СПОСОБ АНАЛИЗА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ

1. Способ анализа функционирования многоступенчатого компрессора (2) газовой турбины (1) с некоторым числом компрессорных ступеней,
при котором одна или более нейронных сетей обучаются, базируясь на нормальном режиме работы газовой турбины (1), при этом
измеряется, по меньшей мере, один динамический сигнал (V5) давления посредством, по меньшей мере, одного датчика (8) давления в или на компрессоре (2) газовой турбины (1), а также измеряется один или более рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) газовой турбины (1) с помощью одного или более других датчиков (4, 5, 6, 7) при нормальном режиме работы газовой турбины (1), и/или динамический сигнал (V5) давления, а также один или более других рабочих параметров (V1, V2, V3, V4), которые измерены в нормальном режиме работы газовой турбины (1), считываются;
динамический сигнал (V5) давления подвергается частотному анализу, посредством чего определяются один или более параметров частотного спектра сигнала (V5) давления;
базируясь на одном или более измеренных рабочих параметрах (V1, V2, V3, V4) и одном или более параметрах частотного спектра сигнала (V5) давления, обучаются одна или более нейронных сетей, которые в качестве входных величин имеют один или более измеренных рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) и один или более параметров частотного спектра сигнала (V5) давления, а в качестве выходной величины имеют, по меньшей мере, один показатель диагностики, который представляет меру вероятности для наличия нормального режима работы газовой турбины (1) в зависимости от входных величин,
отличающийся тем, что
в качестве параметра частотного спектра для каждой компрессорной ступени определяется характеристическая частотная полоса (F1, F2, F3, F4) на основе числа оборотов газовой турбины и числа направляющих лопаток и рабочих лопаток соответствующей компрессорной ступени, и для каждой характеристической частотной полосы вычисляется содержащаяся в ней доля энергии сигнала (V5) давления, в частности, среднеквадратичное значение, и/или амплитудный максимум и/или несколько смежных амплитудных максимумов частотных составляющих характеристической частотной полосы (F1, F2, F3, F4) для применения в качестве входных величин одной или более нейронных сетей.
2. Способ по п.1, в котором одна или более нейронных сетей представляют собой сети радиальных базисных функций.
3. Способ по п.1 или 2, в котором, по меньшей мере, один показатель диагностики представляет собой доверительное значение, которое нормировано в диапазоне значений от 0 до 1 и представляет вероятность того, что соответствующая комбинация параметров входных величин является известной комбинацией параметров нормального режима работы газовой турбины (1).
4. Способ по п.1 или 2, в котором в качестве другого параметра частотного спектра учитывается отношение доли энергии характеристической частотной полосы (F1, F2, F3, F4) к долям энергии высших гармоник характеристической частотной полосы (F1, F2, F3, F4) для применения в качестве входных величин одной или более нейронных сетей.
5. Способ по п.3, в котором в качестве другого параметра частотного спектра учитывается отношение доли энергии характеристической частотной полосы (F1, F2, F3, F4) к долям энергии высших гармоник характеристической частотной полосы (F1, F2, F3, F4) для применения в качестве входных величин одной или более нейронных сетей.
6. Способ по п.1 или 2, в котором для каждой компрессорной ступени обучается нейронная сеть, причем соответствующая нейронная сеть в качестве входных величин имеет параметры частотного спектра, относящиеся к характеристической частотной полосе (F1, F2, F3, F4), и причем каждая нейронная сеть имеет показатель диагностики в качестве выходной величины,
причем этот показатель диагностики представляет меру вероятности наличия нормального режима работы соответствующей компрессорной ступени в зависимости от входных величин.
7. Способ по п.3, в котором для каждой компрессорной ступени обучается нейронная сеть, причем соответствующая нейронная сеть в качестве входных величин имеет параметры частотного спектра, относящиеся к характеристической частотной полосе (F1, F2, F3, F4), и причем каждая нейронная сеть имеет показатель диагностики в качестве выходной величины,
причем этот показатель диагностики представляет меру вероятности наличия нормального режима работы соответствующей компрессорной ступени в зависимости от входных величин.
8. Способ по п.5, в котором для каждой компрессорной ступени обучается нейронная сеть, причем соответствующая нейронная сеть в качестве входных величин имеет параметры частотного спектра, относящиеся к характеристической частотной полосе (F1, F2, F3, F4), и причем каждая нейронная сеть имеет показатель диагностики в качестве выходной величины,
причем этот показатель диагностики представляет меру вероятности наличия нормального режима работы соответствующей компрессорной ступени в зависимости от входных величин.
9. Способ по п.6, в котором на основе определенных правил, в особенности на основе правил нечеткой логики, определяется общий показатель из значений показателей диагностики соответствующих компрессорных ступеней.
10. Способ по п.7 или 8, в котором на основе определенных правил, в особенности на основе правил нечеткой логики, определяется общий показатель из значений показателей диагностики соответствующих компрессорных ступеней.
11. Способ по п.1 или 2, в котором для частотного анализа динамического сигнала (V5) давления применяется быстрое преобразование Фурье.
12. Способ по п.3, в котором для частотного анализа динамического сигнала (V5) давления применяется быстрое преобразование Фурье.
