本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，具體涉及一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電力行業(yè)中，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供發(fā)電機(jī)必要的勵(lì)磁電流，確保其正常運(yùn)行，如果勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生故障，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)效率降低、設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至造成廠區(qū)停產(chǎn)，給經(jīng)濟(jì)帶來損失。

2、目前，絕大多數(shù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障診斷仍依賴人工巡檢和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，這不僅效率低下，而且檢測(cè)速度慢，造成故障響應(yīng)時(shí)間延遲，此外，現(xiàn)有技術(shù)多為局部監(jiān)測(cè)，例如對(duì)于直流勵(lì)磁電源，主要檢測(cè)其輸出電壓和電流是否穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，通過使用電壓表和電流表，分別并聯(lián)和串聯(lián)在勵(lì)磁電源的輸出回路中，實(shí)時(shí)測(cè)量輸出的直流電壓和電流值，若電壓出現(xiàn)明顯波動(dòng)或偏離額定值，可能是電源內(nèi)部的穩(wěn)壓電路故障、整流元件損壞等原因；電流異常則可能與負(fù)載變化、勵(lì)磁繞組短路等有關(guān)，缺乏全面的遠(yuǎn)程診斷手段，難以滿足快速變化的電網(wǎng)需求。

3、為此，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的技術(shù)方案給予解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，解決了的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，基于診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述診斷系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)可以維持發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定、調(diào)節(jié)無功功率分配、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等作用，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)連接有數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置分別連接有監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述監(jiān)控中心分別連接有用戶接口和故障診斷模塊，所述監(jiān)控中心包括云平臺(tái)或本地服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，所述故障診斷模塊連接報(bào)警系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析模塊；診斷方法的具體步驟如下：

3、s1、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中的傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并傳送至數(shù)據(jù)采集模塊；

4、s2、數(shù)據(jù)經(jīng)過通信層被安全傳輸至云平臺(tái)或本地服務(wù)器；

5、s3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，以便后續(xù)分析；

6、s4、數(shù)據(jù)分析模塊基于算法對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識(shí)別出潛在的故障模式；

7、s5、應(yīng)用預(yù)設(shè)的故障診斷模塊進(jìn)行分析，判斷系統(tǒng)狀態(tài)；

8、s6、生成診斷結(jié)果；

9、s7、當(dāng)診斷結(jié)果觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)中設(shè)置的預(yù)警閾值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息。

10、優(yōu)選的，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)包括勵(lì)磁機(jī)、調(diào)節(jié)器及一組傳感器。

11、優(yōu)選的，所述故障診斷模塊性能指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果更新，算法性能會(huì)受數(shù)據(jù)集、特征選擇和參數(shù)調(diào)優(yōu)的影響。所述故障診斷模塊包括數(shù)據(jù)分析模塊、故障診斷模型和決策模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取特征；所述故障診斷模型用于判斷故障類型，其基于時(shí)空融合網(wǎng)絡(luò)st-cnn構(gòu)建，將振動(dòng)信號(hào)的小波包分解、溫度時(shí)序趨勢(shì)分析與電流諧波畸變率融合，通過多分支輸入層提取多源異構(gòu)數(shù)據(jù)特征，利用多個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架優(yōu)化報(bào)警閾值，避免單一設(shè)備數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的誤判；所述決策模塊根據(jù)故障診斷模型的輸出結(jié)果，結(jié)合預(yù)設(shè)的規(guī)則和策略，生成診斷結(jié)果和建議措施。

12、優(yōu)選的，所述報(bào)警系統(tǒng)基于設(shè)備正常運(yùn)行的特性設(shè)定多級(jí)預(yù)警閾值，將報(bào)警級(jí)別劃分為多級(jí)，能夠根據(jù)故障的嚴(yán)重程度發(fā)出不同級(jí)別的警報(bào)。

13、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用無線通信或有線通信及數(shù)據(jù)加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和實(shí)時(shí)性，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議流程。

14、本發(fā)明的有益效果如下：

15、1）本發(fā)明發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，通過對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠快速識(shí)別出異常情況，相比傳統(tǒng)人工巡檢，系統(tǒng)能夠顯著縮短故障發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，且利用傳感器收集的數(shù)據(jù)，結(jié)合智能算法的分析，通過布置在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)各個(gè)關(guān)鍵部位的傳感器，實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)，并采用濾波算法，去除數(shù)據(jù)中的噪聲干擾，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，并對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域分析，提取均值、方差、峰值、峭度、偏度等統(tǒng)計(jì)特征，后提取頻率成分和頻域特征，系統(tǒng)便可以快速判斷故障類型及其嚴(yán)重程度，使運(yùn)維人員在第一時(shí)間內(nèi)制定出相應(yīng)的處理方案；

