CN104246639B - 发电设备在瞬变状态期间失效的检测和分类 - Google Patents

Abstract

一种对汽轮机的瞬变操作的监测，包括识别瞬变操作的起动状态和终止状态并且限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段。另外，获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应值，然后对相应的子部段中的每一个，判定多个工作参数中的每一个的相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定容许值。

Description

发电设备在瞬变状态期间失效的检测和分类

相关申请的交叉引用

本申请要求标题为“"DETECTION AND CLASSIFICATION OF FAILURES OF POWERGENERATION EQUIPMENT DURING TRANSIENT CONDITIONS WITH PHASE SPACE MANIFOLDSDERIVED FROM RETURN MAPS OF ONLINE SENSOR DATA”的2012年4月6日提交的美国临时专利申请61/621,027的优先权，该申请的整个公开内容通过引用合并入本文。

技术领域

本发明涉及发电设备领域，并且更具体地涉及发电设备的失效分析。

背景技术

通常，发电设备(例如，蒸汽轮机、燃汽轮机等等)以两种模式工作：稳态和瞬态。在稳态模式下，诸如例如温度、压力、燃料流量、电流等等的工作参数随时间保持大致不变。对于发电设备中的稳态状态的最常见情形是基本负载操作，该操作是设备在特定额定发热极限下的操作。瞬变状态出现在大多数其它情况下，诸如，例如起动状态、停机状态、失效或者断油状态，以及负载变化。

论断发电设备中的稳态失效的一个常规方法包括监测系统传感器以获得相对预期值的偏差。预期值典型地根据关于电力设备应如何理想地工作的模型计算出，然后来自被监测传感器的值可与预期值比较。由于影响电力设备工作的所有因素可被测量或监测，最终的设备工作数学模型对于一些设备工作参数可能不够精确。

上述常规方法对于稳态操作的分析可以是有用的，因为稳态操作呈现线性特性，这允许在设备工作时进行较快速的分析(即，在线分析)。但是，瞬变状态可非常快速地且经常以非线性方式变化。因此，发电设备的瞬变状态更难以分析。因而，仍存在对于有效地分析发电设备的瞬变状态、尤其是对这些设备进行在线分析的技术、方法和系统的需要。

发明内容

本发明方面涉及用于监测汽轮机的瞬变操作的方法。该方法包括识别瞬变操作的起动状态和终止状态并且限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段。另外，根据本方法，获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应值，然后对相应的子部段中的每一个，判定多个工作参数中的每一个的相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定容许值。

根据本发明的另外方面，提供了用于监测汽轮机的瞬变操作的计算机程序产品，其中设有包含计算机可用程序代码的计算机可读存储介质。该计算机可用程序代码包括以下代码a)被构造成识别瞬变操作的起动状态和终止状态；b)被构造成限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段；c)被构造成获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应值；和d)被构造成对所述相应的子部段中的每一个确定所述多个工作参数中的每一个的所述相应值是否匹配所述具体工作参数的相应的预定容许值。

本发明的再一方面涉及用于监测汽轮机的瞬变操作的系统。该系统包括控制器部件，所述控制器部件构造成识别瞬变操作的起动状态和终止状态并且限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段。另外包括与控制器部件通信的多个传感器，所述多个传感器构造成获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应的测量值。此外，该系统包括与控制器部件通信的分析仪，所述分析仪构造成对相应的子部段中的每一个确定所述多个工作参数中的每一个的相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定容许值。

附图说明

虽然本说明书包括有特别地指出且不同地要求本发明的权利要求书，但认为本发明将从以下结合附图的说明更好地理解，其中同样的附图标记标示同样的元件，并且其中：

图1A描绘了根据本发明原理的示例性三维相空间；

图1B描绘了根据本发明原理的与监测到发生四次具体的瞬变状态相对应的示例历史数据集合；

图1C描绘了根据本发明原理的概念化集管分界(conceptualized manifoldboundary)；

图2描绘了根据本发明原理的用于监测发电设备中的瞬变状态的示例方法的流程图；

图3描绘了根据本发明原理的用于监测瞬变状态的图2的示例性方法的另外细节的流程图；和

图4是根据本公开原理的数据处理系统的框图。

具体实施方式

在以下优选实施方式的详细说明中，参考附图，附图形成本发明的一部分，并且其中以例示方式且非限制性地示出了具体的优选实施方式，其中可以实施本发明。应理解，可以利用其它实施方式，并且可以在不偏离本发明精神和范围的情况下进行改变。

