本发明涉及能源与动力工程，尤其是涉及一种重型燃气轮机透平故障检测方法、设备及介质。
背景技术：
1、重型燃气轮机因启停灵活、热效率高，对环境影响小，在发电领域受到了广泛的使用，随着节能减排和环保要求的进一步收紧，天然气等清洁燃料在一次能源比例中逐渐上升，重型燃气轮机在电站中的比例越来越大。
2、重型燃气轮机的透平是蒸汽-燃气联合循环电厂中重要的高温通流部件之一。重型燃气轮机的透平最容易发生侵蚀和腐蚀现象。透平侵蚀是指由于吸入灰尘、污垢、碳颗粒等污染物，部件表面材料逐渐磨损，引起叶片表面粗糙度增大，导致透平通流能力增大，运行效率减小，透平膨胀比降低，透平出口温度增大。透平腐蚀是指由于燃烧气体中存在某些污染物或熔盐而发生的热腐蚀，导致透平通流能力增大，运行效率减小。
3、重型燃气轮机作为能源高效转换与洁净利用的核心动力装备，是一种各部件强非线性耦合的热力系统，环境和控制条件的变化都会致使燃气轮机热力系统内部状态发生显著变化，这给如何通过有效方法来诊断与预测这种强非线性热力系统的部件(尤其是透平这一高温部件)性能衰退、老化、损伤及故障情况带来了极大困难，至今无论是国内外制造商还是第三方技术服务商均没有开发出成熟的诊断产品。燃气轮机高温通流部件运行工况复杂、恶劣，易产生各种性能衰退或损伤，并导致严重的故障发生。且由于电厂频繁调频调峰的需求，燃气轮机需要更加灵活地运行，更是加速机组高温部件设计寿命的损耗。
4、然而当前蒸汽-燃气联合循环电厂燃气轮机用户严格按照燃气轮机制造商提供的技术文件和有关规范中要求的等效运行小时数(equivalent operating hour，eoh)来决定燃气轮机通流部件(包括压气机、燃烧室和透平)是否需要小修、中修、大修，存在过修和失修现象，检修成本极高。计算燃气轮机的等效运行小时数就是为了判断燃气轮机在何时应该进行小修、中修和大修。小修侧重检查，主要覆盖燃烧室部分，并对压气机、透平等可视部分进行检查。中修侧重热通道部分的检查、修理，需要对燃烧室缸、透平段进行开缸，检查、修理高温叶片，并清洗燃烧器；压气机部分需要目视检查，并根据需要可增加内窥镜检查等。大修侧重整个通道的检查、修理，对燃气轮机上半缸揭缸，检查、修理燃烧器、高温叶片等；检查、清洗压气机。上述定期检修的弊端是大概率过度维修，无法避免提前失效，检修成本极高。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了提供一种实现复杂变工况下透平故障检测量化的重型燃气轮机透平故障检测方法、设备及介质。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种重型燃气轮机透平故障检测方法，包括以下步骤：
4、获取重型燃气轮机运行时各个气路的环境条件参数和控制条件参数；
5、将所述环境条件参数和控制条件参数输入预先训练好的各个气路可测参数预测模型中，得到实时的各气路可测参数的理论健康值；
6、获取各气路可测参数的实测值，结合所述各气路可测参数的理论健康值，计算各气路的透平健康特征参数，得出透平故障检测结果。
7、进一步地，所述环境条件参数包括环境压力、环境温度、相对湿度。
8、进一步地，所述控制条件参数包括压气机进口导叶位置反馈igv、燃料温度、燃机转速、燃料质量流量。
9、进一步地，所述各气路可测参数包括压气机入口压力、压气机出口压力、压气机出口温度、透平出口压力、透平出口温度、输出功率。
10、进一步地，所述各气路的透平健康特征参数的计算过程包括：
11、基于所述各气路可测参数的实测值和各气路可测参数的理论健康值，计算相对偏差向量；
12、计算所述相对偏差向量的偏度与中位数，并将所述偏度与中位数作为透平健康特征参数。
13、进一步地，所述相对偏差向量的计算表达式为：
14、
15、式中，为各气路可测参数的实测值，为各气路可测参数的理论健康值，p1,act、p1,pre分别为压气机入口压力的实测值和理论健康值，t2,act、t2,pre分别为压气机出口温度的实测值和理论健康值，p2,act、p2,pre分别为压气机出口压力的实测值和理论健康值，p5,act、p5,pre分别为透平出口压力的实测值和理论健康值，t5,act、t5,pre分别为透平出口温度的实测值和理论健康值，ne,act、ne,pre分别为输出功率的实测值和理论健康值。
