專利名稱：為燃氣渦輪機規劃主要斷電的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及一種用于為發電系統規劃主要斷電(outage)的系統和方法，并且更特別地涉及用于為燃氣渦輪機產生高度可配置的斷電規劃的設備和方法。
背景技術：
對于渦輪機制造商，維修發電站是非常重要和有利的事情。由于停機時間以及損壞都非常昂貴，所以必要的是，為發電站以及時的方式規劃斷電并保證所有的基礎設施和必要的資源是“準時”有用的。另外，斷電不能適當地被供應并且可能導致成本超出限度。然而，這是非常復雜的過程；在使用中有很多不同類型的渦輪機，并且在通常為30年的使用期限或更長的使用期限上，每個渦輪機組件將經受多種改造和變化，以由此變得獨特。而且，渦輪機斷電需要多種資源，既需要人力又需要物質。
燃氣渦輪機工作的特征在于使用大氣作為工作流體并將燃料直接注入到壓縮空氣中。燃氣渦輪機發動機通常包括具有壓縮機、燃燒室和第一渦輪機的核心發動機，該壓縮機用于壓縮進入核心發動機的空氣，在該燃燒室中，燃料與所壓縮的空氣混合并然后燃燒以產生高能量氣體流，第一渦輪機從該氣體流中提取能量來驅動壓縮機。通過渦輪機所產生的能量被提取用于發電。渦輪機的旋轉發動機部件和壓縮機包括附著到圓盤的多個刀片，這些刀片由固定的護罩(shroud)包圍。燃氣渦輪機部件工作在非常高的溫度的環境中并且工作在多種負荷條件下。由于熱疲勞和磨損引起的零件的惡化是真正關心的問題。執行維護，以檢測和控制磨損以及根據需要修理或者替換磨損的零件，以恢復磨損的儲備物。利用適當的維護，盡管有上述特性，也可以高可靠性和可用性來運行燃氣渦輪機。必要的是，快速地執行這些維修服務，并且以所規劃的方式保證電站不具有任何不定期的停機時間。對于電力局，由渦輪機故障所引起的未規劃的斷電可能導致非常大的經濟損失。
規劃斷電是非常復雜的過程。燃氣渦輪機通常具有非常長的使用壽命，并且在每次斷電期間，這些燃氣渦輪機經受一定數量的改造，這種改造使得這些燃氣渦輪機在結構上變得獨特。而且，每次斷電需要大量的基礎設施可用性和資源。本地基礎設施可能是可買到的、租用的或者是進口的。以相同的方式，在設備倉庫中可得到必要的零件，或者這些必要的部件可能必須從維護設備供應商所在地運來。對于必須的人力資源是相同的情況。盡管一些專業人員可能在本地是可得到的，但是可能需要其他人行進相對長的距離來完成所給的維護任務。同時，可以容易地將某些工作承包給本地設備供應商。因此，不僅必需非常大數量的資源，而且相對于資源規劃可能存在無數可用的選項。最終規劃的成本將依賴于針對這些資源中的每一種所決定的模式和實際配置。
在本領域中，Hayashi等人的美國專利No.6,907,381(“Hayashi”)公開了一種系統，用于幫助準備發電裝置的運行和維護規劃，其中通過應用實際的電站數據和關于發電機組中的機器和其零件的多種環境準備多個發電機組的運行規劃。對于每個發電機組，通過利用所獲得的電站和設計數據，維修中心實時計算發電效率，并根據所計算的功率效率準備運行和維護規劃。根據該系統的方面，參考所累積的工作時間、或者所計算的經濟成本損失以及和基于所測量的電站數據的機器交換的成本，執行設備和構成零件的交換定時。
發明內容
根據本發明的方面，提供了一種用于為發電裝置規劃斷電的系統和方法，該發電裝置包括諸如燃氣渦輪機的發電機組。
根據本發明的第一方面，提供了一種用于為發電裝置規劃斷電的方法。該方法通常包括以下步驟在服務器從用戶端的用戶接收請求，以在發電裝置中為發電站產生維護規劃；生成模板；將該模板用于包含針對發電裝置的發電站數據的數據庫；并從用戶接收數據以產生維護包規劃。從用戶接收到的數據可能涉及諸如渦輪機類型、換班模式和事件類型的詳細說明。可能被詳細說明的換班模式涉及維護人員每天的換班次數。事件類型可被定義為主要檢查、輔助檢查、熱氣檢查等等。
根據本發明的另一方面，提供了一種用于為發電裝置規劃斷電的系統。該系統包括服務器，該服務器包括含有可執行的程序指令的機器可讀介質，當由處理器執行這些可執行的程序指令時，這些可執行的程序指令指引服務器從用戶接收請求，以為發電裝置中的發電站產生維護規劃；生成模板；將該模板用于包含針對發電裝置的發電站數據的數據庫；并從用戶接收數據，以產生維護包規劃。
