本發(fā)明涉及發(fā)電機溫度監(jiān)測，特別涉及一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子溫度監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

1、對發(fā)電機轉(zhuǎn)子溫度監(jiān)測的方法有接觸式和非接觸式。接觸式測量方式是通過熱敏電阻等通過接觸發(fā)動機轉(zhuǎn)子來測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子的溫度，非接觸式方式是通過測量熱輻射的方式來間距獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)子的溫度數(shù)據(jù)。例如：1.通過紅外成像設(shè)備（紅外攝像頭等）獲取發(fā)熱設(shè)備的紅外圖像（infrared?image），這些圖像可以用于分析溫度分布；2.通過紅外測溫傳感器測量紅外線強度來測量溫度。其基本原理是利用物體的紅外輻射特性，根據(jù)普朗克定律和斯特藩-玻爾茲曼定律，通過測量物體發(fā)出的紅外輻射強度來確定物體的溫度。

2、非接觸測溫的優(yōu)點有：測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對最高可測溫度原則上沒有限制。對于1800℃以上的高溫，主要采用非接觸測溫方法?；诖?，我們提出一種適應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的溫度監(jiān)測方法，提高發(fā)電機轉(zhuǎn)子溫度監(jiān)測的效率和準確度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明通過分析發(fā)電機轉(zhuǎn)子的溫度數(shù)據(jù)以及電機輸入電流和輸入電壓等數(shù)據(jù)，預(yù)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生高溫的概率，融合多種監(jiān)測數(shù)據(jù)，提高了通過機器學(xué)習(xí)算法預(yù)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子高溫概率的準確性。通過對采樣頻率的調(diào)控，實現(xiàn)多個測溫裝置間的協(xié)同配合，以及測溫點的選擇和自適應(yīng)調(diào)整。

2、本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子溫度監(jiān)測方法，所述方法包括：

3、設(shè)置采樣頻率一，位于位置一處的紅外測溫傳感器按照采樣頻率一采集溫度數(shù)據(jù)，并對采集到的溫度數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；

4、設(shè)置采樣頻率二，位于位置二處的紅外成像裝置按照采樣頻率二采集紅外成像數(shù)據(jù)，并對采集到的紅外成像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；

5、從預(yù)處理后的溫度數(shù)據(jù)中提取多個特征數(shù)據(jù)一，構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)集一；

6、從預(yù)處理后的紅外成像數(shù)據(jù)中提取多個特征數(shù)據(jù)二，構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)集二，所述紅外成像數(shù)據(jù)包括多個紅外圖像；

7、溫度監(jiān)測模型基于監(jiān)測數(shù)據(jù)集一和監(jiān)測數(shù)據(jù)集二，預(yù)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生過熱的概率，然后根據(jù)對概率的分析結(jié)果輸出相應(yīng)的預(yù)警信號；

8、調(diào)整采樣頻率一和采樣頻率二，以監(jiān)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子不同測量點的溫度。

9、優(yōu)選的，還包括以下步驟：從數(shù)據(jù)庫中獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)子的物理特征數(shù)據(jù)和歷史維護狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子的物理特征數(shù)據(jù)和歷史維護狀態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建轉(zhuǎn)子發(fā)電機轉(zhuǎn)子的數(shù)字孿生模型；

10、獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，匹配采樣頻率一和發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，根據(jù)匹配結(jié)果設(shè)置多個采樣點；

11、將多個采樣點映射到發(fā)電機轉(zhuǎn)子的數(shù)字孿生模型內(nèi)，并在數(shù)字孿生模型中為每個采樣點添加顯示功能，以便于顯示每個采樣點的溫度信息；

12、所述獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，匹配采樣頻率一和發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，根據(jù)匹配結(jié)果設(shè)置多個采樣點，包括以下步驟：

13、獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)子在相應(yīng)功率下的轉(zhuǎn)速，計算對應(yīng)的角速度；

14、獲取采樣頻率，匹配發(fā)電機轉(zhuǎn)子的角速度和采樣頻率，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動度，紅外測溫傳感器采集一次發(fā)電機轉(zhuǎn)子表面的溫度；

15、設(shè)，表示匹配系數(shù)；

16、則發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，紅外測溫傳感器采集的次數(shù)，即采樣點的個數(shù)為；

17、所述將多個采樣點映射到發(fā)電機轉(zhuǎn)子的數(shù)字孿生模型內(nèi)，并在數(shù)字孿生模型中為每個采樣點添加顯示功能，以便于顯示每個采樣點的溫度信息，包括以下步驟：