使用本文所述的技术、方法和系统，能够执行对发电设备的瞬变工作状态的在线或离线方式的监测和分析。一个示例瞬变状态包括起动气体或者蒸汽轮机。相应地，在此提供关于该具体示例的细节；但是，本发明原理也适用于其它的瞬变工作状态，诸如，例如停机、断油或失效，以及负载变化。在这些及其它的瞬变工作状态中的任一状态期间，可检测发电设备相对期望特性的偏差。

图1A描绘了根据本发明原理的示例性三维相空间。能够形成可在其中分析发电设备(例如，“系统”)的相空间102。相空间是坐标空间，其中所有可能的系统状态可记录为空间中的点。在监测系统的瞬变工作状态时所考虑的每一可测量的工作参数是相空间102中的相应维度。例如，工作参数可包括燃料流量(例如，描绘为x轴104)、叶片速度(例如，描绘为y轴106)和平均叶片路径温度(例如，描绘为z轴108)。如果这三个工作参数是限定示例相空间的可测量参数，则该相空间是三维的。在系统瞬变操作期间的具体时刻(例如，t＝1)，燃料流量将具有可测值x₁，叶片速度将具有可测值y₁，并且叶片路径温度将具有可测值z₁。因而，系统状态118可限定为示例性三维相空间102中的坐标点(x₁,y₁,z₁)。类似地，具体时刻t时的任何系统状态可通过三元坐标系(x_t，y_t，z_t)限定在示例性三维相空间内，其中x_t是时刻t时的燃料流量的可测值，y_t是时刻t时的叶片速度的可测值，以及z_t是时刻t时的叶片路径温度的可测值。因而，与限定相空间102中具体位置的每一三维坐标相关联地，可存在附加的参数(例如，时刻t)。如下所述，不同于时间的参数，诸如，例如涡轮转速可与相空间中的一组坐标关联。在该示例中，汽轮机在各速度下的可测量的工作参数的相应值限定相空间中的各相应点。

通过考虑用于系统的不仅三个工作参数，可限定大于三维的相空间。例如，如果考虑系统在瞬变操作期间的350个工作参数，则会限定350-维的相空间，以便每个可能的系统状态将是该相空间内的350-元坐标值。因而，本领域普通技术人员将易于认识到，本发明原理适用于具有任意维度大小的相空间。但是，因为三维相空间较易于以图形方式描述，本文提供的示例图涉及三维相空间，但本发明实施方式不局限于仅该大小的相空间。

示例工作参数，特别是关于汽轮机起动的工作参数，可包括例如叶片路径温度、反点火温度(flashback temperatures)、燃料流量、燃料温度、燃料压力、轮盘空腔温度、排气温度、外壳温度、入口温度、入口压力和各种阀位。在不偏离本发明范围的情况下，其它的传感器和参数也可考虑。

一旦已经限定相空间，则可描述作为通过相空间的路径的状态向量，其示出系统如何从一个状态转变到下一状态。例如，如果被监测的系统从一个状态(x₁，y₁，z₁)转变到下一状态(x₂，y₂，z₂)，则相空间中的该两个坐标限定了两个坐标之间的向量，(即，(x₂-x₁,y₂-y₁,z₂-z₁))。

一组“S”传感器与系统关联，其中“S”是整数，且每个传感器测量瞬变状态期间的系统工作参数。例如，在早先讨论中，S＝3。在一系列时间点的各点处测量相应的系统状态(参见，例如，点120)。换句话说，系统状态、或者相空间中的点在t_n时形成，且然后，接着在t_n+1时形成相空间中的另一点。随着一系列点的数目增多，在各相邻点之间的一系列状态向量描述了被监测系统的全组状态转换。

