基于传感器计算燃气涡轮的服务间隔
燃气涡轮通过将燃料能量转化为机械功率或电功率(通过连接至发电机)而被用于各种生产设备中的功率生成。基础热力循环涉及压缩气态介质(通常为空气)，通过燃烧或热交换增添燃料能量，以及通过涡轮的热压缩气体膨胀将热能转化为轴功率。与理想热力循环相比，实际的燃气涡轮无法在无摩擦且无损耗的情况下执行这些过程。
燃气涡轮是具有多个零件的复杂系统，这些零件需要正确地操作以保障涡轮操作。为了保障燃气涡轮的正确操作，需要限定服务间隔。各种技术因素都会影响燃气涡轮的服务计划和服务间隔。
目的在于在不危及安全的情况下，实现最高可能的可靠性和可用性。为了满足这些要求，数十年来，预防性维护和基于条件的维护理念一直应用于这些机器。
核心理念是在实际故障之前替换有风险的部件，以避免计划外的停机时间或安全相关事故。另一方面，这些部件十分昂贵，并且因此，推迟更换这些部件可以节省大量资源。找到最佳更换时间以使可靠性、可用性最大化并使成本和停机时间最小化，对于工程师来说一直是一项具有挑战性的任务。
部件的移除时间取决于每个部件的每个关键位置的(一个或多个)主要故障机制，这转而又取决于材料、机械负载、温度、速度及多个其它参数。
这些参数本身取决于机器在小时数、负载水平和操作周期方面的使用情况。由于这种情况非常复杂，工程部门考虑材料特性、负载、数值模型等所有不确定性，计算每个关键部件的预期必要服务间隔。部件的“技术寿命”尤其取决于气体温度、壁厚、冷却空气流、涂层厚度及其它材料特性。
在已有的技术中，使用假定参数固定值的确定性途径来进行计算是已知的。由于参数的分散以及为了克服不确定性，使用了“安全因子”。
另一种已知的理念是使用所谓的等效操作小时数(EOH)或等效周期(EOC)作为活动时间的量度。
EOH/EOC概念基于以下技术背景。
涡轮的技术操作参数对部件的磨损具有强烈影响。例如，涡轮入口温度的快速变化以及在超过基础负载的温度的气体温度下操作的操作时间段会引起对热气路径器件的附加应力。通过确定基本负载应力下的等效操作小时数(EOH)，允许这种应力对这些器件的使用寿命的影响。为此，各种温度范围内的各种过程事件和操作小时数分别被赋值单独的因子，然后将这些因子相加。
实际操作小时数通常小于等效操作小时数(EOH)，因为(如上所述)EOH的概念是基于这样的技术观察：涡轮零件的磨损与操作条件相关。
因此，操作条件的一个关键因子是涡轮操作的负载水平(作为所提供的能量的量度)。
在已有的技术中，已知使用预防性维护操作来减少故障及其相关成本。然而，维护操作的成本很高。因此，投入了大量努力以使由故障引起的预期总成本以及工业设备的预防性维护最小化。在已有的技术中，大多数预防性维护途径包括使用固定时间表，该时间表被预先优化以使成本最小化。
然而，存在许多必须重新规划维护来以尽可能低的成本操作的情况。例如，意外故障迫使生产单元停止以进行紧急修理，并且同时执行其它维护任务可以节省时间和金钱。另外，操作的类型(基本负载、峰值负载、行程、起动)是用于计算维护时间表的关键因子。
本发明的目的在于，通过考虑涡轮的操作参数和(特别地)负载水平，来动态地计算涡轮的服务间隔。此外，应该能够更有效地分析涡轮的操作条件。
该目的通过根据具有所要求保护特征的独立权利要求的技术方案来实现。有利实施例是从属权利要求的技术方案、说明书和附图。
根据第一方面，本发明涉及一种基于历史测量和连续测量的传感器数据计算负载偏斜度结果、以确定蒸汽或燃气涡轮的服务间隔的方法。通常，传感器数据在蒸汽或燃气涡轮的早期操作期间获取，并且代表涡轮的操作条件。该方法包括以下步骤：
-接收随时间的连续测量的负载信号，负载信号指示在涡轮的操作期间涡轮的负载；
-将随时间的负载百分比信号确定为所接收的所测量的负载信号与最大容量信号(随时间)的偏差，其中最大容量信号表示在给定时间基于连续测量的传感器信号生成的最大可能负载，连续测量的传感器信号表示操作参数(例如入口空气的温度、压力、湿度……)；
-基于所确定的负载百分比信号，计算负载百分比分布；
-作为所计算的负载百分比分布的不对称量度来计算负载偏斜度因子；
-提供负载偏斜度结果，负载偏斜度结果包括所计算的负载百分比分布和所计算的负载偏斜度因子。负载偏斜度结果的至少一部分(特别是负载偏斜度因子)可以被提供为随时间的模式。可以针对特定涡轮机组(机组可以仅由一个涡轮组成或由多个涡轮组成)和特定时间段，提供所计算的负载偏斜度因子。
