基于主元分析的电厂锅炉故障检测与诊断

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1、东南大学硕士学位论文摘要近年来随着集散控制系统和企业信息系统在火电机组上的广泛应用，提高了机组的整体控制水平。与此同时监测系统采集了海量的现场数据，从这些数据中提前发现系统的故障信息，对机组系统进行故障检测和诊断是电力企业急需解决的问题之一。由于大多数工业过程难以建立精确的数学模型，基于数学模型的故障检测方法在实际应用中遇到了较大的困难。多元统计过程控制的故障检测与诊断方法不依赖于系统的数学模型，因此此方法更具实用性，目前已经成为研究热点之一。本文首先总结了统计过程控制理论的发展过程和该领域的众多专家学者当前的研究成果，同时介绍了该领域存在的需要

2、深入研究的问题。基于主元分析的过程监测方法，由于充分利用了主元分析算法在处理线性相关数据时可对其降维的作用，使得对多变量生产过程的监测可在低维变量空间实现。本文详细研究了主元个数变化对sPE，f统计量及其控制限的影响，消除了对主元分析的一些模糊认识，为确定恰当的主元个数提供了依据。对主元模型的故障检测能力进行了详细的分析计算。由于利用变量对统计量的贡献只能够定性的实施故障诊断，针对这一局限性，本文对该方法加以改进，提出了对过程故障进行诊断的定量的指标，为把基于主元分析的故障检测和诊断方法投入实际应用奠定了基础。由于电厂锅炉多工况运行的特点，常规主

3、元分析方法不能够直接应用于锅炉过程的检测，本文提出了一种适用于变工况过程的多主元模型的故障检测与诊断方法。根据最短距离分类的方法将过程监测数据分类，根据机组不同的运行工况建立多个主元分析统计模型，进行对多工况过程的故障监测和诊断。该方法提高了故障检测和诊断的灵敏度，使得基于主元分析的故障检测方法在电厂锅炉的变工况过程中得到了较好的应用。在本文的研究过程中，以电厂锅炉的实际运行数据为基础，对论文介绍的内容方法利用计算机编写程序进行了大量对比分析的仿真实验，验证了主元分析法进行过程监测及故障诊断的可行性。关键词：故障诊断，过程监测，统计过程控制，主元

4、分析，故障识别指数。东南大学硕士学位论文Abstract1hewhoIecon仃ollevelh弱beenimpr0VedforthecommonlyuseofDCS(DistributionCon们lSy咖m)andEIS(Ente叩riseinfomationSystem)inthe珊alboilerprocessrecently-Atthes锄etime10tsofspotmonitofiIlgdataw雒gatheredbymemonitoringsystem．TbdiscoVerthetinyfaultinfo咖ationofsyste

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