理想地，用于对系统工作进行特征化的上述相空间技术从如下系统获益，该系统具有在相空间内的大致相同点处发生的时刻t₁时的起动状态和在时刻t_N时的停止状态。当这发生时，整个状态向量限定轨道路径，并且相空间分折的起动和停止状态易于限定。但是，在监测发电设备即汽轮机-发电机系统的一些情况下，在瞬变状态期间，轨道路径未必被良好限定。在这些示例中，整个状态向量的部段110可选择为其中所选的部段110是轨道路径的相对稳定的子部段。

部段110通过识别整个系列的状态转移向量内的具体起动状态和具体终了状态来选择。例如，当被考虑的瞬变状态是汽轮机起动操作时，则起动状态可限定为操作者引燃燃料的时刻，而终了状态可限定为断路器闭合的时刻，诸如将发电机连接到供电系统。在满足起动状态时，系统状态对应于相空间102中的特定的起动点112，而当满足终了状态时，系统状态对应于相空间102中的终了点114。部段110的特征在于在起动点112和终了点114之间发生的状态转换。如下所述，其它的瞬变状态、起动状态和终了状态被认为同样在本发明的范围内。

汽轮机起动瞬变状态的一个示例终了点114对应于汽轮机达到全速-空载状态的时刻。当汽轮机实现该状态时，则部段的终了点114已被确定。在限定的情形或具体传感器状态被用以限定所限定部段的终了点之外，预定的时间间隔也可限定终了点114。例如，再次使用汽轮机起动作为示例瞬变状态，则部段110的终了点114可限定为“起动状态之后15分钟的系统状态”。

因而，具体的起动点112和具体的终了点114限定整个状态向量的路径或者部段110，并且在该两个终点之间，以预定的时间间隔限定若干其它的点120。因此，限定路径可视为由子部段116的顺序序列组成，其中状态转移向量说明系统状态如何在各子部段的两个终点之间改变。

对于具体的限定路径或者部段110，可限定“集管(见图1C中的130)”，其可被视为相空间内的限定分界的表面，在该分界之外，从起动点到终了点之间的瞬变状态可变得不稳定。换句话说，如果系统的状态(即，子部段116之一)到达相空间102中位于集管之外的坐标位置，则系统的瞬变状态可能到达不稳定状态，系统可能无法正常工作。因而，集管限定了相空间中的分界，在该分界之外，瞬变状态期间的系统工作可能变得不稳定。

用于限定瞬变状态部段的集管的一种技术是依赖于与该具体的瞬变状态有关的历史数据。例如，在汽轮机起动时，与若干不同的先前的汽轮机起动相关的数据可用于类似的发电设备。具体地，使用来自成功的汽轮机起动的历史数据对于构建集管以便超出该集管范围的任何起动可能对应于失效或有问题的起动是有益的。

所述可用的历史数据包括与其中存在限定的部段或者路径110的相空间有关的传感器数据。因而，如果相空间(诸如图1A中的相空间102)具有由工作参数燃料流量、叶片速度和叶片路径温度限定的三个维度，则相关的历史数据将具有同样来自若干先前成功的汽轮机起动的用于这三个工作参数的传感器数据。具体地，对于各先前的成功汽轮机起动，用于该起动的数据可包括燃料流量、叶片速度和叶片路径温度的从致动点火器之前的时刻直到检测到“断路器闭合”之后某时的值。

限定部段110的子部段116的时间点限定在发生每个子部段116的起动点112之后的各个时间段。在历史数据中的各不同的汽轮机起动同样包括与起动点112对应的起动状态发生(例如，点火器致动)以及在起动状态之后收集的传感器数据。该历史的收集的传感器数据包括与各子部段116对应的部分。因而，包括在历史数据中的成组瞬变状态可均被视为横穿从起动点112到终了点114的各个部段或者路径的相应系列的状态转移向量。

图1B描绘了与被监测的四个具体的瞬变状态的发生相对应的示例历史数据集合，且该数据可用以重建通过相空间102的四个相应的路径122、124、126和128。各路径122、124、126、128在其自身的与限定的起动状态121相对应的相应起动点处开始，并且在其自身的与限定的终了状态123相对应的相应终了点处结束。在各时间点(即，子部段116)处，与该具体的子部段对应的历史数据可用以限定用于该子部段的集管分界。综合考虑，一系列的各个集管分界由此确定了整个部段或者路径110的集管分界130。

