Система и способ тестирования показателя работы паровой турбины Российский патент 2017 года по МПК G01M15/14 F01K13/00 F22B1/00 

Уровень техники

[0001] Изобретение относится, в общем, к паровым турбинам, а именно к тестированию показателей работы паровых турбин.

[0002] Обратимся к фиг.1, где изображена паровая турбина 8 на солнечной энергии, соответствующая существующему уровню техники. Паровая турбина 8 на солнечной энергии может включать концентрирующий коллектор 10 солнечных лучей, парогенератор 12 и паровую турбину 14. Концентрирующий коллектор 10 солнечных лучей собирает солнечную энергию, поступающую от Солнца. Парогенератор 12 использует солнечную энергию для формирования пара. Паровая турбина 14 использует пар для генерирования электричества.

[0003] Как правило, во время запуска паровой турбины, работающей не на солнечной энергии, различные компоненты такой турбины могут нагреваться в различной степени. Например, ротор паровой турбины, работающей не на солнечной энергии, нагревается медленнее, чем ее корпус. Устойчивое состояние достигается, когда различные компоненты турбины перестают расширяться или сжиматься относительно друг друга. Тестирование показателей работы паровой турбины, работающей не на солнечной энергии, выполняют, когда она достигает устойчивого состояния. Для достижения устойчивого состояния может требоваться несколько часов непрерывной работы. Турбины, работающие не на солнечной энергии, обеспечиваются энергией за счет пара, формируемого на основе постоянно доступного источника топлива, такого как газ, уголь или ядерное топливо, и следовательно, могут работать достаточно продолжительное время для достижения упомянутого устойчивого состояния. Из-за негарантированной доступности солнечной энергии паровая турбина 8 на солнечной энергии может не иметь возможности работать непрерывно в течение количества часов, необходимого для достижения устойчивого состояния. В результате, паровая турбина 8 на солнечной энергии может не достигать устойчивого состояния, необходимого для традиционного тестирования показателей ее работы.

Краткое описание изобретения

[0004] Варианты осуществления настоящего изобретения включают системы, способы и компьютерные программные продукты для тестирования показателя работы паровой турбины.

[0005] Первый аспект настоящего изобретения включает систему для тестирования показателя работы паровой турбины, включающую: по меньшей мере одно компьютерное устройство, включающее: нейронную сеть, сформированную с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины и предварительных данных, собранных от паровой турбины; устройство тестирования сети для тестирования упомянутой нейронной сети с использованием данных тестирования; вычислитель текущего показателя работы для вычисления текущего показателя работы упомянутой паровой турбины на основе эксплуатационных данных паровой турбины; и вычислитель прогнозируемого показателя работы для вычисления прогнозируемого показателя работы паровой турбины на основе упомянутого текущего показателя работы.

[0006] Второй аспект настоящего изобретения включает способ, включающий: сбор, с использованием компьютерного устройства, предварительных данных на основе по меньшей мере цикла работы паровой турбины; формирование, с использованием упомянутого компьютерного устройства, нейронной сети на основе упомянутых собранных данных с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины; тестирование, с использованием упомянутого компьютерного устройства, упомянутой нейронной сети с использованием набора данных тестирования; сбор, с использованием упомянутого компьютерного устройства, эксплуатационных данных от упомянутой паровой турбины; и применение упомянутой динамической термодинамической модели паровой турбины к упомянутой нейронной сети для: вычисления, с использованием упомянутого компьютерного устройства, текущего показателя работы упомянутой паровой турбины; и вычисления, с использованием упомянутого компьютерного устройства, прогнозируемого показателя работы упомянутой паровой турбины.

[0007] Третий аспект настоящего изобретения включает компьютерный программный продукт, содержащий программный код на по меньшей мере одном машиночитаемом носителе для хранения данных, который при исполнении обеспечивает возможность реализации компьютерной системой способа, включающего: сбор предварительных данных на основе по меньшей мере одного цикла работы паровой турбины; формирование нейронной сети на основе упомянутых собранных данных с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины; тестирование упомянутой нейронной сети с использованием набора данных тестирования; сбор эксплуатационных данных от упомянутой паровой турбины; и применение упомянутой динамической термодинамической модели паровой турбины к упомянутой нейронной сети для: вычисления текущего показателя работы упомянутой паровой турбины и вычисления прогнозируемого показателя работы упомянутой паровой турбины.

