(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211143698.3 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 李超顺　吴一凡　陈鹏　余甜　 肖湘曲　黄洁　 (74)专利代理 机构 武汉华之喻知识产权代理有 限公司 42 267 专利代理师 李君　廖盈春 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/04(2006.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 一种水电机组定子线圈温度预警方法及系 统 (57)摘要 本发明提供了一种水电机组定子线圈温度 预警方法及系统， 属于水电机组状态评估与预警 领域， 方法包括： 获取整体温度趋势数据和周期 温度趋势数据； 基于运行状态损失函数的GRU温 度预测模型， 获取机组当前运行阶段未来时刻的 预测温度值； 计算历史误差的标准差、 均值和置 信度； 当历史误差的标准差小于预设标准差， 结 合机组当前运行阶段未来时刻的预测温度值， 判 断是否进行温度预警； 当历史误差的标准差大于 预设标准差， 则结合置信度和当前运行阶段未来 时刻的预测温度值， 判断是否进行温度预警。 本 发明提高了模 型训练的效果， 同时也降低了环境 温度对温度误报警的影响。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115496278 A 2022.12.20 CN 115496278 A 1.一种水电机组定 子线圈温度预警方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 根据水电机组定子绕组温度变化的特征， 将原始温度序列周期化处理， 并使用STL 分解方法将周期化后的原 始温度序列进行分解， 获取整体温度 序列和周期温度 序列； S2： 对整体温度序列滤波处理， 将滤波后的残差以及STL分解方法分解后的残差加入至 周期温度 序列中， 获取周期温度趋势数据； S3： 将机组当前运行阶段的周期 温度趋势数据中若干历史温度实际值输入至基于运行 状态损失函数的GRU温度预测模型中， 输出机组当前运行阶段 未来时刻的预测温度值； S4： 将机组历史运行阶段的温度变化划分为温度上升阶段和温度稳定阶段， 确定在温 度上升阶段当前运行阶段温度预测点在历史运行阶段中的位置， 计算历史温度预测值与历 史温度实际值的误差， 以及计算历史误差的标准差、 均值和置信度； S5： 当历史误差的标准差小于预设标准差， 则对系统误差进行校正， 结合机组当前运行 阶段未来时刻的预测温度值， 判断是否进行温度预警； 当历史误差的标准差大于预设标准 差， 则结合置信度和当前运行阶段 未来时刻的预测温度值， 判断是否进行温度预警。 2.根据权利要求1所述的水电机组定子线 圈温度预警方法， 其特征在于， 将原始温度序 列周期化处 理的方法为： 根据机组运行次数和每次运行的实际时长计算机组平均运行时间； 若机组的运行时间多于机组平均运行时间， 则将机组运行时间多于平均运行时间的时 间段对应原始温度序列除去； 若机组的运行时间少 于机组平均运行时间， 则将机组运行时 间少于平均运行时间的时间段进 行温度补齐， 补齐的温度数值为机组运行阶段温度达到稳 定后的均值温度。 3.根据权利要求2所述的水电机组定子线圈温度预警方法， 其特征在于， 所述GRU温度 预测模型的损失函数包括均方误差损失函数和运行状态损失函数； 运行状态损失函数包括 平均温度损失函数、 温度上升占比损失函数、 最高温度损失函数和中位温度损失函数； 所述平均温度损失函数用于计算单次机组运行过程中实际温度平均值与预测温度平 均值之间误差； 温度上升占比损失函数用于计算机组当前运行阶段中温度上升所用时间占 所有时间的比值； 最高温度损失函数用于计算当前运行阶段中实际温度最高值和预测温度 最高值的误差； 中位数温度损失函数用于计算当前运行阶段中实际温度的中位数值和预测 温度中位数值的误差 。 4.根据权利要求1至3任一所述的水电机组定子线圈温度预警方法， 其特征在于， 温度 上升阶段的结束条件为连续的相邻五个温度预测点平均温度之间的变化 不超过0.1℃。 5.根据权利要求3所述的水电机组定子线 圈温度预警方法， 其特征在于， 计算历史误差 的标准差、 均值和置信度的方法， 包括以下步骤： 计算若干历史运行阶段和当前运行阶段中每个温度预测点在周期温度趋势数据中的 位置； 在历史运行阶段中寻找与当前运行阶段中温度预测点相同位置的温度 预测点， 根据历 史运行阶段中温度预测点处的历史温度预测值与历史温度实际值， 计算预测误差以及置信 度； 计算历史运行阶段中温度预测点的误差均值和标准差 。 6.根据权利要求5所述的水电机组定子线 圈温度预警方法， 其特征在于， 历史运行阶段权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115496278 A 2中任意一个温度预测点所处位置为： 其中， 历史运行阶段中温度上升阶段为t～t+Tir； t′表示历史运行阶段中温度预测点的 时间； 在当前运行阶段中温度预测点所处位置为： 其中， t″表示当前运行阶段中温度预测点时间； Tr表示当前运行阶段中的温度上升时 间； T1r,T2r,...,T5r分别为五个历史运行阶段中的温度上升时间。 7.根据权利要求5所述的水电机组定子线 圈温度预警方法， 其特征在于， 温度 预警规则 为： 其中， 为历史运行阶段中温度预测点 的标准差； C为温度预测点 的置信度； 表示当 前运行阶段中未来时刻的预测温度值； TH表示阈值； 为温度预测点的误差均值。 8.一种水电机组定 子线圈温度预警系统， 其特 征在于， 包括： 温度序列周期化处理模块， 用于根据水电机组定子绕组温度变化的特征， 将原始温度 序列周期化处 理； STL分解模块， 用于使用STL分解方法将周期化后的原始温度序列进行分解， 获取整体 温度序列和周期温度 序列； 滤波模块， 用于对整体温度 序列滤波处 理； 加法模块， 用于将滤波后的残差以及STL分解方法分解后的残差加入至周期温度序列 中， 获取周期温度趋势数据； GRU温度预测模块， 其内设置有基于运行状态损失函数的GRU温度预测模型， 用于以将 机组当前运行阶段的周期温度趋势数据中若干历史温度实际值为输入， 输出机组当前运行 阶段未来时刻的预测温度值； 误差参数计算模块， 用于将机组历史运行阶段的温度变化划分为温度 上升阶段和温度 稳定阶段， 在温度上升阶段根据温度预测点在历史运行阶段中的位置计算历史温度预测值 与历史温度实际值的误差， 以及计算历史误差的标准差、 均值和置信度； 温度预警模块， 用于当历史误差的标准差小于预设标准差， 则对系统误差进行校正， 结 合机组当前运行阶段未来时刻的预测温度值， 判断是否进行温度预警； 当历史误差的标准 差大于预设标准差， 则结合置信度和当前运行阶段未来时刻的预测温度值， 判断是否进行 温度预警。 9.根据权利要求8所述的水电机组定子线圈温度预警系统， 其特征在于， 所述GRU温度权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115496278 A 3