一种水电站发电机组运行区间智能告警系统，分为发负荷分级监测系统和智能告警系统，负荷监测单元将负荷值传递到负荷校验单元，当发电机组属于非正常工作位时负荷校验单元将告警信号传递到负荷报警单元并发出告警，工作人员通过报警复位单元对告警系统进行复位，状态分析模块分析发电机组的运行状态，再将分析结果传递到报警分级模块，报警分级模块按照事故的轻重进行信号分级，分级完毕后再将告警信号传递到负荷报警单元，负荷报警单元根据信号级别发出相应的告警；本发明采用全新的发电机组运行区间分配检测方式和分级智能告警系统，通过此系统能更为合理的判断发电机组的运行状态，告警方式也更为简洁明了。
1.一种水电站发电机组运行区间智能告警系统，系统分为负荷分级监测系统和智能告警系统，其特征在于：负荷分级监测系统包括有负荷监测单元（1），负荷监测单元（1）采集发电机组的实时负荷并将负荷值传递到负荷校验单元（2），负荷校验单元（2）确定发电机组实时负荷的具体区间并判断发电机组是否属于正常工作位，当发电机组属于非正常工作位时负荷校验单元（2）将告警信号传递到智能告警系统，智能告警系统内的负荷报警单元（3）发出告警信息，现场工作人员排除事故后再通过报警复位单元（4）对告警系统进行复位；
智能告警系统包括有状态分析模块（5），状态分析模块（5）收到告警信号后会分析发电机组的运行状态，状态分析模块（5）再将分析结果传递到报警分级模块（8）和接无线传输模块（7），无线传输模块（7）将报警信号传输到远端监控系统，报警分级模块（8）按照事故的轻重将报警信号进行分级，报警分级模块（8）将信号分级完毕后再将告警信号传递到负荷报警单元（3），负荷报警单元（3）发出相应级别的告警；
负荷校验单元（2）将发电机组的负荷区间分为推荐运行区间（2‑1）、非推荐运行区间（2‑2）、禁止运行区间（2‑3）和震动运行区间（2‑4）四大运行区间，发电机组的运行负荷处在推荐运行区间（2‑1）内时属于正常运行位；当发电机组的运行负荷处在非推荐运行区间（2‑
2）、禁止运行区间（2‑3）和震动运行区间（2‑4）内时属于异常运行位，此时负荷校验单元（2）立即向智能告警系统发出告警信号。
2.根据权利要求1所述的水电站发电机组运行区间智能告警系统，其特征在于：负荷监测单元（1）通过采集导叶开度数据和对发电机组负荷模拟量监测来采集和判断发电机组的实时负荷。
3.根据权利要求1所述的水电站发电机组运行区间智能告警系统，其特征在于：状态分析模块（5）除了接受发电机组负荷告警信号之外也会接受发电机组的其他异常告警信号，状态分析模块（5）连接告警智能巡逻模块（6），告警智能巡逻模块（6）周期性循环检查每个发电机组的运行状态，当检查发电机组出现异常运行情况会立刻向状态分析模块（5）发出告警信号。
4.根据权利要求1所述的水电站发电机组运行区间智能告警系统，其特征在于：报警分级模块（8）将告警信号按照事故的严重程度分为若干个级别，每个级别的告警信号所对应最终的告警方式也不相同。
5.根据权利要求1所述的水电站发电机组运行区间智能告警系统，其特征在于：负荷报警单元（3）接受到告警信号后会通过报文告警模块（3‑1）、音频告警模块（3‑2）和警示灯告警模块（3‑3）发出告警信号，其中报文告警模块（3‑1）会根据告警信号的级别发出不同颜色的报文信息，音频告警模块（3‑2）会根据告警信号的级别发出不同语音的报警音，警示灯告警模块（3‑3）会根据告警信号的级别发出不同颜色的报警灯。
6.根据权利要求1所述的水电站发电机组运行区间智能告警系统，其特征在于：报警复位单元（4）需工作人员现场手动复位，否则会持续告警。
7.根据权利要求1所述的水电站发电机组运行区间智能告警系统，其特征在于，系统运行时包括以下步骤：