Краткое описание чертежей

[0008] Эти и другие отличительные особенности настоящего изобретения могут быть более полно уяснены из дальнейшего подробного описания различных аспектов настоящего изобретения, в сочетании с приложенными чертежами, иллюстрирующими различные варианты осуществления настоящего изобретения, где:

[0009] фиг.1 демонстрирует блок-схему, изображающую часть паровой турбины на солнечной энергии в соответствии с существующим уровнем техники;

[0010] фиг.2 демонстрирует блок-схему системы тестирования показателя работы паровой турбины в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;

[0011] фиг.3 демонстрирует блок-схему алгоритма, представляющего собой один из вариантов осуществления способа тестирования показателя работы паровой турбины.

[0012] Следует отметить, что чертежи настоящего изобретения выполнены не в масштабе. Чертежи предназначены для изображения только характерных аспектов настоящего изобретения, и следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его рамки. На всех чертежах аналогичные числовые обозначения соответствуют аналогичным элементам.

Подробное описание изобретения

[0013] Аспекты настоящего изобретения обеспечивают возможность тестирования показателя работы паровой турбины 14. Обратимся к фиг.2, где изображена блок-схема, иллюстрирующая систему 16 тестирования показателя работы паровой турбины в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. На фиг.2 система 16 тестирования показателя работы паровой турбины взаимодействует с паровой турбиной 14, как это ранее описано относительно фиг.1. Паровая турбина 14 может работать как на солнечной энергии, так и не на солнечной энергии. Паровая турбина 14 принимает пар из парогенератора 12. Парогенератор 12 формирует пар с использованием источника 11 энергии. Источник энергии может быть солнечным или не солнечным. Источник энергии, не являющийся солнечным, может включать топливные источники, такие как газ, уголь, ядерное топливо или любые другие известные или разработанные в будущем топливные источники. Система 16 обработки данных паровой турбины может включать нейронную сеть 18. Нейронная сеть 18 может быть сформирована с использованием динамической термодинамической модели 20 паровой турбины, которая принимает предварительные данные от паровой турбины 14. Упомянутое формирование нейронной сети с использованием динамической термодинамической модели 20 паровой турбины может включать использование вспомогательной модели 22. Упомянутая вспомогательная модель может включать по меньшей мере одно из следующего: модель 24 поглощения/удаления тепла, модель 26 управления, модель 28 турбомашины и модель 30 внешних параметров.

[0014] На фиг.2 паровая турбина показана как имеющая связь с компьютерной системой 100. Компьютерная система 100 может включать систему 16 тестирования показателя работы паровой турбины, что делает компьютерную систему 100 применимой для тестирования показателя работы паровой турбины 14. В соответствии с изображением на фиг.2, нейронная сеть 18, динамическая термодинамическая модель 20 паровой турбины, вспомогательная модель 22, устройство 32 тестирования сети, вычислитель 34 текущего показателя работы и вычислитель 36 прогнозируемого показателя работы могут быть опциональными компонентами (или модулями) в системе 16 тестирования показателя работы паровой турбины. При этом упомянутая вспомогательная модель 22 может включать одно из следующего: модель 24 поглощения/удаления тепла, модель 26 управления, модель 28 турбомашины и модель 30 внешних параметров, все из которых может быть опциональными компонентами (или модулями) в системе 16 тестирования показателя работы паровой турбины. Альтернативно, нейронная сеть 18, динамическая термодинамическая модель 20 паровой турбины, модель 24 поглощения/удаления тепла, модель 26 управления, модель 28 турбомашины, модель 30 внешних параметров, устройство 32 тестирования сети, вычислитель 34 текущего показателя работы и вычислитель 36 прогнозируемого показателя работы могут представлять собой часть внешней системы, выполняющей описанные в настоящем документе функции.

