基于支持向量机的空冷凝汽器故障诊断研究

基于支持向量机的空冷凝汽器故障诊断研究

马亚高振武陈钧陈斌屈靖

（北京燃气能源发展有限公司北京100101）

摘要：针对电站直接空冷凝汽器自身结构特点，归纳出包括风机停转、凝汽器结冰、热风回流等11种运行中可能出现的故障，在确定各种故障对应的征兆参数后，进一步改进了直接空冷凝汽器故障征兆集。在此基础上利用支持向量机对空冷凝汽器进行故障诊断。该算法利用支持向量机处理小样本分类问题具有误差小、推广性强、不存在局部最小值的特点，解决了神经网络在处理小样本问题上误差大，容易陷入极小点的问题。利用该算法对某空冷凝汽器故障进行诊断，结果表明该算法均能准确判断故障类型。

关键词：直接空冷凝汽器；故障征兆；支持向量机；故障诊断

ResearchonFaultDiagnosisofDirectAir-cooledCondenser

BasedonSupportVectorMachine

MaYa,GaoZhenwu,ChenJun,ChenBin,QuJing

(BeijingGasEnergyDevelopmentCo.,Ltd,Beijing100101,China)

Abstract：Basedontheownstructuralcharacteristicsofdirectair-cooledcondenser,the11kindsoffaultsthatmayoccurintheoperationofcondenserweresummarized,includingfanstalling,freezingofcondenser,hotairrecirculationandsoon.Afterthecorrespondingsymptomparameters,thefaultknowledgelibraryisfurtherimproved.Basedonthebasis,thesupportvectormachineisusedforfaultdiagnosisoftheair-cooledcondenser.Thesupportvectormachinealgorithmdealingwithsmallsamplesclassificationproblemshasadvantageofsmallerror,goodgeneralizationperformanceandnolocalminimum,whichsolvetheproblemsoflargeerrorandeasyplungingintolocalminimumwhenneuralnetworkdealingwithsmallsamplesclassificationproblems.Thealgorithmisusedtodiagnosethefaultinadirectair-cooledcondenser,andtheresultisallaccurate.

Keywords:directair-cooledcondenser;faultsymptoms;supportvectormachine;faultdiagnosis

0引言

直接空冷凝汽器系统比常规水冷系统节水效果显著，因此，近年来在缺水地区发电机组采用该种冷却方式的越来越多。由于空冷凝汽器系统庞大，设备较多，且近年来不断向大容量、高参数发展，所以其故障表现也更复杂，在发生故障时对于故障原因查找比较困难，运行人员往往需要携带测量设备爬到几十米的空冷平台上对换热单元整体进行查找，这样不仅耗费人力物力，而且故障查找时间较长，有可能引起故障进一步加剧。由于空冷凝汽器运行状态的好坏直接关系到汽轮机组的安全经济运行，所以对其故障诊断算法的研究具有重要意义。

目前，对于凝汽器故障诊断方面研究人员已经做了大量研究，诊断方法主要有模糊理论、神经网络等方法，或者将这些方法结合起来进行诊断。但模糊理论带有一定的主观因素，比如故障隶属函数的确定，模糊推理规则的确定；而神经网络也存在一些问题，该种方法训练时间长以及存在过拟合和泛化能力差等问题[1]，而且它们要求的训练样本数比较大，而在实际故障诊断中，一般很难得到大量的样本。而支持向量机（Supportvectormachine，简称SVM）适用于小样本训练的情况，而且SVM不仅能解决线性问题，也适合于解决非线性问题，所以该方法适用于凝汽器故障诊断这种高维故障样本、故障征兆与故障种类非线性关系的分类问题。

通过分析空冷凝汽器自身特点总结出空冷凝汽器常见故障及其征兆集。利用SVM技术对直接空冷凝汽器进行故障诊断，通过这种方法加快故障诊断的速度及诊断的准确性。

1空冷凝汽器故障征兆提取

本文针对某电厂300MW机组直接空冷凝汽器结构特点、现场测点布置情况，结合空冷凝汽器上述特点，运用凝汽器的有关原理及现场运行经验总结出空冷凝汽器常见故障类型和从故障中提取出的一些参数组成故障征兆集[2]，如表1和表2所示，并对其中3种典型故障进行说明。

表1直接空冷凝汽器故障集

Tab.1Typicalfaultsofdirectair-cooledcondenser

OperationFailureon350MWUltra-supercriticalUnitsDirectAirCoolingSystemanditsSolution[J]．InnerMongoliaElectricPower，2011，29(3)：85-88

[7]杨海生，李路江，吴瑞涛，等．大型空冷机组空冷岛系统的调试探讨[J]．电力建设，2009，30(1)：50-52

YANGHaisheng，LILujiang，WURuitao，etal．Discussionontrialtestofcoolingislandsystemoflargeair-coolingunit[J]．ElectricPowerConstruction，2009，30(1)：50-52

作者简介：

马亚（1985-），男，汉族，河北石家庄人，毕业于华北电力大学热能工程专业，工学硕士，工程师，研究方向：设备故障诊断与维修决策。