參考下面的詳細描述和附圖，本發明的這些和其它優點對于本領域技術人員將是顯而易見的。
圖1是示例性客戶端計算機的示意圖，在該計算機上可以配置用于實現本發明的方面的系統；圖2是用于實現本發明的方面的整體系統結構的示意圖；圖3是用于維護規劃的內容產生的流程圖；圖4是根據本發明的方面的規劃和導航框架的流程圖；圖5是用于實現主要檢查的示例性GUI的屏幕截圖(screenshot)；圖6是示出規劃進展細節和用于選擇的多個包的示例性GUI的屏幕截圖；圖7是用于選擇專業人員的示例性GUI的屏幕截圖；以及圖8是用于選擇渦輪機部件的示例性GUI的屏幕截圖。
具體實施例方式
參考附圖將描述本發明的實施例，其中全文中相同的編號表示相同的元件。在詳細解釋本發明的實施例之前，應當理解的是，在本申請中，本發明不限于在下述說明書中所闡述的或者在附圖中所示出的實例的細節。本發明能夠是其它實施例并在多種應用中和以多種方式來實踐或者實現。而且，應當理解的是，在此所使用的用語和術語是出于描述目的的，而不應當被認為是限制。“包括”、“包含”或者“具有”以及其變型的使用意味著包含其后所列出的項和其等價物以及附加的項。術語“被安裝”、“被連接”和“被耦合”被廣泛使用并包含直接和間接安裝、連接和耦合。而且，“被連接”和“被耦合”不限于物理或者機械連接或耦合。
應當注意的是，本發明不限于圖中所描述或者暗示的任何特定軟件語言。本領域技術人員將理解的是，為了實現本發明，可以使用多種可替換的軟件語言。還應當理解的是，示出和描述了一些部件和項，就好像它們是硬件元件，如本領域內的一般慣例那樣。然而，本領域普通技術人員(并且基于閱讀詳細描述)將可以理解，在至少一個實施例中，可以用軟件或者硬件來實現本方法和系統中的部件。
本發明的實施例提供了方法、系統以及存儲計算機可讀指令的計算機可用介質，用于使用邏輯約束規范來提供模板數據驗證。本發明是模塊化框架并被配置為軟件，作為確實被包含在程序存儲裝置上的應用程序。用于執行的應用代碼可駐留在本領域技術人員已知的多種不同類型的計算機可讀介質上。
在一個實施例中，本發明被配置為網絡使能框架并通過圖形用戶接口(GUI)進行訪問。該應用程序駐留在服務器上并經由瀏覽器(諸如Mozilla Firefox、Microsoft IE(因特網瀏覽器(InternetExplorer))或者其它瀏覽器)通過網絡或者使用因特網標準和腳本語言的因特網訪問，這些腳本語言包括HTML、動態HTML(DHTML)、Microsoft VBScript(Visual Basic Scripting Edition)、Jscript、ActiveX和Java。用戶聯系主管應用程序的服務器并請求信息或者資源。服務器定位，并然后向顯示結果的瀏覽器發送信息。
在圖1中示出執行本發明的實施例的指令的計算機21的實施例。描述了代表性的硬件環境，這示出了計算機的典型硬件配置。計算機21包括CPU 23、存儲器25、用于讀取計算機可讀介質上的計算機可執行指令的讀取器27、公共通信總線29、具有外部端口33的通信套件31、具有外部端37和GUI 39的網絡協議套件35。
通信總線29允許計算機21的部件之間的雙向通信。通信套件31和外部端口33允許計算機21、其它計算機21和外部兼容裝置之間的雙向通信，外部兼容裝置諸如使用通信協議(諸如IEEE 1394(火線接口或者i.LINK)、IEEE 802.3(以太網)、RS(推薦標準)232、422、423、USB(通用串行總線)和其它的協議)的膝上型計算機等。
當通過網絡進行通信時，網絡協議套件35和外部端口37允許物理網絡連接和協議的集合。協議諸如TCP/IP(傳輸控制協議/網際協議)套件、IPX/SPX(網間分組交換/順序分組交換)、SNA(系統網絡體系結構)和其它的協議。TCP/IP套件包括IP(網際協議)、TCP(傳輸控制協議)、ARP(地址轉換協議)和HTTP(超文本傳輸協議)。網絡協議套件內的每個協議具有特定的功能，以支持被耦合到網絡的計算機之間的通信。GUI 39包括諸如CRT、固定像素顯示器或者其它顯示器的圖形顯示器41、輔助鍵盤、鍵盤或者觸摸屏43和諸如鼠標、跟蹤球、光筆或者其它的指示裝置45，以提供容易使用的、用于本發明的用戶接口。