[0015] Продолжим рассмотрение фиг.2, а также обратимся к фиг.3, где проиллюстрирована блок-схема алгоритма, представляющего один из вариантов осуществления способа тестирования показателя работы паровой турбины. В процедуре S1 система 16 тестирования показателя работы паровой турбины может собирать предварительные данные на основе по меньшей мере одного цикла работы паровой турбины 14. Предварительные данные могут включать измерения давления (например, впускного давления пара, давления в конденсаторе и давления отбора пара), температурные измерения (например, впускную температуру пара, температуру в конденсаторе и температуру отбора пара), механические измерения (например, скорости, уровней вибрации и зазоров), а также выводимые/вычисляемые измерения (например, скорость потока, мощность и частоту). Специалисты в данной области техники должны понимать, что любой из этих примеров не является исчерпывающим, и что при практическом использовании настоящего изобретения могут применяться другие данные, связанные с работой паровой турбины 14. В процедуре S2 система 16 тестирования показателя работы паровой турбины формирует нейтронную сеть 18 на основе упомянутых предварительных данных с использованием динамической термодинамической модели 20 паровой турбины. Упомянутое формирование может дополняться с использованием вспомогательной модели 22 и может включать использование модели 24 поглощения/удаления тепла, модели 26 управления, модели 28 турбомашины и модели 30 внешних параметров. Специалисты в данной области техники должны понимать, что нейронная сеть 18 является компонентом для моделирования показателя работы, в данном случае - показателя работы паровой турбины 14. Нейронная сеть 18 является хорошо известной на существующем уровне техники. Нейронная сеть 18 может включать любую существующую или разработанную в будущем нейронную сеть 18.

[0016] Динамическая термодинамическая модель 20 паровой турбины моделирует генерирование энергии для паровой турбины 14 с использованием параметров, включающих энтальпию, энтропию и давление, объем и плотность пара, входящего и выходящего из паровой турбины 14. Динамическая термодинамическая модель 20 паровой турбины может включать гибкую термодинамическую модель паровой турбины и/или переходную термодинамическую модель паровой турбины. Гибкая термодинамическая модель паровой турбины может допускать изменение термодинамического описания паровой турбины 14, например, при помощи изменения параметров, включающих, например, КПД ступеней, КПД секций, перепады давления, перепады температуры и механические потери. Переходная термодинамическая модель паровой турбины может включать элементы гибкой термодинамической модели паровой турбины и может дополнительно обеспечивать возможность осуществлять зависящие от времени изменения состояния переходной термодинамической модели паровой турбины в ответ, например, на динамику времени реагирования системы управления, характеристик отвода или поглощения тепла, разбалансировки крутящих моментов и объема/трубопровода.

[0017] Входные данные для гибкой термодинамической модели 20 паровой турбины могут включать свойства рабочего вещества, свойства пара, давления, температуры, потоки, скорости и мощность. Выходные данные для гибкой термодинамической модели паровой турбины могут включать внутренние вычисленные параметры, включающие КПД, мощности ступеней, промежуточные температуры ступеней и давления. Специалисты в данной области техники должны понимать, что существуют возможные дополнительные входные и выходные данные для гибкой термодинамической модели паровой турбины.

[0018] Входные данные для переходной термодинамической модели паровой турбины могут включать свойства рабочего вещества, свойства пара, давления, температуры, потоки, скорости, ускорения и мощность. Выходные данные переходной термодинамической модели паровой турбины могут включать внутренние вычисленные параметры, включающие КПД, мощности ступеней, промежуточные температуры ступеней, давления, переносы энергии и переносы теплоты. Специалисты в данной области техники должны понимать, что существуют возможные дополнительные входные и выходные данные для переходной термодинамической модели паровой турбины.

[0019] Модель 24 поглощения/удаления тепла моделирует увеличение и потери тепла в паровой турбине 14, например, уменьшение количества тепла, когда паровая турбина 14 охлаждается и/или увеличение тепла, когда паровая турбина 14 нагревается. Входные данные для модели 24 поглощения/удаления тепла могут включать свойства рабочего вещества, свойства пара, температуры на пути прохождения потока, температуры металла, потоки, материалы, массы материалов, коэффициенты проводимости, коэффициенты конвективной теплоотдачи и коэффициенты лучистой теплоотдачи. Выходные данные модели 24 оттока тепла могут включать скорости переноса тепла и изменения температуры металла. Специалисты в данной области техники должны понимать, что существуют дополнительные меры для измерения притока и оттока тепла в паровой турбине 14.