Step1：负荷监测单元（1）实时监测水电站发电机组的运行负荷，将监测到的负荷经过信号处理后传递到负荷校验单元（2）；
Step2：负荷校验单元（2）判断负荷是否属于正常运行区间，若发电机组属于非正常运行区间时，负荷校验单元（2）发出告警信号并传递到负荷告警系统内的状态分析模块（5）；
Step3：状态分析模块（5）收到告警信号后分析发电机组的运行状态，将分析结果传递到报警分级模块（8）；
Step4：报警分级模块（8）将告警信号进行分级处理，并将分级过后的告警信号传递到负荷报警单元（3）；
Step5：负荷报警单元（3）根据告警信号的级别分别通过报文告警模块（3‑1）、音频告警模块（3‑2）和警示灯告警模块（3‑3）发出相应的告警信号。
8.根据权利要求7所述的水电站发电机组运行区间智能告警系统，其特征在于，在运行步骤Step3中状态分析模块（5）除了接收Step2中负荷校验单元（2）发出告警信号外，也接收告警智能巡逻模块（6）发出的报警信号，状态分析模块（5）还与无线传输模块（7）连接并通过无线传输模块（7）将报警信号实时传输到远端监控系统。
水电站发电机组运行区间智能告警系统
技术领域
[0001] 本发明属于智能监控设备技术领域，特别涉及一种水电站发电机组运行区间智能告警系统。
背景技术
[0002] 在目前的水电站监控系统中，通常将发电机组的负荷区间设置为三段，当发电机组负荷从零升至最大值的过程中，首尾两段的负荷值为运行推荐负荷值，中间端为禁止运行负荷值，发电机组在禁止运行负荷值区间内运行会使发电机的工况变差，进而对发电机产生较大的影响，但按照目前的分段方式，发电机如在禁止运行负荷值和运行负荷值的边缘处运行，发电机的运行工况依旧较差。
[0003] 当发电机组出现故障产生报警信号后，现有的报警系统通常存在如下缺点：
[0004] 1、现有的告警系统不区分级别，所有告警显示在一个告警界面；
[0005] 2、现有的告警系统不会自动判断发电机组运行状态，仅以告警变位标志进行告警（即报警或者不报警）；
[0006] 3、所有告警方式均以语音告警形式告警，难以区分重要告警；
[0007] 4、告警信号没有颜色区分。
发明内容
[0008] 鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供一种水电站发电机组运行区间智能告警系统，该系统采用全新的发电机组运行区间分配检测方式，发电机组的告警系统则采用分级智能告警，通过此系统能更为合理的判断发电机组的运行状态，告警方式也更为简洁明了，一旦发电机组出现故障，检修人员能快速的了解事故和原因，提高了检修效率。
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：
[0010] 一种水电站发电机组运行区间智能告警系统，系统分为发负荷分级监测系统和智能告警系统，负荷分级监测系统包括有负荷监测单元，负荷监测单元采集发电机组的实时负荷并将负荷值传递到负荷校验单元，负荷校验单元确定发电机组实时负荷的具体区间并判断发电机组是否属于正常工作位，当发电机组属于非正常工作位时负荷校验单元将告警信号传递到智能告警系统，智能告警系统内的负荷报警单元发出告警信息，现场工作人员排除事故后再通过报警复位单元对告警系统进行复位；
[0011] 智能告警系统包括有状态分析模块，状态分析模块收到告警信号后会分析发电机组的运行状态，状态分析模块再将分析结果传递到报警分级模块和接无线传输模块，无线传输模块将报警信号传输到远端监控系统，报警分级模块按照事故的轻重将报警信号进行分级，报警分级模块将信号分级完毕后再将告警信号传递到负荷报警单元，负荷报警单元根据信号的级别发出所对应的告警。
[0012] 优选的方案中，负荷监测单元通过采集导叶开度数据和对发电机组负荷模拟量监测来采集和判断发电机组的实时负荷。