13. Способ по п.4, в котором для частотного анализа динамического сигнала (V5) давления применяется быстрое преобразование Фурье.
14. Способ по любому из пп.5, 7, 8 или 9, в котором для частотного анализа динамического сигнала (V5) давления применяется быстрое преобразование Фурье.
15. Способ по п.10, в котором для частотного анализа динамического сигнала (V5) давления применяется быстрое преобразование Фурье.
16. Способ по п.1 или 2, в котором в качестве рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) измеряются или считываются один или более из следующих параметров:
число оборотов газовой турбины (1),
нагрузка газовой турбины (1),
давление окружающей среды,
температура окружающей среды,
влажность воздуха,
положение направляющих лопаток на компрессоре (2) газовой турбины (1).
17. Способ по п.3, в котором в качестве рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) измеряются или считываются один или более из следующих параметров:
число оборотов газовой турбины (1),
нагрузка газовой турбины (1),
давление окружающей среды,
температура окружающей среды,
влажность воздуха,
положение направляющих лопаток на компрессоре (2) газовой турбины (1).
18. Способ по любому из пп.5, 7, 8, 9, 12, 13 или 15, в котором в качестве рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) измеряются или считываются один или более из следующих параметров:
число оборотов газовой турбины (1),
нагрузка газовой турбины (1),
давление окружающей среды,
температура окружающей среды,
влажность воздуха,
положение направляющих лопаток на компрессоре (2) газовой турбины (1).
19. Способ по п.4, в котором в качестве рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) измеряются или считываются один или более из следующих параметров:
число оборотов газовой турбины (1),
нагрузка газовой турбины (1),
давление окружающей среды,
температура окружающей среды,
влажность воздуха,
положение направляющих лопаток на компрессоре (2) газовой турбины (1).
20. Способ по п.6, в котором в качестве рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) измеряются или считываются один или более из следующих параметров:
число оборотов газовой турбины (1),
нагрузка газовой турбины (1),
давление окружающей среды,
температура окружающей среды,
влажность воздуха,
положение направляющих лопаток на компрессоре (2) газовой турбины (1).
21. Способ по п.16, в котором измеренные рабочие параметры (V1, V2, V3, V4) и динамический сигнал (V5) давления соответствуют нормальному режиму работы, при котором газовая турбина (1) эксплуатируется с постоянным числом оборотов для различных нагрузок и/или положений направляющих лопаток.
22. Способ по любому из пп.17, 19 или 20, в котором измеренные рабочие параметры (V1, V2, V3, V4) и динамический сигнал (V5) давления соответствуют нормальному режиму работы, при котором газовая турбина (1) эксплуатируется с постоянным числом оборотов для различных нагрузок и/или положений направляющих лопаток.
23. Способ по п.18, в котором измеренные рабочие параметры (V1, V2, V3, V4) и динамический сигнал (V5) давления соответствуют нормальному режиму работы, при котором газовая турбина (1) эксплуатируется с постоянным числом оборотов для различных нагрузок и/или положений направляющих лопаток.
24. Компьютерный программный продукт с программным кодом, сохраненным на машиночитаемом носителе, для выполнения способа по любому из предыдущих пунктов, когда программа исполняется на компьютере.
25. Способ контроля газовой турбины (1), базируясь на одной или более нейронных сетей, обученных согласно способу по любому из пп.1-23, в котором во время работы газовой турбины:
измеряется, по меньшей мере, один динамический сигнал (V5) давления, по меньшей мере, одним датчиком (8) давления в или на компрессоре (2) газовой турбины (1), а также один или несколько рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) газовой турбины (1) измеряются посредством других датчиков (4, 5, 6, 7) при нормальном режиме работы газовой турбины (1);
динамический сигнал (V5) давления подвергается частотному анализу, благодаря чему определяется один или более параметров частотного спектра динамического сигнала (V5) давления;
один или более измеренных рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) и один или более параметров частотного спектра динамического сигнала (V5) давления подаются в качестве входных величин в одну или более обученных нейронных сетей, а в качестве выходной величины одной или более нейронных сетей выдается, по меньшей мере, один показатель диагностики.
26. Способ по п.25, в котором выдается предупредительный сигнал, если один или более показателей диагностики находятся вне предварительно определенного диапазона значений.
27. Устройство для контроля газовой турбины (1), содержащее одну или более обученных нейронных сетей, осуществляющих способ по любому из пп.1-23, содержащее:
по меньшей мере, один датчик (8) давления для измерения, по меньшей мере, одного динамического сигнала (V5) давления в или на компрессоре (2) газовой турбины (1), а также один или несколько других датчиков для измерения одного или более рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) газовой турбины (1) при функционировании газовой турбины (1);
устройство частотного анализа, посредством которого динамический сигнал (V5) давления может подвергаться частотному анализу, благодаря чему определяется один или более параметров частотного спектра динамического сигнала (V5) давления;
одну или более обученных нейронных сетей, на которые могут подаваться один или более измеренных рабочих параметров (V1, V2, V3, V4) и один или более параметров частотного спектра динамического сигнала (V5) давления в качестве входных величин, и которые в качестве выходных величин могут выдавать, по меньшей мере, один показатель диагностики.
28. Газовая турбина, содержащая устройство по п.27.