[0020] Модель 26 управления моделирует по меньшей мере один элемент управления паровой турбины 14. Входные данные для модели 26 управления могут включать значения времени, скорости, ускорения, давления температуры, потоки и выходные мощности. Выходные данные модели 26 управления могут включать положения клапанов и модификаторы регулировки топлива. Специалисты в данной области техники должны понимать, что возможны дополнительные элементы управления паровой турбиной 14.

[0021] Модель 28 турбомашины моделирует по меньшей мере один динамический вектор паровой турбины 14 с использованием параметров, включающих входной угол лопатки, выходной угол лопатки, скорость лопатки, входной угол пара, выходной угол пара, входную скорость пара, выходную скорость пара. Входные данные для модели 28 турбомашины могут включать свойства рабочего вещества, свойства пара, давления, температуры, модели компонентов турбины, карты компонентов турбины, потоки, скорости, ускорения и мощность. Выходные данные модели 28 турбомашины могут включать обновленные значения КПД и отрегулированные значения КПД. Специалисты в данной области техники должны понимать, что существуют дополнительные элементы управления паровой турбиной 14.

[0022] Модель 30 внешних параметров моделирует по меньшей мере один эксплуатационный параметр паровой турбины 14. Входные данные для модели 30 внешних параметров могут включать свойства рабочего вещества, свойства пара, условия окружающей среды, параметры паровой турбины и эксплуатационную информацию предприятия. Выходные данные модели 30 внешних параметров могут включать параметры управления, температуры, давления и потоки. Специалисты в данной области техники должны понимать, что возможны дополнительные внешние параметры паровой турбины 14.

[0023] В процедуре S3 устройство 32 тестирования сети тестирует нейронную сеть 18 с использованием данных тестирования. Данные тестирования могут включать данные давления (например, впускное давление пара, давление в конденсаторе и давление отбора пара), данные температуры (например, впускную температуру пара, температуру в конденсаторе и температуру отбора пара), механические данные (например, скорости, уровни вибрации и зазоры), а также выводимые/вычисляемые измерения (например, поток, мощность и частота). Данные тестирования, используемые для тестирования нейронной сети 18, могут быть заданы заранее. Специалисты в данной области техники должны понимать, что никакой из этих примеров не является исчерпывающим, и что при практическом использовании настоящего изобретения могут применяться другие данные, связанные с работой паровой турбины 14.

[0024] В процедуре S4 система 16 тестирования показателя работы паровой турбины собирает эксплуатационные данные паровой турбины 14. Эксплуатационные данные паровой турбины 14 могут собираться после того, как паровая турбина 14 развернута на эксплуатационном объекте, например, доставлена заказчику. Эксплуатационные данные могут включать результаты измерения давления (например, впускного давления пара, давления в конденсаторе и давления отбора пара), температурные измерения (например, впускную температуру пара, температуру в конденсаторе и температуру отбора пара), механические измерения (например, скорости, уровней вибрации и зазоров), а также выводимые/вычисляемые результаты измерений (например, скорость потока, мощность и частота). Специалисты в данной области техники должны понимать, что никакой из этих примеров не является исчерпывающим и что при практическом использовании настоящего изобретения могут применяться другие данные, связанные с работой паровой турбины 14.

[0025] В процедуре S5 вычислитель 32 текущего показателя работы вычисляет текущий показатель работы паровой турбины 14. Текущий показатель работы вычисляют на основе упомянутых эксплуатационных данных. Текущий показатель работы включает входной поток топлива, выходную мощность, коэффициенты полезного действия, тепловую мощность и т.п. Специалисты в данной области техники должны понимать, что существуют дополнительные показатели текущей работы паровой турбины 15, которые могут быть вычислены на основе эксплуатационных данных.

[0026] В процедуре S6 вычислитель 34 прогнозируемого показателя работы вычисляет прогнозируемый показатель работы паровой турбины 14 на основе текущего показателя работы. В дополнение к текущему показателю работы вычисление прогнозируемого показателя работы может также включать регулировку любых эксплуатационных переменных с целью прогнозирования показателя работы паровой турбины 14. Включение регулируемых эксплуатационных переменных может давать в результате определение оптимизированных эксплуатационных параметров, прогнозируемый показатель работы для стрессовых условий или другие соответствующие прогнозируемые сценарии. Гарантийным значением может быть уровень показателя работы паровой турбины 14, который был задан заказчиком в контракте. Прогнозируемый показатель работы может быть основан на упомянутом гарантийном значении.