計算機21可以是手持裝置，諸如因特網應用(Internetappliance)、PDA(個人數字助理)、平板PC、黑莓手持裝置(Blackberrydevice)或者常規的個人計算機，這些個人計算機諸如運行其適當的OS(操作系統)的PC、Macintosh或者基于UNIX的工作站，該適當的OS能夠通過有線的(所引導的)或者無線(未引導的)的通信介質與計算機進行通信。CPU 23執行兼容的指令或者被存儲在存儲器25中的軟件。本領域技術人員將理解的是，除了上述的那些，還可以在平臺和操作系統上實踐本發明。
通信網絡可以是單個網絡或者是包括任何有線、無線、寬帶、交換、分組或者其它類型網絡的通信網絡的組合，通過這些網絡可以實現語音或者數據通信。網絡允許不止一個用戶一起工作和相互共享資源。除了分布式處理之外，網絡提供集中的存儲能力、安全性和對資源的訪問。
針對LAN(局域網)和WAN(廣域網)，網絡結構改變。LAN網絡結構的一些實例包括以太網、令牌環、FDDI(光纖分布數據接口)和ATM(異步傳輸模式)。將單獨的計算機鏈接在一起作為網絡的能力對本領域技術人員來說是熟知的。
圖2描述了用于實現本發明的方面的整個系統結構。用戶計算機200通過網絡與服務器202通信。服務器202通過適當的接口與“后臺”通信，該“后臺”包括企業資源規劃系統(SAP)204和GT_Flotte數據庫206。將在下文中更詳細地描述這些部件的功能。SAP 204與Oracle數據庫208通信，也將在下面更詳細地描述Oracle數據庫208的功能。用戶計算機202包括不同的形式，這些形式需要被填滿來產生不同的規劃部分。通過產生基于地點的位置、用戶的角色以及經歷維護規劃的實際單元定制的用戶特定形式，服務器202獲得可配置性。服務器202從用戶計算機200接收HTML請求并在塊210運行小服務程序。然后，該小服務程序210與塊212通信，以產生或者訪問可再用的XML模板。這些模板包括針對維護規劃的規則。XML生成器214根據模板中的規范產生輸出XML文檔216。XML文檔216在塊218被轉換成XSL，并然后在塊220被轉換成HTML。XSL給開發者工具，以準確描述在XML文件中顯示哪些數據字段以及準確地在哪里和怎樣顯示這些數據字段。在HTML響應中，以如本領域公知的那樣的常規方式將HTML頁面傳送回用戶計算機200。
GT_Flotte數據庫206維護“快速(fleet)數據”，諸如表示由特定制造商(也就是由西門子股份公司制造的渦輪機)制造的設備、用戶信息、位置信息、服務時間、檢修之間的時間、周期檢查、故障信息、剩余使用壽命信息等等的數據。可以從西門子股份公司買到GT_Flotte數據庫。
SAP 204是企業資源規劃系統，該企業資源規劃系統維護渦輪機單元的組成部分的清單和定價。SAP應用程序提供了管理財務、資產和成本核算、生產經營以及材料、人員、電站和存檔文擋的能力。例如，如果特定壓縮機或者渦輪機部分需要更換，則SPA 204將提供針對該部分的清單和定價信息。
Oracle數據庫208與SAP 204進行通信，以向系統提供其它相關信息、諸如正在進行的維護服務歷史。可以應用Oracle數據庫208來跟蹤例如有多少個小時在系統中的特定部分上。
根據本發明的方面的在線規劃系統應用具有圖形用戶接口(GUI)的內容生成器模塊，該圖形用戶接口允許用戶為特定機器單元或者渦輪機配置維護規劃。維護規劃由數個部分組成，其每一部分都依賴于用戶和選擇，他或者她做出這些選擇來根據要求優化規劃。內容生成器在這樣的原理上運行，即將模板用于GT_Flotte數據庫206和SAP204中的數據。數據庫206檢索信息，并且所生成的輸出是符合某一結構的XML文件的形式。模板被寫入XML中，并包含關于怎樣將規劃數據映射到數據庫206中以在計算機200上形成示出給用戶的字段的指令。模板規定被用于詢問源數據庫206的靜態和動態參數。該模板還具有分支和循環邏輯，以在配置過程中表示資源約束。參考圖3，這可以更好地理解，圖3描繪了內容產生的流程圖。