该方法是计算机实现的。所有步骤都在计算设备上执行。因此，通过采用至少一个处理实体来执行该方法，该至少一个处理实体被配置为执行存储在存储器中的计算机可执行指令，以存储传感器数据并执行上述步骤。该方法可以用于估计和评估涡轮操作期间的故障和故障风险，和/或用于改进维护间隔的确定。
该方法基于在操作期间所连续检测的涡轮的传感器数据。作为一个优点，本解决方案使用记录在涡轮处的动态测量数据，这些数据表示燃气和蒸汽涡轮已经运行的时间和频率。因此，涡轮的操作类型和相关操作参数由传感器获取并被馈送至处理单元中。
下面将针对燃气涡轮来描述本发明。然而，本领域技术人员将理解的是，本发明的基本原理可以特别地应用于不同种类的燃气涡轮，如重型、工业燃气涡轮(例如范围为4至567MW)和/或航改式燃气涡轮以及蒸汽涡轮(假设考虑与蒸汽相关的环境参数或条件)。
在本发明的一个优选实施例中，负载偏斜度因子(LSF)通过以下公式计算：
其中n是样本的数目。样本是在给定时间的负载百分比信号的值。xi是每个负载百分比的值，并且xavg是所有负载百分比的算术平均值，“n”被解释为信号长度内的数据点的总数，“n”明显取决于采样速率或分辨率。根据上述公式的负载偏斜度因子的特定计算具有下述优点：可以在一个参数或因子内对归一化负载的发展进行编码。
根据本发明的另一优选实施例，表示操作参数(或条件)的所测量的传感器信号包括燃气涡轮的入口空气的温度信号、压力信号、湿度信号、用于燃料的加热信号、燃气涡轮的出口排气的出口压力信号。在更复杂的实施例中，可以附加地考虑其它操作参数。
根据本发明的另一优选实施例，针对特定机组和/或特定时间段，负载偏斜度结果被可视化。应当注意的是，负载偏斜度因子总是针对机组(涡轮集，可能只有一个)和时间段。优选地，负载偏斜度结果包括两个结果项：第一项，随时间的负载百分比分布，以及第二项，负载偏斜度因子。这样的优点和技术效果在于，燃气涡轮操作的复杂相关性的所有必要信息均可以借助于这两个项以非常有效的方式提供。负载偏斜度结果可以在图形用户界面上被可视化。结果通常包括负载百分比分布。因为负载百分比分布是不具有时间线的分布，但负载百分比分布可以针对多个连续时间段示出。例如为了比较的目的，多个负载偏斜度结果可以在共同表达中一起被传递和可视化。因此，例如，可以针对多个、不同的、单一涡轮和相同的时间段可视化一个或多个负载偏斜度结果，或者针对单一涡轮和多个、不同的月份可视化一个或多个负载偏斜度结果或针对多个、不同的涡轮机组和相同的时间段可视化一个或多个负载偏斜度结果。此外，可以针对不同机组和时间段提供多个负载偏斜度因子，然后将这些负载偏斜度因子可视化并进行比较。
根据本发明的另一优选实施例，所测量的负载信号和所确定的负载百分比信号是历史数据(即，来自先前的燃气涡轮操作)，这些历史数据可以被本地存储在燃气涡轮的现场的存储器上。替代地，数据可以被集中存储(即，存储在中央服务器上)。这样的技术优点在于，可以更具体地(即，根据涡轮特定和操作特定的参数)提供涡轮的服务间隔的计算。利用该特征可以检测到偏差，偏差可能是在涡轮被实际操作时，因工厂操作员意图在不同条件下操作涡轮的事实而引起的。因此，“预期操作模式”和“测量的真实操作模式”(真实场所条件)之间的差异是可检测的，并且可以用于与工厂操作员沟通关于服务间隔的限定。
根据本发明的另一优选实施例，负载偏斜度结果包括准确性结果数据集。当基于对未来寿命中的负载的假设(利用当前测量值)来估计概率寿命时，通过测量负载偏斜度结果(例如基于负载的信号，如所计算的负载百分比分布或其负载偏斜度因子)的多个期望值之间的差异来计算该数据集。这有助于提供更详细的分析，并动态地适应不断且连续执行的涡轮及其部件的概率寿命的计算。换句话说，该特征用作对概率寿命和服务间隔的计算的适应性控制，而两个负载分布之间的差异不是直接的，并且必须定义其计算规则，相反地，两个负载偏斜度因子之间的差异(作为值)是简单的，因为其仅仅是数学差。
根据本发明的另一优选实施例，所计算的负载偏斜度因子被用于确定未来服务间隔和/或计算燃气涡轮及其部件的概率寿命。因此，负载偏斜度因子可以被直接用于基于计算机的工具，以用于规划和/或预测维护相关数据。