[0027] Пользователь 38 и/или система 40 управления могут принимать результаты вычисления текущего показателя работы и прогнозируемого показателя работы паровой турбины 14. Пользователь 38 и/или система 40 управления может взаимодействовать с компьютерной системой 100 и/или паровой турбиной 100 в ответ на прием результатов.

[0028] Компьютерная система 100 проиллюстрирована во взаимодействии с пользователем 38. Пользователь 38 может являться, например, программистом или оператором. Кроме того, компьютерная система 100 показана во взаимодействии с системой 40 управления. Система 40 управления может представлять собой, например, компьютеризированную систему управления паровой турбиной 14. Компьютерная система 100 проиллюстрирована как включающая процессорный компонент 106 (например, один или более процессоров), базу 104 данных, память 102, компонент 108 ввода/вывода (I/O) (например, один или более интерфейсов и/или устройств ввода/вывода) и канал 110 связи. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения процессорный компонент 106 исполняет программный код, например, код системы 16 тестирования показателя работы паровой турбины, который по меньшей мере частично реализован в памяти 102. Во время исполнения программного кода процессорный код 106 способен обрабатывать данные, что может иметь результатом чтение и/или запись данных в базу 104 данных, память 102 и/или компонент 108 ввода/вывода для дальнейшей обработки. Канал 110 связи обеспечивает линию связи между всеми компонентами в компьютерной системе 100. Компонент 108 ввода/вывода может включать одно или более устройств интерфейса ввода/вывода для взаимодействия с человеком или запоминающих устройств, которые обеспечивают пользователю 38 и/или системе 40 возможность взаимодействия с компьютерной системой 100, и/или одно или более устройств связи, обеспечивающих пользователю 38 и/или системе 40 управления возможность связи с компьютерной системой 100 с использованием линии связи любого типа. В этом отношении система 16 тестирования показателя работы паровой турбины может управлять набором интерфейсов (например, графическим интерфейсом или интерфейсами пользователя), программным интерфейсом приложений и т.п.), которые обеспечивают оператору и/или системе возможность взаимодействия с системой 16 тестирования показателя работы паровой турбины.

[0029] Компьютерная система 100 может включать одно или более компьютерных изделий общего назначения (например, вычислительных устройств), способных исполнять установленный на них программный код. В настоящем документе выражение «программный код» понимается как любой набор инструкций на любом языке, любом коде или нотации, которые обеспечивают выполнение, вычислительным устройством с функциями обработки информации, определенной функции, либо непосредственно, либо после любой комбинации из следующего: (а) преобразования в другой язык, код или нотацию; (b) воспроизведения в другой материальной форме; и/или распаковки. В этом отношении система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины может быть выполнена в виде любой комбинации системного программного обеспечения и/или прикладного программного обеспечения. В любом случае, техническим результатом работы системы 16 тестирования показателя производительности паровой турбины является тестирование показателя производительности паровой турбины 14.

[0030] При этом система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины может быть реализована с использованием набора модулей 112. В данном случае модуль 112 может обеспечивать возможность выполнения компьютерной системой 100 набора задач, используемых системой 16 тестирования показателя производительности паровой турбины, при этом он может проектироваться и/или реализовываться отдельно от других частей системы 16 тестирования показателя производительности паровой турбины. Система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины может включать модули 112, которые имеют в своем составе аппаратуру/аппаратное обеспечение и/или программное обеспечение конкретного назначения. Тем не менее, нужно понимать, что два или более модулей и/или систем могут разделять некоторое/все соответствующее аппаратное и/или программное обеспечение. Также следует понимать, что часть описанной в настоящем документе функциональности может не быть реализована, а также, что в качестве составной части компьютерной системы 100 может быть включена дополнительная функциональность.

