一种自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制方法与流程

本发明涉及水电机组自动控制与状态监测，尤其涉及一种自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制方法。

背景技术：

1、水电机组作为电力系统的核心电源与调频调峰主力，其功率输出稳定性直接决定电网频率、电压质量及供电可靠性。现有技术中，通过导叶开度调节、励磁系统控制与调速系统协同作业，构建了功率闭环调节体系。

2、然而，现有的功率偏差控制方法中，直接采用固定阈值报警与单一pid纠偏，并没有考虑工况差异性与多源数据融合。由此可能会导致低负荷工况下正常波动误触发报警，高负荷工况下因阈值冗余导致漏报，或者纠偏参数固定化引发机组振荡，从而影响控制稳定性与设备安全。此外，现有技术中报警与纠偏脱节，缺乏故障智能定位与分级闭环控制，人工干预响应滞后，难以满足水电机组“判断准、响应快、控制稳”的一体化需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制方法。

2、本发明的另一个目的在于提出自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制装置。

3、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

4、本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

5、为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制方法，包括：

6、s1，采集水电机组的多源运行数据，并对多源运行数据进行异常值剔除和预处理，得到清洁数据集；

7、s2，基于清洁数据集中的工况特征参数，对水电机组的运行工况进行聚类识别，并针对每个工况簇构建基于多源数据融合的自适应功率标准模型；

8、s3，根据每个工况簇的历史功率偏差数据，计算动态报警阈值，并基于实时功率偏差与动态报警阈值的比较结果，触发不同等级的报警信号；

9、s4，触发需纠偏的报警信号时，对故障原因进行智能定位，并根据定位结果计算纠偏控制参数，执行分级闭环纠偏控制，直至功率偏差恢复至动态报警阈值以下。

10、可选的，采集水电机组的多源运行数据，并对多源运行数据进行异常值剔除和预处理，得到清洁数据集，包括：

11、采用mad与滑动平均复合算法对所述多源运行数据进行异常值剔除，并对集控、厂测、手动三路水头测量值分别进行品质判断，选择品质最优的一路作为当前水头值，得到第一中间数据；

12、对所述第一中间数据采用局部密度插值法进行缺失值补全，得到清洁数据集。

13、可选的，基于清洁数据集中的工况特征参数，对水电机组的运行工况进行聚类识别，并针对每个工况簇构建基于多源数据融合的自适应功率标准模型，包括：

14、采用改进ksqdc算法对所述清洁数据集中的工况特征参数进行聚类，得到多个工况簇；

15、针对每个工况簇，采用改进核极限学习机算法构建功率标准模型，所述改进核极限学习机算法引入局部密度权重因子，核函数选用高斯核。

16、可选的，根据每个工况簇的历史功率偏差数据，计算动态报警阈值，并基于实时功率偏差与动态报警阈值的比较结果，触发不同等级的报警信号，包括：

17、统计每个工况簇正常运行时的功率偏差序列，采用准则计算基础阈值，并取基础阈值与0.5%额定功率的最大值作为动态报警阈值；

18、实时计算功率偏差，当功率偏差处于动态报警阈值与1.2倍动态报警阈值之间且持续10秒时触发一级报警，当功率偏差处于1.2倍动态报警阈值与2倍动态报警阈值之间且持续30秒时触发二级报警，当功率偏差大于等于2倍动态报警阈值时触发三级报警。

19、可选的，触发需纠偏的报警信号时，对故障原因进行智能定位，并根据定位结果计算纠偏控制参数，执行分级闭环纠偏控制，直至功率偏差恢复至动态报警阈值以下，包括：

20、基于决策树算法对故障原因进行智能定位，输出top3大概率故障原因；

21、根据故障原因反向求解目标控制参数，采用改进pid控制算法分级执行纠偏控制，其中根据功率偏差范围选择控制步长和控制周期；

22、实时监测功率偏差，当功率偏差恢复至动态报警阈值以下且持续10秒时停止纠偏。

23、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制装置，包括：

24、预处理模块，用于采集水电机组的多源运行数据，并对多源运行数据进行异常值剔除和预处理，得到清洁数据集；

25、识别模块，用于基于清洁数据集中的工况特征参数，对水电机组的运行工况进行聚类识别，并针对每个工况簇构建基于多源数据融合的自适应功率标准模型；

26、报警模块，用于根据每个工况簇的历史功率偏差数据，计算动态报警阈值，并基于实时功率偏差与动态报警阈值的比较结果，触发不同等级的报警信号；

27、纠偏模块，用于触发需纠偏的报警信号时，对故障原因进行智能定位，并根据定位结果计算纠偏控制参数，执行分级闭环纠偏控制，直至功率偏差恢复至动态报警阈值以下。

28、关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

29、为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如第一方面实施例所述的自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制方法。

30、为达上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制方法。

31、本发明实施例的具有以下有益效果：

32、本发明通过软件编程结合工业控制硬件实现，可直接嵌入现有水电机组控制系统，无需重构硬件架构，改造成本降低40%以上，适用于各类水电机组，具有广泛的工程应用前景与推广价值。

1.一种自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集水电机组的多源运行数据，并对多源运行数据进行异常值剔除和预处理，得到清洁数据集，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于清洁数据集中的工况特征参数，对水电机组的运行工况进行聚类识别，并针对每个工况簇构建基于多源数据融合的自适应功率标准模型，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个工况簇的历史功率偏差数据，计算动态报警阈值，并基于实时功率偏差与动态报警阈值的比较结果，触发不同等级的报警信号，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发需纠偏的报警信号时，对故障原因进行智能定位，并根据定位结果计算纠偏控制参数，执行分级闭环纠偏控制，直至功率偏差恢复至动态报警阈值以下，包括：

6.一种自动判断水电机组功率偏差报警并纠偏的控制装置，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；

8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。