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专利号: 2024106983166
申请人: 青岛龙发热电有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于边缘数据中心的火电厂安全预警系统,其特征在于,包括,边缘数据获取模块,用以获取监测周期内各边缘数据中心的监测数据和环境参数;

燃烧监测模块,用以根据监测周期内热量监测边缘数据中心的监测数据对火电厂燃料燃烧状态进行分析;

发电监测模块,用以根据监测周期内发电边缘数据中心的监测数据对火电厂发电状态进行分析;

储能监测模块,用以根据监测周期内储能边缘数据中心的监测数据对火电厂储能状态进行分析;

发电安全分析模块,用以根据监测周期内火电厂燃料燃烧状态和火电厂发电状态对发电安全状态进行分析;

配电安全分析模块,用以根据监测周期内火电厂发电状态和火电厂储能状态对配电安全状态进行分析;

安全预警模块,用以根据监测周期内发电安全状态和配电安全状态向用户进行预警,并根据预警结果对火电厂运行过程进行管理,所述安全预警模块还用以根据管理周期内的预警次数对管理过程进行更新;

所述发电监测模块设有状态分析单元,所述状态分析单元用以将监测周期内的有功输出功率P与各预设功率进行比对,并根据比对结果对发电阶段进行分析,其中:当P<P1时,所述状态分析单元判定监测周期内火电厂发电阶段为低负荷发电,并将额定输出功率设为P0;

当P1≤P<P2时,所述状态分析单元判定监测周期内火电厂发电阶段为中负荷发电,并将额定输出功率设为P1;

当P≥P2时,所述状态分析单元判定监测周期内火电厂发电阶段为高负荷发电,并将额定输出功率设为P2;

其中,P1是第一预设功率,P2是第二预设功率,P1<P2;

所述发电监测模块还设有电量分析单元,所述电量分析单元根据监测周期内的燃料信息计算燃料发电量Q,燃料发电量Q的计算公式如下:Q=M×Qnet×α×η;

其中,M是监测周期内的燃料质量,Qnet是燃料的低位发热量,α是火电厂热转化效率,η是火电厂的热电转化效率;

所述电量分析单元根据监测周期内发电状态分析结果和燃料发电量Q对火电厂发电状态进行分析,其中:当Q<Pi×T×(1‑a1)时,所述电量分析单元判定监测周期内火电厂发电状态为异常;

当Q≥Pi×T×(1‑a1)时,所述电量分析单元判定监测周期内火电厂发电状态为正常;

其中,i=0,1,2,T是监测周期的时长,a1是允许电量误差值且0.1≤a1≤0.2;

所述发电安全分析模块根据监测周期内火电厂燃料燃烧状态和火电厂发电状态对发电安全状态进行分析,其中:当火电厂燃料燃烧状态为正常时,若发电状态为正常,所述发电安全分析模块判定监测周期内发电安全状态为安全;若发电状态为异常,所述发电安全分析模块判定监测周期内发电安全状态为热转换异常;

当火电厂燃料燃烧状态为异常时,若发电状态为正常,所述发电安全分析模块判定监测周期内发电安全状态为热传递异常;若发电状态为异常,所述发电安全分析模块判定监测周期内发电安全状态为发电机组异常。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘数据中心的火电厂安全预警系统,其特征在于,所述燃烧监测模块根据监测周期内的燃料产热值W与实际产热值E进行比对,并根据比对结果对火电厂燃料燃烧状态进行分析,其中:当W<E/α时,所述燃烧监测模块判定监测周期内火电厂燃料燃烧状态为异常;

当W≥E/α时,所述燃烧监测模块判定监测周期内火电厂燃料燃烧状态为正常。

3.根据权利要求2所述的一种基于边缘数据中心的火电厂安全预警系统,其特征在于,所述储能监测模块设有储能分析单元,所述储能分析单元用以根据监测周期内储能边缘数据中心的监测数据对储能电站运行状态进行分析,其中:当Pc<Pr×(1‑γ)时,所述储能分析单元判定监测周期内火电厂储能电站的运行状态为储能状态;

当Pr×(1‑γ)≤Pc≤Pr×(1+γ)时,所述储能分析单元判定监测周期内火电厂储能电站的运行状态为均衡状态;

当Pc>Pr×(1+γ)时,所述储能分析单元判定监测周期内火电厂储能电站的运行状态为额外供应状态;

其中,Pc是监测周期内火电厂储能电站的负载功率,Pr是监测周期内火电厂储能电站的输入功率,γ是储能电站功率误差值;

所述储能监测模块还设有调整单元,所述调整单元用以将监测周期内储能电站磁场强度B与预设磁场强度B1进行比对,并根据比对结果对储能电站运行状态的分析过程进行调整,其中:当B<B1时,所述调整单元判定监测周期内磁场强度正常,不进行调整;

当B≥B1时,所述调整单元判定监测周期内磁场强度异常,并将储能电站功率误差值γ调整为γ’,设定γ’=γ×arctan[(B‑B1)/B1];