在各子部段116处，存在被监测的S工作参数以及在历史数据中的各瞬变状态组的相应S值，其中S也表示传感器数目以及相空间的维度。因此，对于一系列n个子部段中的各子部段116，其具体的相应集管分界将具有S值，各值对应于被监测的一个工作参数。

使用图1A和图1B中的示例，存在来自具体的瞬变状态的四个历史实例(H₁，H₂，H₃，H₄)的数据，其与图1B中可见的路径122、124、126、128对应，具有三维相空间102中的各子部段116的相应数据。另外，各子部段116可视为对应于时刻t_n，其中t₀对应于起动点112，t_m对应于终了点114，并且t₀≤t_n≤t_m。

命名H₁(t_n)可用以指示三维坐标(x_1n,y_1n,z_1n)，以表示在第一历史组中在子部段n期间的燃料流量、叶片速度和叶片路径温度的值。类似地，与子部段n对应的三个其它坐标也被包括在其它三个历史数据组中：H₂(t_n)＝(x_2n,y_2n,z_2n)；H₃(t_n)＝(x_3n,y_3n,z_3n)；和H₄(t_n)＝(x_4n,y_4n,z_4n)。

使用子部段n的燃料流量的历史数据(即，x_1n,x_2n,x_3n,x_4n)，可计算该部段的燃料流量值的边界值。因而，当在监测瞬变状态时，燃料流量的当前测量值可与计算的边界值比较，以确定测定值是否在集管130内。给定具体参数的值的历史范围，本领域技术人员将认识到各种不同的技术可用以确定相应的边界值。最小二乘法拟合、质心计算等等可以被使用。另一示例性技术是基于历史数据计算平均值、最小值和最大值。

因而，对于各子部段n，燃料流量工作参数的多值边界值可根据如下公式计算：

x_{n min}＝min(x_1n,x_2n,x_3n,x_4n)

x_{n max}＝max(x_1n,x_2n,x_3n,x_4n)

值x_{n est}表示子部段n的被监测的燃料流量传感器的预期值。值x_{n min}和x_{n max}限定子部段n的被监测的燃料流量传感器的值范围。换句话说，值x_nmin和x_{n max}限定子部段n的燃料流量工作参数的集管分界。如果被监测的燃料流量传感器的值在该值范围之外，则部段110的系统状态已经移至集管130之外。

对于该子部段，该工作参数的集管值的直径表示为d_nx＝(x_{n max}-x_{n min})，并且直径d_nx的一半提供了子部段n的该具体工作参数的相应半径r_nx。这一信息可例如用以选择计算集管时包括哪个历史数据组。值r_nx代表用于具体工作参数(例如，x＝燃料流量)和具体的子部段(例如，子部段n)的数据内的变化性。引起对于多个工作参数或者多个子部段的大半径值的历史数据组表示与产生小半径的组相比更宽泛地变化的数据。由此，历史组可基于计算集管130时期望哪种类型的数据变化而被选定或忽略。

通常，操作者可被呈现多个历史数据组，由此可选择子组来计算适当的集管130。各种汽轮机工作参数可依赖季节环境、不同部件的使用年限及其它环境特性而变化。由此，操作者可选择在与所测量环境相类似的环境中发生的那些用于瞬变状态的历史组。另外，瞬变状态本身(例如，汽轮机起动、停机、断油、失效、负荷变化等等)可由操作者用以选择可用历史数据的适当子组。

历史数据的选择也可更为细化。例如，瞬变状态的一个历史数据组(例如，图1B中的路径122)可以对全部工作参数(除一个之外)具有合理地良好的数据。例如如果燃料流量传感器对于该历史数据故障，而其它的传感器工作正常，则这可能发生。在这一情况下，操作者可指定包括历史数据组的哪些工作参数以及排除哪一个。因而，考虑用于计算集管的历史数据体可包括具有叶片路径温度相关数据和叶片速度相关数据的四组历史数据，但仅有三组燃料流量相关数据。

