融合诊断与仿真研究    赵道利