根据本发明的另一优选实施例，接收所测量的负载信号和所确定的负载百分比信号，并通过检查数据的形式正确性来对其进行预处理。可以评估所接收的数据是否在预定容许范围内。这提高了仅用于处理评估和检查数据的系统的质量。
根据本发明的另一优选实施例，所提供的负载偏斜度结果被用于计算燃气涡轮及其部件的概率寿命，其中对该计算建模，使得所连续测量的操作条件动态地影响所连续计算的概率寿命。在这一方面必须指出的是，包括负载信号和所计算的概率寿命的所计算的服务间隔相关数据被连续且不断地(而不是逐步地)计算。这改善了所提供的解决方案的细节。此外，相应地检测和表示离群值和异常负载情境。
在另一方面，本发明涉及一种基于计算机的计算单元，以用于基于表示涡轮操作参数的历史测量和连续测量的传感器数据来计算负载偏斜度结果，以用于确定涡轮的服务间隔，该计算单元包括：
-负载接口，用于接收随时间连续测量的负载信号，负载信号指示在涡轮的操作期间涡轮的负载；
-操作接口，用于将随时间的负载百分比信号确定为所接收的负载信号与最大容量信号(随时间)的偏差，其中最大容量信号表示基于连续测量的传感器信号在当时所生成的最大可能负载，连续测量的传感器信号表示操作参数；
-处理器，适于基于所确定的负载百分比信号来确定负载百分比分布，并且其中处理器还适于作为所计算的负载百分比分布的不对称量度来计算负载偏斜度因子；负载偏斜度因子可以被计算为随时间的信号；
-输出接口，用于提供负载偏斜度结果，包括所计算的负载百分比分布和所计算的负载偏斜度因子。
输出接口可以被提供为用于将负载偏斜度结果可视化的用户接口。
优选地，所确定的服务间隔是部件特定的。即，针对涡轮的不同部件中的每个部件计算不同且特定的服务间隔和寿命。为此，每个特定部件与用于计算服务间隔和寿命的特定公式相关联。一般而言，负载信号对于整个燃气涡轮的所有部件来说都是相同的，因此，负载百分比信号也是相同的。但是，不同的部件具有不同的部件寿命计算公式。在这些不同的公式中，可以使用负载偏斜度因子来代替已有的技术中的负载等级。
本申请中使用的术语定义如下。
服务间隔是执行涡轮的维护操作的计划时间表。维护操作必须以规律间隔在燃气涡轮上进行。如同任何工厂一样，操作会导致磨损。维护的作用就是检测并影响磨损，并且通过维修来生成新的磨损储备。计算维护间隔，使得所有操作可以在燃气涡轮(包括其操作中或备用的辅助系统)上执行，而不损害可用性。由于热的器件(燃烧室和涡轮叶片)上的应力特别高，使间隔基于这些器件的累积操作应力(用操作参数表示)是有利的。
负载信号是指由涡轮操作当前生成的当前和实际负载。负载信号表示涡轮的负载。可以以千瓦(KW)或兆瓦(MW)为单位测量负载信号。负载信号可以通过各个传感器测量。负载传感器优选位于发电机处。发电机的负载由负载传感器的功率传感器电路测量。功率传感器电路感测发电机输出的电流幅度、以及电压和电流之间的相位。电势输入来自(一个或多个)变压器，并且电流输入来自(一个或多个)变流器。该电路使用这两个输入信号来生成负载信号，负载信号接着被过滤并被发送至控制器电路。每个发电机组的负载信号电压将与该发电机组上的负载成正比。
最大容量信号是所计算的信号，该信号提供在每个时间点处由涡轮生成的最大可能负载。最大容量信号的计算包括用于涡轮操作的操作条件。这些操作条件包括入口空气的温度、压力、湿度、燃料的热值、出口压力等。最大容量信号是相对稳定的信号。如果燃气涡轮的额定容量是例如50MW，则最大容量信号取决于涡轮所处的位置和当前操作条件。在具有其通常条件的特定区域中，最大容量可以略小于或略大于50MW。如果条件在操作过程期间略微改变，则最大容量也改变。然而，最大容量的变化并不像负载信号或负载百分比信号那样大，后两者均取决于涡轮的使用以及当前产生的能量多少。最大容量信号通常不在用户界面(例如仪表盘)上示出，因为最大容量信号仅用于根据实际负载(信号)计算负载百分比信号。
负载百分比信号是随时间的信号。该信号表示所接收的负载信号与最大容量信号(随时间)的偏差，其中如上文所述，最大容量信号表示基于连续测量的传感器信号在当时所生成的最大可能负载，连续测量的传感器信号表示操作参数。负载百分比信号是关于理论可实现值的归一化信号。
