一种电力建设工程监理管理系统及方法与流程

本发明涉及电力建设工程，具体为一种电力建设工程监理管理系统及方法。

背景技术：

1、电力建设工程一直是一个涉及广泛、复杂和重要的领域，随着社会对清洁能源需求的不断增长，水力发电站的建设变得尤为重要，水力发电站建完以后，监理验收是电力工程中的重要环节，涉及水力发电站的综合成果的验收，涡轮机和综合电气设备是水力发电站的重要组成部分，对涡轮机和综合电气设备进行高标准的验收是确保水力发电在长期运行中保持可靠性和性能的关键。

2、现阶段传统的监理验收方法可能受限于手动操作、局部监测和周期性检测的问题，导致无法及时发现潜在问题或者在设备投入使用后无法对实时变化进行准确监测，并且还需要监理奔赴现场，进行实时监测验收，大大地加剧了监理验收的负担，此外，对于综合电力设备的复杂性和涡轮机的高性能要求，传统方法在数据处理和评估方面可能存在一定的局限性。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种电力建设工程监理管理系统及方法，解决了背景技术中提到的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：包括设备检测模块、数字孪生模块、数据处理模块、数据计算模块和验收评估模块；

5、所述设备检测模块通过在水力发电站设备周边，布设若干集成传感器组，对水力发电站中的涡轮机和发电设备进行实时检测，获取综合电力设备数据和涡轮机数据；

6、所述数字孪生模块通过所检测到的综合电力设备数据和涡轮机数据，进行预处理，并根据水力发电站实体物理特性建立数字孪生模型，并生成数字孪生可视化平台；

7、所述数据处理模块用于将所检测到的综合电力设备数据和涡轮机数据，进行数据分类后整合，获取第一数据集和第二数据集，发送至数据计算模块进行计算分析；

8、所述数据计算模块包括第一计算单元、第二计算单元和第三相关计算单元，所述第一计算单元用于依据第一数据集，提取发电数据集，分析计算获取发电系数fdxs，并用于依据第一数据集，提取电气数据集，分析计算获取电气系数dqxs，并且用于依据第一数据集，提取变压数据集，分析计算获取变压系数byxs；所述第二计算单元通过依据第二数据集，提取涡轮机数据集，无量纲处理后，分析计算获取涡轮机系数wlxs；所述第三相关计算单元用于将第一计算单元所获取的发电系数fdxs、电气系数dqxs和变压系数byxs，进行汇总计算生成综合电力设备系数sbxs，并将综合电力设备系数sbxs与第二计算单元所获取的涡轮机系数wlxs，进行相关联计算获取综合验收系数ysxs；

9、所述综合电力设备系数sbxs和涡轮机系数wlxs通过以下公式获得：

10、

11、式中，a1、a2和a3分别表示发电系数fdxs、电气系数dqxs和变压系数byxs的比例系数，且a1+a2+a3≠1，0.01＜a1＜0.97，0＜a2＜0.88，0＜a3＜0.85其具体值由用户调整设置，a为第一修正常数，i表示计算起始位置；

12、wzs表示涡轮机转速，wjd表示叶轮角度，wzj表示叶轮直径，wjk表示涡轮机进口角度，wst表示水头高度，wcc表示涡轮机尺寸，b1,b2,b3和b4分别表示涡轮机转速wzs、叶轮角度wjd、叶轮直径wzj和涡轮机进口角度wjk的比例系数，b5表示水头高度wst和涡轮机尺寸wcc之和的比例系数，其中，0＜b1＜1，0＜b2＜1，0＜b3＜1，0＜b4＜1，0＜b5＜1其具体值由用户调整设置，b表示第二修正常数；

13、由验收评估模块预设验收评估阈值f1，将通过第三相关计算单元所获取的综合验收系数ysxs与验收评估阈值f1进行对比分析，获取验收情况，并生成相应的评估结果。

14、优选的，所述设备检测模块包括第一检测单元和第二检测单元；

15、所述第一检测单元用于依据第一集成传感器组、第二集成传感器组和第三集成传感器组，对水力发电站的综合电力设备数据的发电设备、电气设备和变压设备进行检测；

16、所述第一集成传感器组包括功率测量仪器、电压变送器、功率因数表和电流变送器；

17、所述第二集成传感器组包括电流传感器、电压传感器、电能表、谐波测量仪器和电压不对称度测量仪器；

18、所述第三集成传感器组包括电流传感器、电压传感器、红外温度传感器、负载损耗测量仪器、空载损耗测量仪器和升温速率计；

19、所述第二检测单元用于依据第四集成传感器组，对水力发电站的涡轮机数据进行检测；

20、所述第四集成传感器组包括水位传感器、角度传感器、红外测距仪和转速传感器。

21、优选的，所述数字孪生模块通过设备检测模块所检测到的涡轮机和综合电力设备的历史数据，进行预处理，所述预处理包括缺失值处理、异常值检测和数据清洗，并依据历史数据的实体特征和物理特性建立3d建模，通过matplotlib和web开发框架，构建数字孪生可视化模型，并在模型中集成实时数据同步机制，实时反映涡轮机和综合电力设备的实时变化。

22、优选的，所述数据处理模块包括第一处理单元和第二处理单元；所述第一处理单元用于对第一检测单元所检测到的综合电气设备数据进行整合处理，生成第一数据集，所述第一数据集包括发电数据集、电气数据集和变压数据集；

23、所述发电数据集包括输出功率fsc、输入功率fsr、额定电压fdy、功率因数fys、励磁电流fdl和励磁电压fdy；

24、所述电气数据集包括电流ddl、电压ddy、电流谐波dlx、电能产量dcl、电压谐波dyx和电压不对称度dbd；

25、所述变压数据集包括额定容量brl、负载损耗bfz、空载损耗bkz和升温速率bsw；

26、所述第二处理单元用于对第二检测单元所检测到的涡轮机数据进行整合处理，生成第二数据集，所述第二数据集包括涡轮机转速wzs、叶轮角度wjd、叶轮直径wzj、涡轮机进口角度wjk、水头高度wst和涡轮机尺寸wcc。