[0013] 优选的方案中，负荷校验单元将发电机组的负荷区间分为推荐运行区间、非推荐运行区间、禁止运行区间和震动运行区间四大区间，发电机组的运行负荷处在推荐运行区间内时属于正常运行位；当发电机组的运行负荷处在非推荐运行区间、禁止运行区间和震动运行区间时属于异常运行位，此时负荷校验单元立即向智能告警系统发出告警信号。
[0014] 优选的方案中，状态分析模块除了接受发电机组负荷告警信号之外也会接受发电机组的其他异常告警信号，状态分析模块连接告警智能巡逻模块，告警智能巡逻模块周期性循环检查每个发电机组的运行状态，当检查发电机组出现异常运行情况会立刻向状态分析模块发出告警信号。
[0015] 优选的方案中，报警分级模块将告警信号按照事故的严重程度分为若干个级别，每个级别的告警信号所对应最终的告警方式也不相同。
[0016] 优选的方案中，负荷报警单元接受到告警信号后会通过报文告警模块、音频告警模块和警示灯告警模块发出告警信号，其中报文告警模块会根据告警信号的级别发出不同颜色的报文，音频告警模块会根据告警信号的级别发出不同语音的报警音，警示灯告警模块会根据告警信号的级别发出不同颜色的报警灯。
[0017] 优选的方案中，报警复位单元需工作人员现场手动复位，否则会持续告警。
[0018] 水电站发电机组运行区间智能告警系统运行时包括以下步骤：
[0019] Step1：负荷监测单元实时监测水电站发电机组的运行负荷，将监测到的负荷经过信号处理后传递到负荷校验单元；
[0020] Step2：负荷校验单元判断负荷是否属于正常运行区间，若发电机组属于非正常运行区间时，负荷校验单元发出告警信号并传递到负荷告警系统内的状态分析模块；
[0021] Step3：状态分析模块收到告警信号后分析发电机组的运行状态，将分析结果传传递到报警分级模块；
[0022] Step4：报警分级模块将告警信号进行分级处理，并将分级过后的告警信号传递到负荷报警单元；
[0023] Step5：负荷报警单元根据告警信号的级别分别通过报文告警模块、音频告警模块和警示灯告警模块发出相应的告警信号。
[0024] 在Step5步骤中状态分析模块除了接收Step2步骤中负荷校验单元发出告警信号外，也接收智能巡逻模块发出的报警信号，状态分析模块与无线传输模块连接并通过无线传输模块将信号实时传输到远端监控系统。
[0025] 本专利可达到以下有益效果：
[0026] 1、本系统采用更为精细的发电机组负荷区间分配方式，可避免发电机组在禁止运行负荷值的边缘处运行，工作人员也能更加精确的控制发电机组的运行负荷，提高了发电机组的运行效率和使用寿命；
[0027] 2、本系统中的智能告警系统采用分级式的告警方式，使得告警信息更为简洁直观，方便了检修人员在第一时间内了解事故类型和原因，为处理发电机组的故障节省了宝贵的时间；
[0028] 3、本系统自带无线传输模块和告警智能巡逻模块，通过自动监测发电机组的运行状态，节省了巡检发电机组工作中的人力和物力；通过与远端监控系统建立实时连接，可将发电机组在运行中出现的故障在第一时间内通知到非现场工作人员。
附图说明
[0029] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0030] 图1为本发明负荷分级检测系统示意图；
[0031] 图2为本发明智能告警系统示意图；
[0032] 图3为本发明负荷分级监测系统工作流程图；
[0033] 图4为本发明智能告警系统工作流程图。
[0034] 图中：负荷监测单元1、负荷校验单元2、推荐运行区间2‑1、非推荐运行区间2‑2、禁止运行区间2‑3、震动运行区间2‑4、负荷报警单元3、报文告警模块3‑1、音频告警模块3‑2、警示灯告警模块3‑3、报警复位单元4、状态分析模块5、告警智能巡逻模块6、无线传输模块7、报警分级模块8。