16、2）傳統(tǒng)方法依賴人工閾值判斷，容易受到主觀因素和經(jīng)驗(yàn)限制，診斷準(zhǔn)確率較低，該發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法采用時(shí)空融合網(wǎng)絡(luò)（st-cnn）構(gòu)建故障診斷模型，將振動(dòng)信號(hào)的小波包分解（捕捉瞬態(tài)特征）、溫度時(shí)序趨勢(shì)分析（lstm建模）與電流諧波畸變率（頻域分析）融合，通過多分支輸入層提取多源異構(gòu)數(shù)據(jù)特征，利用多個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架優(yōu)化報(bào)警閾值，避免單一設(shè)備數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的誤判。時(shí)空融合網(wǎng)絡(luò)（st-cnn）模型能夠處理高維、非線性的數(shù)據(jù)，對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中復(fù)雜的故障模式（如多部件協(xié)同故障、間歇性故障等）具有更強(qiáng)的識(shí)別能力，相比傳統(tǒng)方法，能夠更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性；

17、3）傳統(tǒng)報(bào)警閾值單一，難以區(qū)分故障的嚴(yán)重程度，該發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法基于設(shè)備正常運(yùn)行特性設(shè)定多級(jí)預(yù)警閾值（如溫度、電壓等參數(shù)的分級(jí)閾值），并將報(bào)警級(jí)別劃分為四級(jí)（嚴(yán)重、重要、一般、提示），能夠根據(jù)故障的嚴(yán)重程度發(fā)出不同級(jí)別的警報(bào)，幫助運(yùn)維人員快速判斷故障的緊急程度，優(yōu)先處理嚴(yán)重故障，避免故障擴(kuò)大化，結(jié)合短信、郵件、web界面和移動(dòng)app等多種通知方式，確保運(yùn)維人員能夠及時(shí)收到報(bào)警信息。

技術(shù)特征：

1.一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，其特征在于：診斷方法基于診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述診斷系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（1），所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（1）能夠維持發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定、調(diào)節(jié)無功功率分配、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（1）連接有數(shù)據(jù)采集裝置（2），所述數(shù)據(jù)采集裝置（2）分別連接有監(jiān)控中心（3）和數(shù)據(jù)傳輸模塊（5），所述監(jiān)控中心（3）分別連接有用戶接口（4）和故障診斷模塊（6），所述監(jiān)控中心（3）包括云平臺(tái)或本地服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，所述故障診斷模塊（6）連接報(bào)警系統(tǒng)（7）和數(shù)據(jù)分析模塊；診斷方法的具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，其特征在于：所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（1）包括勵(lì)磁機(jī)、調(diào)節(jié)器及一組傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，其特征在于：所述故障診斷模塊（6）包括數(shù)據(jù)分析模塊、故障診斷模型和決策模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取特征；所述故障診斷模型用于判斷故障類型，其基于時(shí)空融合網(wǎng)絡(luò)st-cnn構(gòu)建，將振動(dòng)信號(hào)的小波包分解、溫度時(shí)序趨勢(shì)分析與電流諧波畸變率融合，通過多分支輸入層提取多源異構(gòu)數(shù)據(jù)特征，利用多個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架優(yōu)化報(bào)警閾值，避免單一設(shè)備數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的誤判；所述決策模塊根據(jù)故障診斷模型的輸出結(jié)果，結(jié)合預(yù)設(shè)的規(guī)則和策略，生成診斷結(jié)果和建議措施。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，其特征在于：所述報(bào)警系統(tǒng)（7）基于設(shè)備正常運(yùn)行的特性設(shè)定多級(jí)預(yù)警閾值，將報(bào)警級(jí)別劃分為多級(jí)，能夠根據(jù)故障的嚴(yán)重程度發(fā)出不同級(jí)別的警報(bào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)傳輸模塊（5）采用無線通信或有線通信及數(shù)據(jù)加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和實(shí)時(shí)性，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議流程。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，屬于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。診斷方法基于診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述診斷系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)可以維持發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定、調(diào)節(jié)無功功率分配、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能等作用，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)連接有數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置分別連接有監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)傳輸模塊。該發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障遠(yuǎn)程診斷方法，結(jié)構(gòu)合理，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控勵(lì)磁系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，并利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)故障進(jìn)行深入分析，幫助運(yùn)維人員提前預(yù)警、快速響應(yīng)，可以大幅提高發(fā)電設(shè)備的可靠性，減少停機(jī)時(shí)間，值得推廣。

技術(shù)研發(fā)人員：許林波,張浙波,黃旭東,王鵬宇,陳新琪,劉剛,郝亮亮,楊磊,李中玉,吳佳良,王新,章良健,覃豪,牟偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江浙能技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15