18、在數(shù)字孿生模型中為每個采樣點分配唯一的標識符，并與實際安裝在發(fā)電機定子通風(fēng)溝靠近氣隙一側(cè)的紅外測溫傳感器關(guān)聯(lián)；

19、在獲得紅外測溫傳感器的數(shù)據(jù)后，在數(shù)字孿生模型中顯示每個采樣點的溫度信息，以直觀顯示發(fā)電機轉(zhuǎn)子表面溫度分布信息。

20、優(yōu)選的，所述設(shè)置采樣頻率一，位于位置一處的紅外測溫傳感器按照采樣頻率一采集溫度數(shù)據(jù)，并對采集到的溫度數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括以下步驟：

21、初始化紅外測溫傳感器，將紅外測溫傳感器的采樣頻率設(shè)置為采樣頻率一；

22、獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)子狀態(tài)信息，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子狀態(tài)信息包括發(fā)電機轉(zhuǎn)子輸入電流和輸入電壓；

23、紅外測溫傳感器按照采樣頻率一，采集發(fā)電機轉(zhuǎn)子表面溫度數(shù)據(jù)，并為每個溫度數(shù)據(jù)添加時間戳一；

24、將采集到表面溫度數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗、去重和缺失值處理中的一種或者多種。

25、優(yōu)選的，所述從預(yù)處理后的溫度數(shù)據(jù)中提取多個特征數(shù)據(jù)一，構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)集一，包括以下步驟：

26、利用預(yù)處理后的溫度數(shù)據(jù)構(gòu)建溫度數(shù)據(jù)時間序列一；

27、設(shè)置滑動窗口一；

28、通過多次移動滑動窗口一，依次從溫度數(shù)據(jù)時間序列一中提取多個溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)成溫度數(shù)據(jù)集一，其中表示采集頻率為時的第個溫度數(shù)據(jù)集一，表示溫度數(shù)據(jù)的個數(shù)，=；

29、從每個溫度數(shù)據(jù)集一中提取多個特征數(shù)據(jù)一，構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)集一，其中表示第個溫度數(shù)據(jù)集一的特征數(shù)據(jù)一，所述特征數(shù)據(jù)一包括最大值、最小值、平均值中的一種或者多種。

30、優(yōu)選的，所述設(shè)置采樣頻率二，位于位置二處的紅外成像裝置按照采樣頻率二采集紅外成像數(shù)據(jù)，并對采集到的紅外成像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括以下步驟：

31、設(shè)置采樣頻率二，其中，表示采樣頻率一與采樣頻率二的匹配參數(shù)，；

32、以紅外測溫傳感器所在位置為參考位置點，設(shè)位置二與位置一在發(fā)電機轉(zhuǎn)子周向上的夾角為，其中，表示時間差，；

33、設(shè)位置二和位置一在發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸向上的距離為，，其中，表示紅外成像裝置的視角范圍，表示紅外成像裝置與發(fā)電機轉(zhuǎn)子表面的距離；

34、初始化紅外成像裝置，將紅外成像裝置幀率設(shè)置為采集頻率二；

35、紅外成像裝置按照采樣頻率二采集發(fā)電機轉(zhuǎn)子表面紅外圖像數(shù)據(jù)，并為每個紅外圖像數(shù)據(jù)添加時間戳二；

36、將采集到紅外圖像數(shù)據(jù)進行降噪和歸一化處理，構(gòu)成紅外圖像序列。

37、優(yōu)選的，所述從預(yù)處理后的紅外成像數(shù)據(jù)中提取多個特征數(shù)據(jù)二，構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)集二，所述紅外成像數(shù)據(jù)包括紅外圖像；包括以下步驟：

38、使用sobel算子檢測紅外圖像中的邊緣，并計算梯度幅度，將圖像分為不同區(qū)域；

39、將不同區(qū)域內(nèi)的像素值映射到溫度值；

40、獲取紅外圖像中心區(qū)域?qū)?yīng)的溫度值，構(gòu)成溫度數(shù)據(jù)時間序列二；

41、獲取紅外圖像中距離中心區(qū)域距離為的區(qū)域的溫度值，構(gòu)成溫度數(shù)據(jù)時間序列三；

42、設(shè)置滑動窗口二；

43、通過多次移動滑動窗口二，依次從溫度數(shù)據(jù)時間序列二中提取多個溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)成溫度數(shù)據(jù)集二；其中表示采集頻率為時的第個溫度數(shù)據(jù)集二；

44、從每個溫度數(shù)據(jù)集二中提取多特征數(shù)據(jù)二，構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)子集一，其中，表示第個溫度數(shù)據(jù)集二的特征數(shù)據(jù)二；