关于子部段的边界值的上述示例包括仅一个工作参数。对各子部段和各工作参数，类似计算可用以确定相应的集管130的边界值。换句话说，对于子部段n，也可计算以下值：

_{yn min}＝min(y_1n,y_2n,y_3n,y_4n)

y_{n max}＝max(y_1n,y_2n,y_3n,y_4n)

z_{n min}＝min(z_1n,z_2n,z_3n,z_4n)

z_{n max}＝max(z_1n,z_2n,z_3n,z_4n)

因而，对于与具有例如100个子部段和限定了相空间的三个工作参数的路径相关的集管130，可以在瞬变状态期间存在300个不同的测量工作参数，这些工作参数可与适当的集管值比较，以确定监测的瞬变状态是遵循保留在集管130内的路径110或者遵循偏离到集管130之外的路径136。

如上所述，图2描绘了使用可编程计算机的根据本发明原理的用于监测上述发电设备中的瞬变状态的示例方法的流程图。在步骤202中，识别具体的起动状态和终止状态，所述起动状态和终止状态限定了要监测的瞬变状态的部段。

在步骤204中，起自步骤202的部段被进一步划分为多个子部段，各子部段对应于相对于该部段的起始状态的时刻。单独地，在步骤206中，识别与瞬变状态相关的若干工作参数。各工作参数对应于可在瞬变状态期间测量系统数据的传感器。

因而，在步骤208中，在系统工作期间在瞬变状态期间获得各子部段的各工作参数的值。独立于步骤208，在步骤210中已经计算出不同子部段中各子部段的各工作参数的预定允许值。由此，在步骤212中，可对各子部段确定各工作参数是否具有与对于该具体子部段的相应容许值匹配的来自步骤208的测量值。依据步骤212的结果，可确定各种差错数据。

图3描绘了根据本发明原理的关于监测瞬变状态的更详细流程图。“错误状态”可限定为具体子部段中发生工作参数处于集管之外的任何情况。由此，在步骤302中，可编程计算机系统可对各子部段n确定工作参数的测量值是否大于其可容许的最大值或小于其可容许的最小值，如在所计算的集管130中限定的。

因而，在测量的瞬变状态期间，存在可发生的多样的错误状态，有益的是收集与所述错误状态有关的值以辅助确定瞬变状态的特征或分析瞬变状态。

考虑例如子部段n，如果任意测量的工作参数值(x_n，y_n，z_n)位于集管之外，则在步骤304中，可对子部段n将报警值a_n设置为等于“1”。如果无工作参数位于集管之外，则a_n的值可设置为“0”。

另外，如上所述，对于各子部段，存在对于各工作参数的相应的估计或者预计值。在上述示例中，对于燃料流量，x_{n est}表示来自历史数据组的预计值，为此，测量的燃料流量值x_n在目前监测的瞬变状态期间应在子部段n中。当发生子部段的工作参数的错误状态时，则测定值落出集管的量也是有用的。预计值和测量值之间的差值，诸如绝对差，(例如，x_{n dev}＝|x_n-x_{n est}|)提供了测量值偏离预期值变化的指示。该值x_{n dev}也可是标准值，因为一些工作参数可比其它工作参数在更宽的值范围上变化。因而，标准化计算将由上所述根据x_{n dev}＝(|x_n-x_{n est}|/d_nx)考虑到值d_nx，并且允许不同工作参数的偏差值之间的更相关的比较。

进一步考虑各测量的工作参数，如果是x_n值在集管之外，则在步骤306中，加法器h_i可递增，其中i是指工作参数中具体一个的索引值(例如，i＝1是指第一工作参数“燃料流量”，而i＝2是指第二工作参数“叶片速度”)。加法器h_i对于各子部段n的递增的量可以基于该子部段的x_{n dev}的值。一旦全部n个子部段已经从t₀≤t_n≤t_m进行了估算，则值h_i将表示关于对应于索引＝i的工作参数在部段110变化到集管130之外的程度的累积测量。