[0031] Если компьютерная система 100 включает несколько вычислительных устройств, то каждое из этих вычислительных устройств может нести в себе только часть системы 16 тестирования показателя производительности паровой турбины (например, один или более модулей 112). Следует, однако, понимать, что компьютерная система 100 и система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины представляют собой лишь примеры возможных эквивалентных компьютерных систем, способных выполнять описанную в настоящем документе процедуру. В этом отношении, в других вариантах осуществления настоящего изобретения, функциональность, обеспечиваемая компьютерной системой 100 и системой 16 тестирования показателя производительности паровой турбины, может по меньшей мере частично реализовываться при помощи одного или более вычислительных устройств, которые включают любую комбинацию аппаратного обеспечения общего и/или специального назначения с программным кодом или без него. В каждом из вариантов осуществления настоящего изобретения аппаратное обеспечение и программный код, если они входят в его состав, могут создаваться с использованием стандартных методов разработки аппаратного обеспечения и программирования, соответственно.

[0032] В любом случае, если компьютерная система 100 включает несколько вычислительных устройств, эти вычислительные устройства могут осуществлять связь по линии связи любого типа. При этом во время выполнения описанной в настоящем документе процедуры компьютерная система 100 может осуществлять связь с одной или более другими компьютерными системами с использованием линии связи любого типа. В любом случае, упомянутая линия связи может включать любую комбинацию проводных и/или беспроводных линий связи любого типа; включать любую комбинацию сетей одного или более типов; и/или использовать любую комбинацию технологий и протоколов передачи различных типов.

[0033] В соответствии с настоящим описанием, система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины обеспечивает возможность тестирования показателя производительности паровой турбины 14 для компьютерной системы 100. Система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины может включать логику, которая может включать следующие функции: формирование, тестирование, сбор и вычисление. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины может включать логику для выполнения перечисленных в настоящем документе функций. В структурном отношении, упомянутая логика может принимать множество различных форм, например, электрически программируемой вентильной матрицы (field programmable gate array, FPGA), микропроцессора, цифрового сигнального процессора, заказной интегральной схемы (application specific integrated circuit, ASIC) или любой другой машинной структуры специального назначения, подходящей для осуществления описанных в настоящем документе функций. Логика может принимать множество различных форм, например, программного и/или аппаратного обеспечения. Однако с целью иллюстрации система 16 тестирования показателя производительности паровой турбины и включенная в ее состав логика описаны в настоящем документе как устройство конкретного назначения. Как можно понять из настоящего описания, несмотря на то, что логика проиллюстрирована как включающая все описанные выше функции, не все функции являются необходимыми в соответствии с концепцией изобретения, изложенной в приложенной формуле изобретения.

[0034] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается компьютерная программа по меньшей мере на одном машиночитаемом носителе для хранения данных, которая при ее исполнении обеспечивает возможность тестирования показателя производительности паровой турбины 14 для компьютерной системы (например, компьютерной системы 100). С этой целью упомянутый машиночитаемый носитель для хранения данных включает программный код, например код системы 16 тестирования показателя производительности паровой турбины, реализующий часть описанной в настоящем документе процедуры или всю эту процедуру полностью. Следует понимать, что выражение «машиночитаемый носитель для хранения данных» включает одно или более материальных средств любого типа, подходящих для хранения копии упомянутого программного кода (например, физический вариант осуществления). Например, машиночитаемый носитель для хранения данных может включать: одно или более портативных изделий для хранения данных; один или более запоминающих / служащих для хранения данных компонентов вычислительного устройства; бумагу и т.п.Машиночитаемый носитель для хранения данных может являться, например, без ограничения перечисленным, электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной или полупроводниковой системой, аппаратурой или устройством, или любой подходящей комбинацией перечисленного. Более конкретные примеры машиночитаемого носителя для хранения данных может включать следующее (данный список не является исчерпывающим): электрическое соединение, имеющее один или более проводов, портативная компьютерная дискета, жесткий диск, память с произвольным доступом (random access memory, RAM), память «только для чтения» (read-only memory, ROM), перепрограммируемая память только для чтения (erasable programmable read-only memory, EEPROM) или флэш-память, портативная память «только для чтения» на компакт-диске (compact disc read-only memory, CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любая подходящая комбинация перечисленного. В контексте настоящего документа машиночитаемый носитель для хранения данных может представлять собой любой материальный носитель, который способен содержать или хранить программу, предназначенную для использования системой или устройством исполнения инструкций или в связи с ними.