具体实施方式
[0035] 如图1和图2所示，一种水电站发电机组运行区间智能告警系统，系统分为发负荷分级监测系统和智能告警系统，负荷分级监测系统包括有负荷监测单元1，负荷监测单元1采集发电机组的实时负荷并将负荷值传递到负荷校验单元2，负荷校验单元2确定发电机组实时负荷的具体区间并判断发电机组是否属于正常工作位，当发电机组属于非正常工作位时负荷校验单元2将告警信号传递到负荷报警单元3并发出告警，现场工作人员最后通过报警复位单元4对告警系统进行复位；
[0036] 智能告警系统包括有状态分析模块5，状态分析模块5收到告警信号后会分析发电机组的运行状态，状态分析模块5再将分析结果传递到报警分级模块8，报警分级模块8按照事故的轻重对告警信号进行分级，报警分级模块8将信号分级完毕后再将告警信号传递到负荷报警单元3，负荷报警单元3根据信号级别发出相应的告警。
[0037] 优选的方案如图1所示，负荷监测单元1通过采集导叶开度数据判断负荷区间。采集单机分钟出力数据，并确定负荷区间；此外负荷监测单元1还可通过对发电机负荷模拟量进行监测，并通过监测模拟量确定负荷区间。
[0038] 优选的方案如图1所示，负荷校验单元2将发电机组的负荷区间分为推荐运行区间2‑1、非推荐运行区间2‑2、禁止运行区间2‑3和震动运行区间2‑4共四大区间：
[0039] 1、当发电机组运行负荷在推荐运行区间2‑1内时，发电机组工况最优、效率最高，在此区间运行利于发电机组长期运行，同时可提高发电效益；
[0040] 2、当发电机组运行负荷在非推荐运行区间2‑2内时，发电机组可在此区间长期运行，但是发电机未达到最优工况，在此区间运行虽然不会对发电机产生较大影响，但是影响整体发电效益；
[0041] 3、当发电机组运行负荷在禁止运行区间2‑3内时，发电机组可在并网瞬间在此区间运行，发电机组在此区间运行工况较差，需要快速离开此区间运行；
[0042] 4、当发电机组运行负荷在震动运行区间2‑4内时，发电机组整体机械部件振动较为强烈，发电机无法在此区间内运行，发电机组应该尽可能的避免在此区间内运行；
[0043] 发电机组的运行负荷处在推荐运行区间2‑1内时属于正常运行位；当发电机组的运行负荷处在非推荐运行区间2‑2、禁止运行区间2‑3和震动运行区间2‑4时属于异常运行位，负荷校验单元2此时立即向智能告警系统发出告警信号。
[0044] 优选的方案如图2所示，状态分析模块5除了接受发电机组负荷告警信号之外也会接受发电机组的其他异常告警信号，状态分析模块5连接告警智能巡逻模块6，告警智能巡逻模块6周期性循环检查每个发电机组的运行状态，当检查发电机组出现异常运行情况会立刻向状态分析模块5发出告警信号。
[0045] 优选的方案如图2所示，报警分级模块8将告警信号按照事故的严重程度分为若干个级别，每个级别的告警信号所对应最终的告警方式也不相同，在实际运行过程中通常将告警分为一级告警、二级告警、三级告警、四级告警四种级别；一级告警即紧急告警需要值班员紧急处理的告警（如不及时处理会出现较大的故障，如停机等。），二级告警为重要告警值班员需加强监视并处理（该级别告警出现后，值班员需在事件发生后紧急处理，一般为保护动作事件等），三级告警为一般报警提示值班员注意该设备，四级告警即一般事件，值班员了解即可。
[0046] 优选的方案如图2所示，负荷报警单元3接受到告警信号后会通过报文告警模块3‑1、音频告警模块3‑2和警示灯告警模块3‑3发出告警信号，其中报文告警模块3‑1会根据告警信号的级别发出不同颜色的报文，通常一级告警的报文为红色、二级告警的报文为橙色、三级告警的报文为黄色、四级告警的报文为绿色；
