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项目 大型水力机组数字化智能化安全运行与故障诊断关键技 名称 术与应用 推荐单位 河海大学 （专家） 本项目研究属水利水电工程建设与运行管理学科技 术领域。项目交叉融合了水力机械、自动化控制、网络 通讯、计算机科学与技术等多门学科，是涵盖水力机组 安全运行与管理的综合性研究。 为了确保泵站、水电站水力机组安全可靠并高效运 行，实现泵站、水电站数字化智能化管理的目标，以南 水北调东线工程江都泵站、江苏省泰州引江河管理处泵 站、白溪水库等水力机组为例，针对“机组运行状态的 安全监测、机组的故障诊断、机组的三维检修”等关键 技术问题开展了系统研究，开发了水力机组运行状态的 安全监测系统，构建了基于水力机组三维可视化的综合 项目简介 管理平台；将大数据分析技术应用于水力机组故障诊断 中，提出了基于大数据的水力机组故障诊断方法；将虚 拟装配技术引入到水力机组三维检修中，创建了机组装 配检修操作的仿真演练平台。为泵站、水电站的安全管 理、机组检修决策提供了科学依据。 具体内容和创新性成果： （1）采用先进的计算机在线监测技术，建立了完善 的泵站、水电站水力机组的安全监测体系，构建融合监 测、控制、通信、管理于一体的泵站、水电站安全运行 监测、管理的统一平台，为各个业务系统和机组故障诊 断提供基础信息。 （2 ）利用虚拟现实、人机交互等技术构建了基于三 维可视化的泵站、水电站综合管理平台，建立具有互动 性高、临场感强为特点的泵站、水电站三维虚拟环境。 提出采用基于语义的三维交互技术构建与现实高度近似 的仿真环境，为用户提供便捷的浏览、交互和可视化信 息查询手段。 （3 ）首次提出将“大数据”理论和技术应用于水力 机组故障诊断中。通过机组海量数据分析，对水力机组 当前运行状况进行评估和故障诊断，并对机组未来运行 状态发展趋势进行预测。 （4 ）首次提出采用“深度学习方法”构建水力机组故障 诊断模型。通过研究和构建具有多隐层的机器学习模型 和海量的训练数据，来学习更有用的反映机组健康状态 特征的方法，从而提升机组故障诊断或预测精度。 （5 ）将虚拟装配技术和人工智能技术引入到水力机 组的装配检修中，提出基于多Agent 的情境装配模型， 建立了自底向上的情境感知过程，引导用户在虚拟环境 中实现装配对象的选择、装配和检修操作。 项目成果的主体内容发表在国内外著名学术刊物上， 多次被引用并获得好评；出版了3 部学术专著：《泵站工 程》、《泰州引江河信息化系统研究与应用》及《水力机 组状态监测与故障诊断》江苏省“十二五”重点教材， 发表学术论文60 篇(其中SCI 、EI 检索论文31 篇)，授权 发明专利8 件，授权实用新型发明专利5 件，软件著作 权4 项；促进了水利水电工程建设领域的科技进步与自 主创新，具有广泛的应用推广价值。 研究成果被推广应用于泰州引江河泵站、江都泵站、 鱼潭机组振动摆度在线监测系统、云峰发电厂机组故障 监测系统、太平湾发电厂机组故障监测系统、五强溪水 电厂保安机组振动摆度在线监测系统、白山电站二期 4 号机组振摆保护装置系统、贵州北盘江董箐发电厂#3 机 组状态监测系统检修、凤滩水电厂在线监测系统、新疆 推广应用 布尔津山口水利枢纽水电站水轮发电机组状态监测系 情况 统、福建金湖水电