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龙图腾网获悉四川华电木里河水电开发有限公司申请的专利水电站调速器主配压阀故障诊断预警系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121030281B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511566512.9，技术领域涉及：G06F18/21；该发明授权水电站调速器主配压阀故障诊断预警系统及方法是由李仁华;袁鹏展;张海啸;谢卓;李金飞;全意;王姗姗;陆昌伟;卞金雷;陈强设计研发完成，并于2025-10-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本水电站调速器主配压阀故障诊断预警系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供水电站调速器主配压阀故障诊断预警系统及方法，涉及水电站调速器主配压阀故障诊断技术领域。该水电站调速器主配压阀故障诊断预警系统，包括调速器主配压阀与故障诊断预警系统，所述调速器主配压阀上设有多个传感器，用于实时监测主配压阀的各项运行参数，压力、温度与位移，预警系统与这些传感器相连，能够对采集到的数据进行实时分析，所述故障诊断预警系统包括多模态传感器阵列、边缘计算单元与数字孪生平台。通过多模态融合抗干扰、边缘计算实时响应、元学习小样本适配的协同设计，解决了传统方法在数据依赖、实时性、误报率方面的核心痛点，为水电站调速系统提供了高可靠、高精度的智能运维解决方案。

本发明授权水电站调速器主配压阀故障诊断预警系统及方法在权利要求书中公布了：1.水电站调速器主配压阀故障诊断预警方法，其特征在于：包括以下步骤： S1.多模态数据采集与边缘实时处理； S1.1.异构传感器部署与参数配置，多模态传感器阵列包括光纤光栅振动传感器，设置于主配压阀阀体表面，光纤光栅振动传感器，安装在主配压阀阀体表面3个测点，径向与轴向位置，通过光栅解调仪实时传输波长变化数据，油液颗粒度监测安装在调速器油箱底部和回油管路，监测油液污染度等级变化，压电式压力传感器阵列安装在主配压阀控制腔入口处，形成压力场空间分布监测，非接触式激光位移传感器安装在阀芯行程路径正上方，通过三角测量法实时计算位移量； S1.2.边缘计算单元数据预处理，硬件平台采用NVIDIAJetsonAGXOrin边缘计算模块，搭载ARM架构CPU+GPU，推理速度2000FPS，对振动信号采用5点滑动窗口均值滤波，消除高频噪声，其公式为： ； 其中，是第个时间点的原始振动信号幅值，是第个时间点的滤波后幅值； 基于3σ准则剔除油液颗粒度瞬时跳变数据； S1.3.对振动频谱0-10kHz、油压0-40MPa与位移0-50mm参数分别归一化至[-1,1]区间； S2.多模态特征融合与元学习诊断； S2.1.时频分析分支，输入振动信号STFT时频谱图，网络结构，卷积层1：3×3卷积核，64通道，ReLU激活，池化层2×2，卷积层2：3×3卷积核，128通道，LeakyReLU激活，全连接层输出128维频域特征向量，时序预测分支输入油压与位移时间序列，网络结构BiLSTM层：128个隐藏单元，双向传播，Attention层计算时间步权重，输出64维时序特征向量； S2.2.多模态特征融合，输入频域特征+时序特征拼接为192维向量，编码器6层Transformer块，每层含自注意力、前馈网络，注意力权重计算输出加权融合后的256维多模态特征向量； S3.元学习模型推理； S3.1.模型架构，预训练阶段基于三峡水电站历史数据的故障样本，使用混合神经网络训练元学习器，保存模型参数，目标电站仅需20个故障样本微调顶层全连接层，冻结底层特征提取层； S3.2.故障概率计算，输出层Softmax函数生成4类故障概率，主配抽动、比例阀故障、接力器内漏与油液劣化，触发条件为任一故障概率≥95%且持续3秒，触发预警； S4.动态阈值预警与数字孪生仿真验证； S4.1.预测模型训练，输入历史振动频谱、油压与位移数据，滑动窗口长度200点，网络结构2层LSTM与全连接层，预测未来5秒参数正常范围，再进行阈值计算，正常波动范围阈值=预测值±3σ，其中σ为预测残差标准差，根据油温变化率自动收紧阈值动态调整； S4.2.数字孪生平台仿真验证，构建主配压阀三维模型，集成液压系统参数，油压、流量与阀芯摩擦系数，通过OPCUA协议，从边缘计算单元获取传感器数据，驱动模型状态更新，疑似故障触发时，数字孪生平台运行以下仿真，施加阶跃控制指令，监测阀芯位移超调量15%且振荡次数3次，模拟颗粒度Class8级，验证系统压力损失5%，最后生成决策，若多模态融合结果与仿真验证一致，触发声光报警并推送策略，切换备用调速器或调整PID参数，若不一致，标记为“待观察”并触发人工复核流程。

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