用于发电系统的基于云的声学监测、分析和诊断技术方案

本发明专利技术题为“用于发电系统的基于云的声学监测、分析和诊断”。本发明专利技术公开了一种系统，该系统包括声学监测、分析和诊断系统，该声学监测、分析和诊断系统具有处理器。该处理器被配置为从近场(NF)麦克风阵列接收NF噪声信号，该NF麦克风阵列在NF中测量来自发电系统的噪声。该处理器被配置为从远场(FF)麦克风阵列接收FF噪声信号，该FF麦克风阵列在FF中测量来自发电系统的噪声。该处理器被配置为基于这些信号来导出NF噪声测量结果和FF噪声测量结果并且使NF噪声测量结果和FF噪声测量结果同步以创建同步NF噪声数据和同步FF噪声数据。该处理器被配置为分析同步NF噪声数据和同步FF噪声数据以创建NF噪声特征和FF噪声特征。该处理器被配置为诊断从该发电系统产生的噪声的根本原因并且报告这些根本原因。因并且报告这些根本原因。因并且报告这些根本原因。

【技术实现步骤摘要】
用于发电系统的基于云的声学监测、分析和诊断
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2020年12月17日提交的名称为“CLOUD
‑
BASED ACOUSTIC MONITORING,ANALYSIS,AND DIAGNOSTIC FOR POWER GENERATION SYSTEM”的波兰专利申请号P.436374的优先权和权益，该专利申请全文以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]本文所公开的主题整体涉及一种使用声学感测技术的用于发电系统的基于云的监测、分析和诊断系统。
[0004]发电系统是将初级能量源转换成次级能量源(即电力)的系统。初级能量源可包括化石燃料(诸如煤、原油和天然气)、液压力(诸如来自大坝的流动水)、核反应能、风能、太阳能和地热能等。在许多地区，大部分电力是从使用涡轮或类似机器来驱动发电机的发电厂产生的。涡轮发电机系统使用移动流体(诸如水、蒸汽、燃烧气体或空气)来推动安装在轴上的一系列叶片，该一系列叶片使连接到发电机的轴旋转。发电机继而基于磁力和电力之间的关系来将动能转换成电能。不同类型的涡轮包括蒸汽涡轮、燃气(气体)涡轮、水力(水电)涡轮和风力涡轮。
[0005]在涡轮发电机系统的操作期间，可能会从各种移动对象(诸如机械零件和流体)或其他物理事件(诸如共振)产生过量噪声。一些噪声可能导致环境问题，例如，来自邻居的抱怨。一些噪声可指示如果没有适时地或适当地解决则可能导致系统/部件故障的潜在问题。因此，需要密切监测从涡轮发电机系统产生的噪声。/>
技术实现思路