所述储能监测模块还设有优化单元,所述优化单元用以将监测周期内的环境温度t与预设温度C进行比对,并根据比对结果对储能电站运行状态的调整结果进行优化,其中:当t<C时,所述优化单元判定监测周期内温度正常,不进行优化;

当t≥C时,所述优化单元判定监测周期内温度异常,并将预设磁场强度优化为B1’,设定B1’=B1×{1+sin[(t‑C)/C]}。

4.根据权利要求3所述的一种基于边缘数据中心的火电厂安全预警系统,其特征在于,所述储能监测模块还设有储能异常分析单元,所述储能异常分析单元用以根据监测周期内储能电站运行状态分析结果和储能边缘数据中心的监测数据对火电厂储能状态进行分析,其中:当储能电站的运行状态为储能状态时,若[(Pr‑Pc)×T+Qc]>QR,所述储能异常分析单元判定监测周期内火电厂储能状态为输入异常;若[(Pr‑Pc)×T+Qc]≤QR时,所述储能异常分析单元判定监测周期内火电厂储能状态为正常;

当储能电站的运行状态为均衡状态时,所述储能异常分析单元判定监测周期内火电厂储能状态为正常;

当储能电站的运行状态为额外供应状态时,若[(Pc‑Pr)×T]>Qc,所述储能异常分析单元判定监测周期内火电厂储能状态为输出异常;若[(Pc‑Pr)×T]≤Qc,所述储能异常分析单元判定监测周期内火电厂储能状态为正常;

其中,Qc是监测周期内储能电站的储能电量,QR是储能电站的储能容量。

5.根据权利要求4所述的一种基于边缘数据中心的火电厂安全预警系统,其特征在于,所述配电安全分析模块根据监测周期内火电厂发电状态和火电厂储能状态对配电安全状态进行分析,其中:当火电厂储能状态为储能正常时,所述配电安全分析模块判定监测周期内配电安全状态为正常;

当火电厂储能状态为输入异常时,若发电状态为正常,所述配电安全分析模块判定监测周期内配电安全状态为输入功率异常;若发电状态为异常,所述配电安全分析模块判定监测周期内配电安全状态为发电机组异常;

当火电厂储能状态为输出异常时,若发电状态为正常,所述配电安全分析模块判定监测周期内配电安全状态为输出功率异常;若发电状态为异常,所述配电安全分析模块判定监测周期内配电安全状态为输入功率异常。

6.根据权利要求5所述的一种基于边缘数据中心的火电厂安全预警系统,其特征在于,所述安全预警模块设有安全预警单元,所述安全预警单元用以根据监测周期内发电安全状态和配电安全状态对火电厂运行状态进行分析,并根据分析结果向用户进行预警,其中:当发电安全状态为安全时,若配电安全状态为正常,所述安全预警单元判定监测周期内火电厂运行状态为正常,不向用户进行预警;

当发电安全状态为安全时,若配电安全状态为发电机组异常,所述安全预警单元判定监测周期内火电厂运行状态为异常,并向用户发送设备异常预警;若配电安全状态为输出功率异常,所述安全预警单元判定监测周期内火电厂运行状态为异常,并向用户发送供电异常预警;若配电安全状态为输入异常,所述安全预警单元判定监测周期内火电厂运行状态为异常,并向用户发送发电异常预警;

当发电安全状态为设备热传递异常时,所述安全预警单元判定监测周期内火电厂运行状态为异常,并向用户发送热转换设备异常预警;

当发电安全状态为发电机组异常时,所述安全预警单元判定监测周期内火电厂运行状态为异常,并向用户发送设备异常预警。

7.根据权利要求6所述的一种基于边缘数据中心的火电厂安全预警系统,其特征在于,所述安全预警模块还设有调峰管理单元,所述调峰管理单元用以根据监测周期内的预警结果对火电厂运行过程进行管理,其中:当预警结果为设备异常预警时,所述调峰管理单元建议用户对发电机组设备进行检修;

当预警结果为供电异常预警时,所述调峰管理单元将下一监测周期的有功输出功率设为U1,设定U1=P×ln[1+(Pr‑Pc‑V×R)/P];

当预警结果为发电异常预警时,所述调峰管理单元将下一监测周期的有功输出功率设为U2,设定U2=P×exp[(Pr‑Pc‑V×R)/P];

所述安全预警模块还设有管理更新单元,所述管理更新单元用以根据管理周期内预警次数n对下一管理周期的火电厂运行过程的管理过程进行更新,其中:当n/N<μ时,所述管理更新单元判定管理周期内预警次数正常,不进行更新;

当n/N≥μ时,所述管理更新单元判定管理周期内预警次数异常,并将监测周期的时长更新为T’,设定T’=T×{2‑cos[(n/N‑μ)/μ]};

其中,μ是预设预警比例常数,0.05<μ≤0.2,N是管理周期内监测周期的数量。