由此，当监测瞬变状态时，可对各子部段计算如下值：

各工作参数的相应测量值(例如，x_n)；

基于期待该子部段的测量值要成为的历史数据的、对于各工作参数的预计值(例如，x_{n est})；

基于表示该具体工作参数的最小容许边界值的历史数值的、各工作参数的最小值(例如，x_{n min})；

基于表示该具体工作参数的最大容许边界值的历史数值的、各工作参数的最大值(例如，x_{n max})；

报警值(例如，a_n)，其指示任一工作参数是否在该子部段的它们容许边界值之外；

各工作参数的偏差值(例如，x_{n dev})，其表示具体工作参数的测量值(例如，x_n)偏离其预计值(例如，x_{n est})的程度的标准值。

可计算的其它值包括：

各工作参数的柱状值(例如，h_i)，其提供了对于n个子部段中该具体工作参数在其容许边界值之外的那些子部段的累积测量。

上述的这些值允许对发电设备的瞬变状态在其发生时(例如，在线地)或一旦其已经发生进行分析和监测，作为对故障工作特性执行失效分析的方式。例如，对于监测的瞬变状态的记录可包括各工作参数的二维数据，其中一个维度是时间(例如，t_n)，另一维度是各子部段n的工作参数的测量值(例如，x_n)。由此，例如在步骤S308中，具体工作参数的值可以常规的直线图显示。如本领域中已知的，直线图的比例可变化，以便操作者可看到较小时间间隔的细节，或者通过观看较大时间间隔而知悉总体的数据趋势。

在起始，可为操作者呈现不同瞬变状态的可用记录的列表，供审阅分析之用。依据该列表，操作者可选择一个瞬变状态的记录，并且为操作者提供包括针对该具体瞬变状态记录的相空间的工作参数的列表。具体地，柱状图信息h_i可用以将工作参数的列表以具体顺序提供给操作者。例如，具有较高h_i的那些工作参数涉及与其它工作参数相比在更大程度上变化到容许值之外的具体工作参数。由此，工作参数可基于h_i以降序列表来提供。此外，在步骤308中，a_n或者h_i的值也可显示给操作者。

如果在整个发电系统的子系统中分类各工作参数，则工作参数的分级列表可揭示哪个子系统是瞬变状态期间故障特性的原因。另外，操作者可从分级列表选取具体的工作参数并且显示测量值、偏差值或者它们的一些组合，以更清楚地判定在路径110中工作参数可已经变化出计算的集管之外的时刻。示例子系统分类包括叶片路径温度、排气温度、反点火温度、汽轮机出口温度、轮盘空腔温度、燃料流量、入口温度和压力、燃烧器外壳温度和压力等等。

在以上描述中，提供了具体示例以辅助解释和理解本发明原理。具体地，使用了“汽轮机起动”的瞬变状态，但本领域普通技术人员将认识到，在不偏离本发明范围的情况下，也可监测和分析其它的瞬变状态。类似地，在许多示例中，讨论了具有三维度的相空间，但本发明原理同样可应用于具有其它维度大小的相空间。工作参数“燃料流量”、“叶片路径温度”和“叶片速度”也仅举例使用，在这三个示例参数之外或替代该三个示例参数，相对于发电设备可精确测量的诸多其它工作参数也可以使用。

在汽轮机起动之外，相关的一个瞬变状态是气体汽轮机停机，可识别起动状态和终了状态以限定该气体汽轮机的部段路径。对于V型发动机，具体起动状态可以是气体和燃油过速断油阀关闭从而切断燃料供给的时刻。对于W型发动机，可提供指示汽轮机是否在运行的信号。当该信号失活时，这标明汽轮机停机的开始。具体的终了状态可以是汽轮机转速为100RPM或者一些其它预定速度的时刻。在停机期间，一些相关的工作参数可包括轴承金属温度、叶片路径温度、排气温度、反点火温度、振动和入口导向叶片位置。

蒸汽汽轮机起动是另一示例瞬变状态，可以与上述的对于气体汽轮机特别有用的技术类似的方式监测该瞬变状态。在以上说明中，时刻是用以限定不同子部段的独立变量或参数。相比而言，蒸汽汽轮机不必要具有易于相关于时间的工作参数且由此，另一独立变量可以是有用的。对于限定蒸汽汽轮机的状态向量的子部段有用的一个示例工作参数是“汽轮机速度”。例如，子部段将从起动速度开始以50RPM间隔限定，并且以最终速度(或者任意其它的预定速度间隔)结束。因此，集管值将相对于汽轮机速度限定，而不是相对于时间，如关于瞬变状态的工作参数值的测量。