[0047] 音频告警模块3‑2会根据告警信号的级别发出不同语音的报警音，通常一级告警的告警音为急促的蜂鸣音（可根据个人需求设置不同的告警声音，也可以进行语音告警设置）、二级告警的告警音为正常的蜂鸣音（可根据个人需求设置不同的告警声音，也可以进行语音告警设置）、三级告警的告警声音为提示声音、四级告警无告警声音，告警的声音也可支持自定义，并允许提供其他音频资料作为告警声音。此外，也可将告警方式设置为语音告警，并将告警信息的文字内容播报出来；
[0048] 警示灯告警模块3‑3会根据告警信号的级别发出不同颜色的报警灯，通常越严重的告警，报警灯的颜色也会更为刺眼，报警灯的闪烁频率也会更为频繁。
[0049] 优选的方案如图2所示，报警复位单元4需工作人员到现场手动复位，否则会持续告警，以确保值班员能及时处理所有告警。
[0050] 优选的方案如图2所示，状态分析模块5在智能告警系统内连接无线传输模块7，无线传输模块7与远端监控系统和移动端无线连接，通过无线传输模块7可将发电机组在运行中出现的故障在第一时间内通知到非现场的工作人员，提高了设备与人之间的交互性。
[0051] 实施案例如图1至图4所示，并以最大负荷为300MW的水电站为例：
[0052] 第1步：负荷监测单元1实时监测水电站发电机组的运行负荷，将监测到的负荷经过信号处理后传递到负荷校验单元2；
[0053] 第2步：负荷校验单元2将300MW水电站发电机组的运行负荷从0到最大负荷分为6个区间：
[0054] 0MW‑40MW 禁止运行区间（发电机在此区间运行工况较差，对发电机影响较大）；
[0055] 40MW‑60MW 非推荐运行区间（可在此区间运行，工况不高）；
[0056] 60MW‑80MW 推荐运行区间（发电机最优工况）；
[0057] 80MW‑180MW 振动区间（发电机振动区间，不能在此区间运行）；
[0058] 180MW‑200MW 非推荐运行区间（可在此区间运行，工况不高）；
[0059] 200MW‑300MW 推荐运行区间（发电机最优工况）；
[0060] 随后负荷校验单元2判断负发电机组负荷是否属于推荐运行区间，若发电机组属于非正常运行区间时，负荷校验单元2发出告警信号并传递到负荷告警系统内的状态分析模块5；
[0061] 第3步：状态分析模块5收到告警信号后分析发电机组的运行状态，将分析结果传传递到报警分级模块8；
[0062] 第4步：报警分级模块8将告警信号分为一级告警、二级告警、三级告警、四级告警四种级别，并将分级过后的告警信号传递到负荷报警单元3 ；
[0063] 第5步：负荷报警单元3根据告警信号的级别分别通过报文告警模块3‑1、音频告警模块3‑2和警示灯告警模块3‑3发出相应的告警信号：
[0064] 当告警信号为一级告警时：发报文告警模块3‑1出红色报文，音频告警模块3‑2发出急促的蜂鸣音，警示灯告警模块3‑3发出最为刺眼的闪烁报警灯；
[0065] 当告警信号为二级告警时：发报文告警模块3‑1出橙色报文，音频告警模块3‑2发出正常的蜂鸣音，警示灯告警模块3‑3发出最较刺眼的闪烁报警灯；
[0066] 当告警信号为三级告警时：发报文告警模块3‑1出黄色报文，音频告警模块3‑2发出提示的蜂鸣音，警示灯告警模块3‑3发出明亮的闪烁报警灯；
[0067] 当告警信号为四级告警时：发报文告警模块3‑1出绿色报文，音频告警模块3‑2不发出声音，警示灯告警模块3‑3不闪烁灯光。
[0068] 上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，在互 不冲突的前提下，本发明记载的各项技术特征能够互相组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