在圖3中，在步驟300，用戶計算機200經由圖形用戶接口(GUI)呈現缺省的初始配置。該缺省的初始配置基于地點和用戶優先。在步驟302，GUI使用戶能夠選擇規劃模式的類型。在步驟304，為用戶呈現選項，以或者選擇“交鑰匙式(turnkey)”規劃模式或者選擇“模塊化”規劃模式。可以將交鑰匙式規劃模式定義為由規劃工程師所建立的標準規定的模式。例如，可以在規則的工作時間期間以“正常速度”實現檢修，或者如果客戶要求更快的周轉可以應用斷電速度近似法。如果在304選擇模塊化規劃模式，那么在步驟306，用戶可以從所規定的選項中選擇，這些選項諸如渦輪機類型、單元、事件類型、斷電(也就是主要檢查、輔助檢查、熱氣檢查等)和換班模型(也就是每天換班一次或者兩次是否完成工作以及每次換班的持續時間)。這種選擇確定了限定完整的維護規劃的包組。在步驟308定義相關的包組。在步驟310，用戶繼續選擇包組，直到在步驟312完成所有包組。對于所選的每個包組，在步驟314從數據庫206和208詢問模板元素，從數據庫206、208中檢索相關的數據，以填充模板來產生適當的包。在步驟316，系統獲得所存儲的顯示信息并將該信息用于該模板。在步驟318，經由GUI將格式化的包呈現給用戶。然后用戶能夠進行適當的選擇，并輸入相關的數據以完成包。如果在步驟320完成包組，則如果還有包剩余則用戶在310可以選擇下一包組。規劃內容包括所有包組中的所有包的匯編。如果在步驟312完成所有包組，則認為在步驟322完成規劃生成。如果用戶在步驟304已經選擇了交鑰匙式選項，則在塊324產生標準規劃。通過使用被存儲在數據庫206中的缺省選項來產生標準規劃(參見圖2)。
現在參考圖4，描述了根據本發明的方面的規劃和導航流程圖。在步驟400，用戶以常規方式登錄到系統。在步驟402，確定用戶的角色和優先。在步驟404，GUI將初始缺省配置呈現給用戶。系統可以從用戶簡檔中確定，允許用戶針對哪些機器和系統觀察或者產生規劃。在步驟406，用戶配備有如前面所描述的規劃模式(或者“交鑰匙式”或者“模塊化”)的類型。在步驟408選擇規劃模式選項。如果用戶在408選擇模塊化規劃，那么在410，用戶可以從所規定的選項中選擇，這些選項諸如渦輪機類型、單元、事件類型、斷電(也就是主要檢查、輔助檢查、熱氣檢查等)和換班模型(也就是每天換班一次或者兩次是否完成工作以及每次換班的持續時間)。這種選擇確定了限定完整維護規劃的包組。在步驟412定義相關的包組。在步驟414，用戶繼續選擇包組，直到在步驟416完成所有的包組。將包聚合成現場維修包、零件包、修理、改造、整修等。對于每個包，要求用戶經由GUI輸入數個數據元素。例如，連同工具包，用戶輸入針對每個工具的數據，每個工具例如表示用戶是否想購買或者租用工具。對于技術人員，用戶選擇所需的專業知識在本地是否有用，或者為了該工作是否需要引入專門的人員。在步驟418實現用戶選擇。然后在步驟420通過系統驗證該數據。在步驟422，給用戶呈現是否針對該包產生報價的選項。如果答案是肯定的，則在步驟424產生包報價。在步驟426，給用戶呈現是否產生包的概要的選項。如果答案是肯定的，則在步驟428產生概要。如果在步驟430完成了包組，那么控制跳到步驟416。如果沒有完成包組，則控制跳到步驟414，并且用戶可以選擇下一包組。規劃內容包括所有包組中的所有包的匯編。如果在步驟416完成了包組，那么在步驟432完成規劃生成。如果用戶在步驟408已經選擇了交鑰匙式選項，則在步驟424利用被存儲在數據庫206中的缺省選項產生標準規劃(參見圖2)。
圖5描述了用于實現主要檢查的說明性GUI 500。
圖6描述了用于規劃進展細節和用于能夠選擇多個包的說明性GUI 600。
圖7描述了用于選擇專門人員的說明性GUI 700。
圖8描述了用于選擇渦輪機部件的示例性GUI 800。
根據單元位置和規格以及特定客戶需求，本發明的方面利用可擴展的構造來配置維護規劃。通過改變模板中的用戶選擇，可以實現規劃中的改變，由此提供高度適于用戶需要的系統。XML模板使得步進式程序能夠被用于生成構成維護規劃的包。通過選擇特定的維護參數和構成規劃的項，用戶可選擇常規規劃或者產生模塊化規劃。