总体上，具有穿过较稳定的路径、轨道路径或者至少为部分地稳定路径以允许识别有益启动和终了状态的部段的状态向量的发电设备的瞬变状态可利用上述技术来监测和分析。由此，气体汽轮机、蒸汽汽轮机、发电机、热回收蒸汽发电机等等的分析和监测均认为在本发明范围内。

参考图4描述了根据本公开的数据处理系统的框图。数据处理系统400，诸如可用以实施硬件平台108或者其方面，例如，如在图1A至图3中更详细地阐述的，可包括对称多处理器(SMP)系统或者包括与系统总线404相连的多个处理器402的其它构造。替代地，可采用单个处理器402。另外连接到系统总线404的是存储控制器/缓存406，其提供到本地存储器408的接口。I/O桥410连接到系统总线404，且提供到I/O总线412的接口。I/O总线可用以支持一条或多条总线和对应的装置414，诸如总线桥、输入输出装置(I/O装置)、存储器、网络适配器等等。网络适配器也可联接到系统，以允许数据处理系统通过介入的私人或公共网络被联接到其它的数据处理系统或者远程打印机或者存储装置。

另外连接到I/O总线的可以是如下装置，诸如图形适配器416，存储器418和包含计算机可用程序代码的计算机可用存储介质420。计算机可用程序代码可以被执行，以执行本公开的任意方面，例如，用以实施图1A至图3例示的方法、计算机程序产品和/或系统部件中任一者的方面。

本公开的方面可以完全地经由硬件、完全地经由软件(包括固件、驻留软件、微代码等等)或者组合总体上在本文可全部称为“电路”、“模块”、“部件”或“系统”的软件和硬件实现来实施。此外，本公开的方面可采用包含在具有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品。

可采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如(但不局限于)电子的、磁的、光学的、电磁的或者半导体的系统、设备或装置，或者前述的任意合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非穷尽性示例)将包括如下装置：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、带有转发器的合适光纤、磁性存储器件，或者前述装置的任何合适组合。在本文献的上下文中，计算机可读存储介质可以是可含有或存储由指令执行系统、设备或装置使用或与之关联的程序的任何常见介质。

计算机可读信号介质可包括被传输的数据信号，该数据信号包含计算机可读程序代码，例如以基带方式或者作为载波的部分。这样的被传输信号可采用任意的多种形式，包括但不限于，电磁、光学或者它们的任意合适组合。计算机可读信号介质可以是非计算机可读存储介质的并且可通信、传输或输送用于指令执行系统、设备或装置或与之结合的程序的任意计算机可读介质。包含在计算机可读介质中的程序代码可以是用任何合适的介质发送，包括但不限于无线、光缆、RF等等，或者前述介质的任何合适组合。

用于执行本公开的方面的操作的计算机程序代码可以以一种或更多种编程语言的任意组合来编写，这些编程语言包括面向对象的编程语言，诸如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、CII、VB.NET、Python等等，常规的过程编程语言，诸如“c”编程语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言，诸如Python、Ruby和Groovy，或者其它的编程语言。程序代码可以如下方式执行，即完全地在用户计算机上、部分地在用户计算机上执行，作为独立软件包，部分地在用户计算机且部分地在远程计算机或者完全地在远程计算机或服务器上执行。在后者的情形中，远程计算机可通过任意类型的网络连接到用户计算机，网络包括局域网(LAN)或者广域网(WAN)，或者该连接可对外部计算机(例如，通过使用Internet Service Provider的Internet)实现或者以云计算环境下或提供为服务器，诸如Software as a Service(SaaS)。

本公开的方面在此参考关于根据本公开的实施方式的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图例示和/或框图来描述。将理解，流程图例示和/或框图中的各个块以及流程图例示和/或框图中的块的组合可通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可提供到通用目的计算机、专用目的计算机或者其它的可编程数据处理设备以产生机器，以便经由计算机的处理器或其它可编程指令执行设备执行的指令形成用于实施在流程图和/或框图块中指定的功能/动作的机构。