27、优选的，所述第一计算单元包括发电计算单元、电气计算单元和变压计算单元；

28、所述发电计算单元用于依据第一数据集中的发电数据集，无量纲处理后，进行汇总分析计算，获得发电系数fdxs；

29、所述发电系数fdxs通过以下公式获取：

30、

31、优选的，所述电气计算单元用于依据第一数据集中的电气数据集，无量纲处理后，进行汇总分析计算，获得电气系数dqxs；

32、所述电气系数dqxs通过以下公式获取：

33、

34、式中i表示起始计算位置。

35、优选的，所述变压计算单元用于依据第一数据集中的变压数据集，无量纲处理后，进行汇总分析计算，获得变压系数byxs；

36、所述变压系数byxs通过以下公式获取：

37、byxs＝[(brl*c1)+(bfz*c2)+(bkz*c3)+(bsw*c4)]+c；

38、式中，c1、c2、c3和c4分别表示额定容量brl、负载损耗bfz、空载损耗bkz和升温速率bsw的比例系数，且，0＜c1＜0.77，0＜c2＜0.89，0＜c3＜0.92，0＜c4＜0.56，其具体值由用户调整设置，c为第三修正常数。

39、优选的，所述第三相关计算单元用于将第一计算单元所获取的发电系数fdxs、电气系数dqxs和变压系数byxs，无量纲处理后，进行汇总计算，生成综合电力设备系数sbxs，并将所述综合电力设备系数sbxs与第二计算单元所获取的涡轮机系数wlxs进行，无量纲处理后，相关联计算，获取综合验收系数ysxs；

40、所述综合验收系数ysxs通过以下公式获取：

41、

42、优选的，通过第三相关计算单元相关联计算所获取的综合验收系数ysxs，与验收评估模块所预设的验收评估阈值f1，进行对比评估，并获取评估结果，具体评估方案如下；

43、若综合验收系数ysxs＞验收评估阈值f1时，表示当前建设后的水力发电站的涡轮机，不符合预规划设计，则生成第一评估结果；

44、若综合验收系数ysxs＝验收评估阈值f1，表示当前建设后的水力发电站的涡轮机和综合电气设备，符合预规划设计，则生成第二评估结果；

45、若综合验收系数ysxs＜验收评估阈值f1时，表示当前建设后的水力发电站的综合电气设备，不符合预规划设计，则生成第二评估结果。

46、一种电力建设工程监理管理方法，包括以下步骤：

47、s1、首先通过所述设备检测模块通过在水力发电站设备周边，布设若干集成传感器组，对水力发电站中的涡轮机和发电设备进行实时检测，获取综合电力设备数据和涡轮机数据；

48、s2、并通过所述数字孪生模块通过所检测到的综合电力设备数据和涡轮机数据，进行预处理，并根据水力发电站实体物理特性建立数字孪生模型，并生成数字孪生可视化平台；

49、s3、数据处理模块用于将所检测到的综合电力设备数据和涡轮机数据，进行数据分类后整合，获取第一数据集和第二数据集，发送至数据计算模块进行计算分析；

50、s4、然后再通过数据计算模块依据第一数据集分析计算获取发电系数fdxs、电气系数dqxs和变压系数byxs；再通过依据第二数据集分析计算获取涡轮机系数wlxs；通过所述第三相关计算单元将所获取的发电系数fdxs、电气系数dqxs和变压系数byxs，进行汇总计算生成综合电力设备系数sbxs，并将综合电力设备系数sbxs与涡轮机系数wlxs，进行相关联计算获取综合验收系数ysxs；

51、s5、最后由验收评估模块预设验收评估阈值f1，将通过第三相关计算单元所获取的综合验收系数ysxs与验收评估阈值f1进行对比分析，获取验收情况，并生成相应的评估结果。

52、有益效果

53、本发明提供了一种电力建设工程监理管理系统及方法。具备以下有益效果：

54、(1)该系统通过设备检测模块实时监测水力发电站的综合电气设备和涡轮机，通过数字孪生模块构建数字孪生模型，这种融合使得系统能够及时捕捉涡轮机和综合电气设备的变化，并通过可视化平台实时展现涡轮机和综合电气设备的实时数据，使监理在验收的时候，只需要根据数字孪生可视化平台实时观察，水力发电站的涡轮机和综合电气设备的运行情况和各项参数，无需再奔赴现场，实地监测验收，同时在数字孪生可视化平台在监理对涡轮机和综合电气设备的验收以后，数字孪生可视化平台在以后工作人员对设备进行运维时，提供更为便捷与详细的参数信息。

55、(2)该系统通过数据处理模块对综合电力设备数据和涡轮机数据分类后整合采集，获取第一数据集和第二数据集，并发送至数据计算模块，再由数据计算模块对所采集到的第一数据集和第二数据集进行计算分析，获取综合电力设备系数sbxs和涡轮机系数wlxs，并进行相关联计算获取综合验收系数，这一综合计算机制提高了系统对电力设备性能的全面评估，为决策者提供科学的依据，确保电力建设的可靠性和效益，也确保了监理验收数据的准确性。

56、(3)该系统通过验收评估模块引入了智能评估机制，通过与预设的验收评估阈值f1比对，实现了对涡轮机和综合电气设备的全面评估，这有助于提前发现问题，辅助监理验收，确保电力建设项目的合格验收，同时以后在对发电设备使用时，提高了电站运行的可靠性和持续性。