已經在被認為是最實用的和優選的實施例中示出和描述了本發明。然而，可以預料的是，可以從中脫離，并且本領域技術人員將可以實現明顯的修改。將可以理解的是，本領域技術人員將能夠設計多種布置和變化，盡管這里沒有明確示出或者描述多種布置和變化，但是這些布置和變化實現本發明的原理并落在其精神和范圍內。
權利要求
1.一種用于為發電裝置規劃斷電的方法，該方法包括以下步驟從用戶接收請求，以在發電裝置中為發電站產生維護規劃；生成模板；將該模板用于包含用于發電裝置的發電站數據的數據庫；和從用戶接收數據以產生維護包規劃。
2.如權利要求1所述的方法，其中，從用戶接收到的數據選自于由渦輪機類型、換班模式和事件類型所構成的組。
3.如權利要求2所述的方法，其中，換班模式涉及維護人員每天換班的次數。
4.如權利要求2所述的方法，其中，事件類型選自于由主要檢查、輔助檢查和熱氣檢查所構成的組。
5.如權利要求2所述的方法，其中，維護規劃包規劃選自于由現場維修包、零件包、修理包、改造包、整修包所構成的組。
6.如權利要求1所述的方法，還包括針對維護包規劃生成報價的步驟。
7.如權利要求1所述的方法，還包括針對形成維護包規劃的部分的組成的包生成報價的步驟。
8.如權利要求1所述的方法，還包括在數據庫中生成XML文件形式的數據的輸出的步驟。
9.如權利要求8所述的方法，還包括將XML文件轉換成HTML頁面并通過通信網絡將該HTML頁面發送給用戶的步驟。
10.如權利要求1所述的方法，還包括與企業資源規劃系統進行通信的步驟。
11.一種用于為發電裝置規劃斷電的系統，該系統包括含有可執行的程序指令的機器可讀介質，當通過處理器執行所述可執行的程序指令時，所述可執行的程序指令指引計算機從用戶接收請求，以為發電裝置中的發電站產生維護規劃；生成模板；將該模板用于包含針對發電裝置的發電站數據的數據庫；和從用戶接收數據以產生維護包規劃。
12.如權利要求11所述的系統，其中，從用戶接收到的數據選自于由渦輪機類型、換班模式和事件類型所構成的組。
13.如權利要求12所述的系統，其中，換班模式涉及維護人員每天換班的次數。
14.如權利要求12所述的系統，其中，事件類型選自于由主要檢查、輔助檢查和熱氣檢查所構成的組。
15.如權利要求12所述的系統，其中，維護規劃包規劃選自于由現場維修包、零件包、修理包、改造包和整修包所構成的組。
16.如權利要求11所述的系統，其中，當通過處理器執行所述可執行的程序指令時，所述可執行的程序指令還指引計算機為維護包規劃生成報價。
17.如權利要求11所述的系統，其中，當通過處理器執行所述可執行的程序指令時，所述可執行的程序指令還指引計算機對形成維護包規劃的部分的組成的包生成報價。
18.如權利要求11所述的系統，其中，當通過處理器執行所述可執行的程序指令時，所述可執行的程序指令還指引計算機在數據庫中生成XML文件形式的數據輸出。
19.如權利要求11所述的系統，其中，當通過處理器執行所述可執行的程序指令時，所述可執行的程序指令還指引計算機將XML文件轉換成HTML頁面并通過通信網絡將該HTML頁面發送給用戶。
20.如權利要求1所述的方法，包括與計算機進行通信的企業資源規劃系統。
全文摘要
一種用于為包括燃氣渦輪機發電站的發電裝置規劃斷電的系統和方法。通過生成模板、將模板用于含有針對發電裝置的燃氣渦輪機數據的數據庫、以及從用戶接收請求以產生維護包規劃，該系統和方法利用計算機來為發電站產生維護規劃。用戶可以選擇模塊化或者交鑰匙式維護規劃。模塊化維護包選項使用戶能夠特定地選擇并獲得針對零件的價格報價信息和執行維護任務的技術人員，并為技術人員規定特定的換班選項。
文檔編號H02J3/00GK101034447SQ200610159580
公開日2007年9月12日 申請日期2006年9月28日 優先權日2005年9月28日
發明者A·巴拉蘇布拉馬尼安, A·查克拉博蒂, V·古魯穆希, R·赫克, M·蘭格, M·林德勒, A·韋納 申請人:西門子共同研究公司, 西門子公司