这些计算机程序指令也可存储在计算机可读介质中，从而当被执行时可指挥计算机、其它可编程数据处理设备或者其它装置以特定方式起作用，从而指令在被存储在计算机可读介质中时产生包括指令的制品，所述指令在被执行时导致计算机实施在流程图和/或框图块中指定的功能/动作。计算机程序指令也可加载到计算机、其它的可编程指令执行设备，或者其它的装置上，以使得在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列的操作步骤，以产生计算机实施的过程，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供了用于实施在流程图和/或框图块中指定的功能/动作的过程。

虽然已经例示和描述了本发明的具体实施方式，对于本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明精神和范围的前提下，可进行各种其它改变和修改。因此在所附权利要求书中旨在涵盖在本发明范围内的全部这样的改变和修改。

Claims (16)

1.一种用于监测汽轮机的瞬变操作的方法，包括：

识别所述瞬变操作的起动状态和终止状态；

限定从所述起动状态到所述终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段；

对所述路径的各相应的子部段，获得多个工作参数中的每一个的相应值；以及

对于各相应的子部段，确定所述多个工作参数中的各工作参数的所述相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定的容许值，

其中，所述方法进一步包括：

至少部分地基于如下因素确定所述多个工作参数中的每一个的相应的错误分数：

在多少个相应的子部段中发生具体一个工作参数的所述相应值不匹配该具体的子部段的具体的工作参数的相应的预定容许值。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于所述多个工作参数的相应的错误分数排列所述多个工作参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，具体的子部段的具体工作参数的相应的预定容许值包括具有最小值和最大值的值范围，并且其中如果所述工作参数的所述相应值小于或等于所述最大值并且大于或等于所述最小值，则所述具体的子部段的工作参数的所述相应值匹配所述相应的预定容许值。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

对于所述多个工作参数中的每一个，计算所述路径的所述相应的子部段中的每一个所述相应的预定容许值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于所述多个工作参数中的具体一个，计算所述路径的相应的子部段中的每一个的所述相应的预定容许值包括：

识别所述瞬变操作的多个历史实例；

对每个历史实例，确定所述路径的相应的子部段中的每一个的具体一个工作参数的相应的测量值；和

对每个相应的子部段，组合所述相应的测量值以计算该具体一个工作参数的所述相应的预定容许值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个相应的预定容许值包括相应的最大值、相应的最小值和相应的预期值。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

对于所述相应的子部段中的每一个，识别所述多个工作参数中的每一个的相应的预定估计值。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

对于所述相应的子部段中的每一个，识别所述多个工作参数中的每一个的相应的预定值范围。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

对具体的相应的子部段，当具体工作参数的相应值不匹配该具体工作参数的所述相应的预定容许值时，则基于所述具体工作参数的相应值和所述相应的预定估计值确定该具体的子部段的所述具体工作参数的相应的偏移量。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

基于所述相应的预定值范围标准化所述相应的偏移量。

11.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述瞬变操作包括汽轮机起动；

所述起动状态包括点火器致动；并且

所述终止状态包括断路器的闭合。

12.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述瞬变操作包括汽轮机停机；

所述起动状态包括汽轮机运转信号的去活；并且

所述终止状态包括汽轮机转速到达预定值。

13.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述瞬变操作包括汽轮机停机；

所述起动状态包括过速断流阀闭合；并且

所述终止状态包括汽轮机转速到达预定值。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，相应子部段中的各子部段对应于在所述起动状态和所述终止状态之间的不同时间。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相应的子部段中的每一个对应于在所述起动状态和所述终止状态之间的不同汽轮机转速。

16.一种用于监测汽轮机的瞬变操作的系统，包括：

控制器部件，所述控制器部件构造成识别所述瞬变操作的起动状态和终止状态并且限定从所述起动状态到所述终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段；

与所述控制器部件通信的多个传感器，所述多个传感器构造成获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应的测量值；和

与所述控制器部件通信的分析仪，所述分析仪构造成对相应的子部段中的每一个确定所述多个工作参数中的每一个的所述相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定容许值，

其中，所述分析仪进一步构造成至少部分地基于其中发生具体一个工作参数的相应值与具体的子部段的具体工作参数的相应的预定容许值不匹配的所述相应的子部段而确定所述多个工作参数中的每一个的相应的错误分数。