[0035] В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ предоставления копии программного кода, например, кода системы 16 тестирования показателя производительности паровой турбины, реализующего часть описанной в настоящем документе процедуры или всю эту процедуры полностью. В данном случае компьютерная система может формировать и передавать - для приема во втором, отличающемся местоположении, - множество сигналов данных, одну или более характеристик которых задают и/или изменяют таким образом, чтобы кодировать копию упомянутого кода в упомянутом множестве сигналов данных. Аналогично, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ приема копии программного кода, реализующего описанную в настоящем документе процедуру или ее часть, который включает прием компьютерной системой описанного выше множества сигналов данных и трансляцию этого множества сигналов данных в копию компьютерного программного кода, реализованную по меньшей мере в одном машиночитаемом носителе. В любом случае, упомянутое множество сигналов данных может передаваться/приниматься с использованием линии связи любого типа.

[0036] В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ формирования системы для тестирования показателя производительности паровой турбины 14. В данном случае компьютерная система, например, компьютерная система 100, может быть получена (например, создана, обслуживается, сделана доступной), а также один или более модулей для выполнения описанной в настоящем документе процедуры могут быть получены (например, созданы, приобретены, применены, модифицированы и т.п.) и введены в состав компьютерной системы. В этом отношении упомянутый ввод в состав компьютерной системы может включать одно или более из следующего: (1) установка программного кода в вычислительное устройство с машиночитаемого носителя; (2) добавление одного или более вычислительных устройств и/или устройств ввода/вывода в компьютерную систему; и (3) встраивание и/или модификацию компьютерной системы для обеспечения возможности выполнения ей описанной в настоящем документе процедуры.

[0037] Использованная в настоящем документе терминология имеет целью только описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначена для его ограничения. В настоящем документе выражения «один», «один из» и «упомянутый» в единственном числе предусматривают также включение множественного числа, если из контекста явно не следует обратное. Также следует понимать, что выражения «включает» и/или «включающий» в настоящем описании определяют присутствие перечисленных отличительных особенностей, систем, процедур, операций, элементов и/или компонентов, однако не исключают присутствия или добавления одного или более других отличительных особенностей, систем, процедур, операций, элементов, компонентов и/или их групп.

[0038] В данном описании использованы конкретные примеры, включая вариант его осуществления, рассматриваемый как наилучший, с целью раскрытия настоящего изобретения, а также, чтобы обеспечить возможность любому специалисту в данной области техники применять настоящее изобретение на практике, включая создание и использование любых устройств или систем, выполняющих любые входящие в их состав способы. Рамки настоящего изобретения заданы приложенной формулой изобретения и могут включать другие примеры, найденные специалистами в данной области техники. Все подобные примеры считаются попадающими в рамки пунктов формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, не отличающиеся от буквальных формулировок пунктов формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с незначительными отличиями от буквальных формулировок пунктов формулы изобретения.

Изобретение относится к энергетике. Система тестирования показателя работы паровой турбины включает по меньшей мере одно компьютерное устройство, включающее нейронную сеть, сформированную с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины и предварительных данных, собранных от паровой турбины; устройство тестирования сети для тестирования упомянутой нейронной сети с использованием данных тестирования; вычислитель текущего показателя работы для вычисления текущего показателя работы упомянутой паровой турбины на основе эксплуатационных данных паровой турбины; и вычислитель прогнозируемого показателя работы для вычисления прогнозируемого показателя работы паровой турбины на основе текущего показателя работы. Также представлены способ тестирования показателя работы паровой турбины и машиночитаемый носитель для хранения данных. Изобретение обеспечивает возможность тестирования показателя работы паровой турбины. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система тестирования показателя работы паровой турбины, включающая:

по меньшей мере одно компьютерное устройство, включающее:

нейронную сеть, сформированную с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины и предварительных данных, собранных от паровой турбины, при этом динамическая термодинамическая модель паровой турбины допускает изменение термодинамического описания паровой турбины при помощи изменения параметров, включающих КПД ступени, КПД секции, перепад давления, перепад температуры и механические потери, и динамическая термодинамическая модель паровой турбины включает модель поглощения/удаления тепла для обеспечения возможности зависящих от времени изменений термодинамического описания паровой турбины, включая уменьшение количества тепла, когда паровая турбина охлаждается, и/или увеличение количества тепла, когда паровая турбина нагревается;

устройство тестирования сети для тестирования упомянутой нейронной сети с использованием данных тестирования;

вычислитель текущего показателя работы для вычисления текущего показателя работы упомянутой паровой турбины на основе эксплуатационных данных паровой турбины; и

вычислитель прогнозируемого показателя работы для вычисления прогнозируемого показателя работы паровой турбины на основе упомянутого текущего показателя работы, при этом упомянутый прогнозируемый показатель работы основан на гарантийном значении.