16、进一步地，所述各个气路可测参数预测模型的训练步骤包括：
17、获取重型燃气轮机正常健康运行时的历史气路可测参数，所述历史气路可测参数包括历史环境条件参数、历史控制条件参数以及其余历史气路可测参数，其中所述其余历史气路可测参数包括压气机入口压力、压气机入口温度、压气机出口压力、压气机出口温度、透平排气压力、透平出口温度和燃机功率；
18、构建一维卷积神经网络；
19、将所述历史气路可测参数输入所述一维卷积神经网络中进行训练，直至训练结束，得到各个气路可测参数预测模型，其中，重型燃气轮机的历史运行状态由历史环境条件参数和历史控制条件参数确定，在训练过程中，所述其余历史气路可测参数作为预测目标，使得所述各个气路可测参数预测模型学习到历史环境条件参数、历史控制条件参数与其余历史气路可测参数之间的映射关系。
20、进一步地，所述一维卷积神经网络包括输入层、一维卷积层、一维最大池化层、全连接层和输出层。
21、本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；和被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上述所述重型燃气轮机透平故障检测方法的指令。
22、本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上述所述重型燃气轮机透平故障检测方法的指令。
23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24、(1)对于实际健康重型燃气轮机而言，其运行性能状态可以唯一由环境条件和控制条件确定，本发明在复杂工况下仅需获取需要的环境条件和控制条件，通过各个气路可测参数预测模型对各气路可测参数的理论健康值进行预测，并通过结合实际测量值进行计算各气路的透平健康特征参数，实现复杂变工况下透平故障检测量化。
25、(2)本发明通过理论健康值与实测值计算相对偏差向量的偏度与中位数，这两个统计特征作为透平健康特征参数，该透平健康特征参数作为二维无量纲化数据可以从物理本质上检测透平是否发生故障以及故障严重程度如何，一方面，透平故障时所提取的偏度与中位数二维健康特征参数可以在平面上与重型燃气轮机其他通流部件故障时所提取的偏度与中位数二维健康特征参数保持良好的类间分类度和类内聚合度，即可以有效检测透平是否发生故障；另一方面，透平故障时所提取的中位数数值会随着透平故障严重程度加深而变小，即可以有效量化透平故障严重程度。
26、(3)本发明可以在复杂变工况下对重型燃气轮机透平故障状况进行精准的量化诊断，为制定恰当合理的维修策略提供科学依据和技术支持。
1.一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，所述环境条件参数包括环境压力、环境温度、相对湿度。
3.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，所述控制条件参数包括压气机进口导叶位置反馈igv、燃料温度、燃机转速、燃料质量流量。
4.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，所述各气路可测参数包括压气机入口压力、压气机出口压力、压气机出口温度、透平出口压力、透平出口温度、输出功率。
5.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，所述各气路的透平健康特征参数的计算过程包括：
6.根据权利要求5所述的一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，所述相对偏差向量的计算表达式为：
7.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，所述各个气路可测参数预测模型的训练步骤包括：
8.根据权利要求7所述的一种重型燃气轮机透平故障检测方法，其特征在于，所述一维卷积神经网络包括输入层、一维卷积层、一维最大池化层、全连接层和输出层。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一所述重型燃气轮机透平故障检测方法的指令。
