【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及励磁故障分析领域，特别是一种励磁系统在线监测装置与方法。
技术介绍
1、励磁系统是发电机控制系统的核心，对发电机乃至电力系统的安全稳定运行起着重要作用。励磁系统主要由调节单元、功率单元、灭磁单元等部分组成。随着发电机容量的增大，励磁系统对发电厂及电网的安全稳定影响也越来越大，励磁系统运行过程中需要采集、监测和记录的数据也越来越多。尽管当前励磁系统已集成了智能监测、诊断功能，但集成在线监测与诊断提升了励磁系统控制装置的运算压力，在励磁系统中增加一套专门用于在线监测和诊断的装置，对于提升系统可靠性具有重要意义；因此，需要设计一种励磁系统在线监测装置与方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种励磁系统在线监测装置与方法，该方案可以有效提升励磁系统可靠性。
2、为实现上述技术效果，本专利技术的技术方案是：
3、一种励磁系统在线监测装置，包括数据采集单元、数据处理单元和在线监测平台；数据采集单元采集励磁系统的运行状态信息；数据处理单元与数据采集单元通讯连接，根据数据采集单元采集到的数据进行励磁系统状态分析，采用故障分析算法对励磁系统的故障进行提前预警，或对已发生的故障进行分析判断；在线监测平台用于显示励磁系统工作状态。
4、优选地，数据采集单元采集来自励磁调节器采集的模拟量和开关量数据，也直接采集来自传感器的数据；模拟量数据包括机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流、可控硅整流桥阳极电压和阳极电流，开关量数据包括并网
5、优选地，数据处理单元根据设定的触发条件对励磁系统运行状态数据进行分析，获取满足触发条件的数据，包含告警、限制和故障。
6、优选地，在线监测平台为工控屏一体机，包含存储模块、分析处理模块、触控显示屏和通信模块；存储模块用于存储数据，包括自动录波完成的将波形文件，以及用于反映励磁系统工作状态历史数据。
7、优选地，一种励磁系统在线监测装置的方法，包括以下步骤：
8、s1，获取励磁系统的运行数据；
9、s2，对励磁系统的运行数据进行清洗、加工、预处理与存储；
10、s3，通过数据共享、分析、挖掘等方式，结合励磁系统机理模型与故障诊断算法，对运行数据进行分析，判断励磁系统是否正常运行；
11、s4，如果励磁系统出现故障，根据数据波形特征判断故障类型；
12、s5，根据故障类型，提取相应的模拟量和开关量数据，生成故障发生前后一个时间段的波形文件并存储；
13、s6，根据诊断结果进行故障报警。
14、优选地，步骤s1中的励磁系统运行数据包含机端电压、定子电流、励磁电流、系统电压、频率、有功功率、无功功率、控制角、功率因数的模拟量数据，励磁系统断路器状态、灭磁开关状态、系统状态、运行方式、控制方式、通信状态的开关量数据以及部署在励磁系统内部的各种传感器采集的数据。
15、优选地，步骤s3中的故障诊断算法部署在在线监测装置内，通过内部信号采集板件或部署的传感器采集，故障诊断与励磁控制共享励磁系统运行数据。
16、优选地，故障诊断算法的步骤如下：
17、s301，将采集到的励磁系统运行数据样本集d作为输入，d={（x1，y1）、（x2，y2）、（x3，y3）...（xm，ym）}，弱学习器的迭代次数为t；
18、s302，对样本集进行随机采样，随机采样次数为t，每次随机抽取m个样本，得到采样样本dt；
19、s303，在cart决策树模型中对得到的采样样本进行训练，即在t个弱学习器中进行学习；
20、s304，输出最终的强学习器f（x）。
21、优选地，步骤s4中的故障诊断的具体方法如下：
22、首先对励磁系统故障进行分类，包含失磁故障、交直流输入回路故障、功率柜故障、机端pt慢熔、起励失败和灭磁回路故障；然后通过对不同类型的特征量数据进行分析，得到故障类型；最后选择合适的特征量数据并进行多次训练，得到一个稳定的故障诊断模型。
23、进一步地，根据采集的励磁系统运行数据作为故障诊断模型输入，输出故障类型。
24、上述一种励磁系统在线监测装置与方法的有益效果如下：
25、本专利技术通过设置励磁系统在线监测装置，采集励磁系统运行数据，并根据数据运行故障诊断算法，对励磁系统的原型状态进行分析，从而根据波形判定故障类型并及时发出对应的报警信息；该方案可以解决现有的励磁系统中继承了在线监测与诊断以后，励磁系统控制装置的运算压力提升的问题，可以有效提升励磁系统可靠性。