[0006]下文阐述了本文所公开的特定实施方案的概述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简要概述，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包括下文可能未阐述的多个方面。
[0007]在第一实施方案中，提供了一种系统。该系统包括声学监测、分析和诊断系统，该声学监测、分析和诊断系统包括处理器。该处理器从近场(NF)麦克风阵列接收NF噪声信号，该NF麦克风阵列在近场中测量从发电系统产生的噪声；并且还从远场(FF)麦克风阵列接收FF噪声信号，该FF麦克风阵列在远场中测量从发电系统产生的噪声。基于所接收的信号，该处理器导出NF噪声测量结果和FF噪声测量结果。该处理器还使NF噪声测量结果和FF噪声测量结果同步以创建同步NF噪声数据和同步FF噪声数据，该同步NF噪声数据和该同步FF噪声数据由处理器分析以创建NF噪声特征和FF噪声特征。基于NF噪声特征和FF噪声特征，该处理器诊断从该发电系统产生的噪声的一个或多个根本原因并且报告从该发电系统产生的这些噪声的该一个或多个根本原因。
[0008]在第二实施方案中，提供了一种方法。根据该方法，声学监测、分析和诊断系统经由近场(NF)麦克风阵列测量从发电系统产生并且在该近场中行进的噪声，并且从该NF麦克风阵列接收NF噪声信号。该声学监测、分析和诊断系统还经由远场(FF)麦克风阵列测量从
该发电系统产生并且在该远场中行进的噪声，并且从该FF麦克风阵列接收FF噪声信号。基于NF信号和FF信号，该声学监测、分析和诊断系统导出NF噪声测量结果和FF噪声测量结果。该声学监测、分析和诊断系统使NF噪声测量结果和FF噪声测量结果同步成同步NF噪声数据和同步FF噪声数据。基于NF噪声测量结果和FF噪声测量结果，该声学监测、分析和诊断系统监测该发电系统的噪声性能。该声学监测、分析和诊断系统还分析同步NF噪声数据和同步FF噪声数据以创建NF噪声特征和FF噪声特征，基于该NF噪声特征和该FF噪声特征，该声学监测、分析和诊断系统诊断所测量的从该发电系统产生的噪声的根本原因。另外，该声学监测、分析和诊断系统控制NF麦克风阵列和FF麦克风阵列来连续地测量噪声以产生连续记录的声学信号，这些连续记录的声学信号提供收集数据的连续监测以基于对所监测的发电系统的使用寿命内的历史数据的分析来识别用于早期故障检测的变化。
[0009]在第三实施方案中，提供了一种存储指令的非暂态计算机可读介质。这些指令在由一个或多个处理器执行时致使该一个或多个处理器控制近场(NF)麦克风阵列来测量从发电系统产生的噪声，并且从该NF麦克风阵列接收NF噪声测量结果。这些指令还致使该一个或多个处理器控制远场(FF)麦克风阵列来测量从该发电系统产生的噪声，并且从该FF麦克风阵列接收FF噪声测量结果。这些指令还致使该一个或多个处理器使NF噪声测量结果和FF噪声测量结果同步以创建同步NF噪声数据和同步FF噪声数据。这些指令还致使该一个或多个处理器基于所测量的来自NF麦克风阵列和FF麦克风阵列的噪声来监测该发电系统的噪声性能。这些指令还致使该一个或多个处理器分析同步NF噪声数据和同步FF噪声数据以创建NF噪声特征和FF噪声特征。这些指令还致使该一个或多个处理器基于NF噪声特征和FF噪声特征来诊断所测量的从发电系统产生的噪声的根本原因。这些指令还致使该一个或多个处理器控制近场(NF)麦克风阵列和远场(FF)麦克风阵列来连续地测量噪声以产生连续记录的声学信号，这些连续记录的声学信号实现收集数据的连续监测以基于对所监测的发电系统的使用寿命内的历史数据的分析来识别用于早期故障检测的变化。
附图说明
[0010]当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的符号在整个附图中表示相同的零件，其中：
[0011]图1是描绘根据本公开的各方面的操作地联接到机器的控制系统的实施方案的框图；
[0012]图2是描绘根据实施方案的一种系统的实施方案的框图，该系统包括燃气涡轮发动机、传感器和图1的控制系统；
[0013]图3是根据实施方案的可由发电系统(诸如图2的燃气涡轮发动机)使用的基于云的声学监测、分析和诊断(CAMAD)系统的实施方案的示意图；
[0014]图4是示出根据实施方案的可由图3的CAMAD系统使用的近场麦克风阵列和远场麦克风阵列的部署图的示意图；并且
[0015]图5是根据实施方案的可使用图4的近场麦克风阵列和远场麦克风阵列分析声学测量结果的过程的流程图。
具体实施方式
[0016]下面将描述一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实施方式而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。
[0017]当介绍本公开的各种实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除列出元件之外的附加元件。此外，以下讨论中的任何数值示例旨在是非限制性的，因此附加的数值、范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：声学监测、分析和诊断系统，所述声学监测、分析和诊断系统包括处理器，所述处理器被配置为：从近场(NF)麦克风阵列接收NF噪声信号，其中所述NF麦克风阵列在近场中测量从发电系统产生的噪声；从远场(FF)麦克风阵列接收FF噪声信号，其中所述FF麦克风阵列在远场中测量从所述发电系统产生的噪声；基于所述信号来导出NF噪声测量结果和FF噪声测量结果；使所述NF噪声测量结果和所述FF噪声测量结果同步以创建同步NF噪声数据和同步FF噪声数据；分析所述同步NF噪声数据和所述同步FF噪声数据以创建NF噪声特征和FF噪声特征；基于所述NF噪声特征和所述FF噪声特征来诊断从所述发电系统产生的噪声的一个或多个根本原因；以及报告从所述发电系统产生的所述噪声的所述一个或多个根本原因。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述诊断所述一个或多个根本原因包括连续地接收噪声信号以然后使所述NF噪声测量结果和所述FF噪声测量结果同步以创建所述同步NF噪声数据和所述同步FF噪声数据；然后诊断噪声的所述一个或多个根本原因；并且然后报告所述一个或多个根本原因。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过使所述NF噪声测量结果和所述FF噪声测量结果之间的数据同步并且自动更新所述NF噪声测量结果和所述FF噪声测量结果之间的变化来使所述NF噪声测量结果和所述FF噪声测量结果同步。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过在频域中使用基于傅里叶的分析来创建所述NF噪声特征和所述FF噪声特征。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述近场包括位于距包括在所述发电系统中的燃气涡轮系统0米和10米之间的区域。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远场包括位于距包括在所述发电系统中的燃气涡轮系统10米和10,000米之间的区域。7.根据权利要求1所述的系统，包括控制系统，所述控制系统被配置为控制所述发电系统的发电，其中所述声学监测、分析和诊断系统包括在所述控制系统中，或通信地联接到所述控制系统。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制系统被配置为应用所述一个或多个根本原因来调整所述发电系统的控制以改善噪声。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述声学监测、分析和诊断系统包括基于云的声学监测、分析和诊断系统。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述声学监测、分析和诊断系统包括声学监测和分析模...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：