45、通過多次移動滑動窗口二，依次從每個溫度數(shù)據(jù)時間序列三中提取多個溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)成溫度數(shù)據(jù)集三；其中表示采集頻率為時的第個溫度數(shù)據(jù)集三；

46、從每個溫度數(shù)據(jù)集三中提取多特征數(shù)據(jù)三，構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)子集二，其中，表示第個溫度數(shù)據(jù)集三的特征數(shù)據(jù)三；

47、監(jiān)測數(shù)據(jù)子集一和監(jiān)測數(shù)據(jù)子集二構(gòu)成監(jiān)測數(shù)據(jù)集二。

48、優(yōu)選的，所述溫度監(jiān)測模型基于監(jiān)測數(shù)據(jù)集一和監(jiān)測數(shù)據(jù)集二，預(yù)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生過熱的概率，包括以下步驟：

49、導(dǎo)入預(yù)訓(xùn)練的溫度監(jiān)測模型，其中，分別表示回歸系數(shù)一、回歸系數(shù)二和回歸系數(shù)三，分別表示誤差項一、誤差項二和誤差項三，表示輸入項的個數(shù)，和分別表示回歸系數(shù)四和回歸系數(shù)五，表示第個第一類輸入項，表示第個第二類輸入項，和表示第三類輸入項和第四類輸入項。

50、優(yōu)選的，所述根據(jù)對概率值的分析結(jié)果輸出相應(yīng)的預(yù)警信號，包括以下步驟：

51、將監(jiān)測數(shù)據(jù)集一中的元素作為第一類輸入項輸入到溫度監(jiān)測模型內(nèi)，輸出發(fā)電機轉(zhuǎn)子過熱的概率值一；

52、將監(jiān)測數(shù)據(jù)集二內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)子集一中的元素作為第二類輸入項輸入到溫度監(jiān)測模型內(nèi)，輸出發(fā)電機轉(zhuǎn)子過熱概率值二；

53、將監(jiān)測數(shù)據(jù)集二內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)子集二中的元素作為第一類輸入項輸入到溫度監(jiān)測模型內(nèi)，輸出發(fā)電機轉(zhuǎn)子過熱的概率值三；

54、設(shè)置預(yù)警閾值一和預(yù)警閾值二，如果且；或者，且，則輸出預(yù)警信號至上位機，并在發(fā)電機數(shù)字孿生模型預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)顯示預(yù)警信號；

55、所述調(diào)整采樣頻率一和采樣頻率二，以監(jiān)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子不同測量點的溫度包括以下步驟：

56、調(diào)整采樣頻率一，以調(diào)整紅外測溫傳感器采集次數(shù)；

57、通過調(diào)整紅外測溫傳感器采集次數(shù)來增加或減少采樣點的個數(shù)；

58、調(diào)整，以選擇不同的測量點，監(jiān)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子不同測量點的溫度。

59、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備用于執(zhí)行所述的一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子溫度監(jiān)測方法。

60、本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行以實現(xiàn)所述的一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子溫度監(jiān)測方法。

61、本發(fā)明的有益效果：

62、1、本發(fā)明，基于非接觸測溫技術(shù)，通過設(shè)置的紅外測溫傳感器和紅外成像裝置采集不同測溫點的溫度數(shù)據(jù)，采樣溫度監(jiān)測模型監(jiān)測溫度數(shù)據(jù)，預(yù)測發(fā)電機轉(zhuǎn)子過熱概率，并進行相應(yīng)的預(yù)警，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)測溫和預(yù)警過程的可視化。

63、2、本發(fā)明，根據(jù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子常用轉(zhuǎn)速，設(shè)置紅外測溫傳感器和紅外成像裝置的位置，即兩個設(shè)備在周向上的夾角；兩種設(shè)備的間距可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整。設(shè)置采樣頻率一和采樣頻率二，通過與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的匹配，實現(xiàn)測溫點的選擇，兩個裝置的測溫點可以相同，也可以不同，實現(xiàn)了測溫點的自適應(yīng)調(diào)整和匹配，擴展了測溫范圍。

64、3、本發(fā)明中，通過紅外成像設(shè)備獲取的紅外圖像，可以分析獲取紅外成像裝置所對應(yīng)測溫點溫度數(shù)據(jù)，還可獲取紅外測溫傳感器所對應(yīng)測溫點的溫度數(shù)據(jù)，從紅外測溫傳感器和紅外成像裝置獲取的三組數(shù)據(jù)，均作為溫度監(jiān)測模型的數(shù)據(jù)源，大大提高了預(yù)測的準確性。