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1.一种励磁系统在线监测装置，其特征在于：包括数据采集单元、数据处理单元和在线监测平台；数据采集单元采集励磁系统的运行状态信息；数据处理单元与数据采集单元通讯连接，根据数据采集单元采集到的数据进行励磁系统状态分析，采用故障分析算法对励磁系统的故障进行提前预警，或对已发生的故障进行分析判断；在线监测平台用于显示励磁系统工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种励磁系统在线监测装置，其特征在于：数据采集单元采集来自励磁调节器采集的模拟量和开关量数据，也直接采集来自传感器的数据；模拟量数据包括机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流、可控硅整流桥阳极电压和阳极电流，开关量数据包括并网信号、灭磁开关位置信号、增磁、减磁、通道切换、逆变、AVR投入、FCR投入和起励，传感器数据包括灭磁电阻温度传感器、阻容模块温度传感器和灭磁开关温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种励磁系统在线监测装置，其特征在于：数据处理单元根据设定的触发条件对励磁系统运行状态数据进行分析，获取满足触发条件的数据，包含告警、限制和故障。
4.根据权利要求1所述的一种励磁系统在线监测装置
5.根据权利要求1~4任意一项所述的一种励磁系统在线监测装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种励磁系统在线监测装置的方法，其特征在于：步骤S1中的励磁系统运行数据包含机端电压、定子电流、励磁电流、系统电压、频率、有功功率、无功功率、控制角、功率因数的模拟量数据，励磁系统断路器状态、灭磁开关状态、系统状态、运行方式、控制方式、通信状态的开关量数据以及部署在励磁系统内部的各种传感器采集的数据。
7.根据权利要求5所述的一种励磁系统在线监测装置的方法，其特征在于：步骤S3中的故障诊断算法部署在在线监测装置内，通过内部信号采集板件或部署的传感器采集，故障诊断与励磁控制共享励磁系统运行数据。
8.根据权利要求5所述的一种励磁系统在线监测装置的方法，其特征在于，故障诊断算法的步骤如下：
9.根据权利要求8所述的一种励磁系统在线监测装置的方法，其特征在于：步骤S4中的故障诊断的具体方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种励磁系统在线监测装置，其特征在于：包括数据采集单元、数据处理单元和在线监测平台；数据采集单元采集励磁系统的运行状态信息；数据处理单元与数据采集单元通讯连接，根据数据采集单元采集到的数据进行励磁系统状态分析，采用故障分析算法对励磁系统的故障进行提前预警，或对已发生的故障进行分析判断；在线监测平台用于显示励磁系统工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种励磁系统在线监测装置，其特征在于：数据采集单元采集来自励磁调节器采集的模拟量和开关量数据，也直接采集来自传感器的数据；模拟量数据包括机端电压、机端电流、励磁电压、励磁电流、可控硅整流桥阳极电压和阳极电流，开关量数据包括并网信号、灭磁开关位置信号、增磁、减磁、通道切换、逆变、avr投入、fcr投入和起励，传感器数据包括灭磁电阻温度传感器、阻容模块温度传感器和灭磁开关温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种励磁系统在线监测装置，其特征在于：数据处理单元根据设定的触发条件对励磁系统运行状态数据进行分析，获取满足触发条件的数据，包含告警、限制和故障。
4.根据权利要求1所述的一种励磁系统在线监测装置，其特征在于：在线监测平台为工控屏...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨京广，吕晓勇，高劲松，刘绍新，曾涛，郭东仑，李小坤，虞波，赵举，李敏，刘书明，员文斌，樊晓明，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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