2. Система по п. 1, в которой упомянутая динамическая термодинамическая модель паровой турбины включает вспомогательную модель.

3. Система по п. 2, в которой упомянутая вспомогательная модель включает по меньшей мере одно из следующего: модель управления, модель турбомашины и модель внешних параметров.

4. Система по п. 3, в которой упомянутая модель внешних параметров моделирует по меньшей мере один внешний эксплуатационный параметр упомянутой паровой турбины.

5. Система по п. 3, в которой упомянутая модель турбомашины моделирует по меньшей мере один динамический вектор упомянутой паровой турбины.

6. Система по п. 3, в которой упомянутая модель управления моделирует по меньшей мере один элемент управления упомянутой паровой турбины.

7. Система по п. 1, в которой упомянутая модель поглощения/удаления тепла моделирует приток тепла и потери тепла в упомянутой паровой турбине.

8. Система по п. 3, в которой упомянутая динамическая термодинамическая модель паровой турбины моделирует генерирование энергии для упомянутой паровой турбины.

9. Способ тестирования показателя работы паровой турбины, включающий:

сбор, с использованием компьютерного устройства, предварительных данных на основе по меньшей мере одного цикла работы паровой турбины;

формирование, с использованием упомянутого компьютерного устройства, нейронной сети на основе упомянутых собранных данных с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины;

тестирование, с использованием упомянутого компьютерного устройства, упомянутой нейронной сети с использованием набора данных тестирования;

сбор, с использованием упомянутого компьютерного устройства, эксплуатационных данных от упомянутой паровой турбины; и

применение упомянутой динамической термодинамической модели паровой турбины к упомянутой нейронной сети для:

вычисления, с использованием упомянутого компьютерного устройства, текущего показателя работы упомянутой паровой турбины; и

вычисления, с использованием упомянутого компьютерного устройства, прогнозируемого показателя работы упомянутой паровой турбины.

10. Способ по п. 9, в котором упомянутый прогнозируемый показатель работы основан на гарантийном значении.

11. Способ по п. 9, в котором упомянутая динамическая термодинамическая модель паровой турбины включает вспомогательную модель.

12. Способ по п. 11, в котором упомянутая вспомогательная модель включает по меньшей мере одно из следующего: модель поглощения/удаления тепла, модель управления, модель турбомашины и модель внешних параметров.

13. Способ по п. 12, в котором упомянутая модель внешних параметров моделирует по меньшей мере один внешний эксплуатационный параметр упомянутой паровой турбины.

14. Способ по п. 12, в котором упомянутая модель турбомашины моделирует по меньшей мере один динамический вектор упомянутой паровой турбины.

15. Способ по п. 12, в котором упомянутая модель управления моделирует по меньшей мере один элемент управления упомянутой паровой турбины.

16. Способ по п. 12, в котором упомянутая модель поглощения/удаления тепла моделирует приток тепла и отвод тепла в упомянутой паровой турбине.

17. Способ по п. 10, в котором упомянутая динамическая термодинамическая модель паровой турбины моделирует генерирование энергии для упомянутой паровой турбины.

18. Машиночитаемый носитель для хранения данных, содержащий программный код, который при исполнении обеспечивает возможность осуществления компьютерной системой способа, включающего:

сбор предварительных данных на основе по меньшей мере одного цикла работы паровой турбины;

формирование нейронной сети на основе упомянутых собранных данных с использованием динамической термодинамической модели паровой турбины;

тестирование упомянутой нейронной сети с использованием набора данных тестирования;

сбор эксплуатационных данных от упомянутой паровой турбины; и

применение упомянутой динамической термодинамической модели паровой турбины к упомянутой нейронной сети для:

вычисления текущего показателя работы упомянутой паровой турбины; и

вычисления прогнозируемого показателя работы упомянутой паровой турбины.

19. Машиночитаемый носитель по п. 18, в котором упомянутый прогнозируемый показатель работы основан на гарантийном значении.