负载百分比分布是统计频率分布。负载百分比分布显示了样本中各种结果的频率，并且在这里具体地显示负载相关信号的频率，即，涡轮的负载百分比信号的频率。负载百分比分布可以以表或图的形式来构造，表或图指示(负载)值出现在特定组或条柱(bin)(例如第一条柱90％-100％、第二条柱80％-90％和第三条柱70％-80％)中。
负载偏斜度结果是电子数据集，包括两项：所计算的负载百分比分布和所计算的负载偏斜度因子。这两项都可以用图形表达来提供。提供两分量负载偏斜度结果改进了规划工具内用于确定服务间隔和维护的可用性。负载偏斜度因子的计算和显示提供了一个单一的技术参数，这是计算服务间隔和潜在适配的关键指示符。
负载偏斜度因子可以是正的或负的。这取决于对应的相应负载百分比分布的对称性。如果负载百分比分布是对称的，则平均值等于中值，并且分布偏斜度为零(负载偏斜度因子＝0)。如果分布向右偏斜(数据更多在左边)，则负载偏斜度因子是正的。如果负载数据向左偏斜(这是通常的情况)，则负载偏斜度因子是负的。负载偏斜度因子测量或表示负载分布是否是对称的，或表示高负载值更多，还是低负载值更多。
在另一方面，本发明涉及一种有形地体现机器可读指令程序的计算机程序，机器可读指令可由数字处理装置执行，以在程序在数字处理装置上执行的情况下执行上述方法。特别地，该计算机程序适用于执行以下步骤：
-接收连续测量的负载信号，或者直接且连续地测量负载信号；
-确定作为关于最大容量信号的归一化信号的负载百分比信号；
-计算负载百分比分布、负载偏斜度因子，以及
-提供负载偏斜度结果。
计算机程序可以以分布式的方式被处理，诸如某些步骤在第一计算实体上(例如在涡轮处)执行，其它步骤在第二计算实体上(例如在中央服务器上)执行。
计算机程序可以作为计算机程序产品(并且因此可以是计算机程序产品的一部分)被提供、投放市场、使用、导入和/或存储。因此，计算机程序可以设置在存储介质(计算机可读介质，如计算机盘或记忆棒等)上。替代地，计算机程序可以借助于到服务器的相应网络连接经由下载来提供，该服务器通过提供到存储有计算机程序的服务器的链接来存储计算机程序。“计算机可读介质”或“存储介质”可以是能够包含、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用的程序的任何装置或与指令执行系统、装置或设备相连的任何装置。计算机可读介质可以是，例如但不限于，电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更具体示例(非穷举列表)可以包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤和便携式光盘只读存储器(CDROM)。
术语“计算机”是指包括处理器的任何电子设备，处理器诸如是通用中央处理单元(CPU)、专用处理器或微控制器。处理器适于执行特殊的计算任务，即，用于提供负载偏斜度结果。计算机可以接收数据(输入)，在计算机上执行预定操作序列，从而产生信息或信号形式的结果(输出)。根据上下文，术语“计算机”将表示处理器，或者可以更一般地指代与包含在单一壳体或外壳中的相互关联元件集相关联的处理器。
本文描述的系统和方法可以由一个或多个计算机程序体现，计算机程序可以在单一计算机系统中或跨多个计算机系统以各种活动和非活动的形式存在。例如，计算机程序可以作为(一个或多个)软件程序存在，这些软件程序包括以源代码、目标代码、可执行代码或用于执行步骤中的一些步骤的其它格式的程序指令。上述项中的任何一项可以以压缩形式或非压缩形式体现在计算机可读介质上，包括存储设备和信号。
在另一方面，本发明涉及负载偏斜度结果用来在涡轮设备的操作期间评估故障风险、以及用于相关计算性处理以及用于优化涡轮设备的维护间隔或其组合的用途。
以下对附图的详细描述使用附图来讨论说明性实施例及其特征和进一步的优点，这些实施例不应解释为限制性的。
附图说明
图1示出具有部件和传感器以及相关联的计算单元的燃气涡轮的示意图；并且
图2更详细地示出根据本发明优选实施例的图1中的计算单元的框图。
图3是流程图，描述了用于计算负载偏斜度结果以及将其可视化的方法步骤；并且
图4是根据本发明优选实施例的系统架构的示意性概略图，该系统架构具有用于计算服务间隔的系统的不同客户端站点和服务器站点，并且
图5是显示器上的仪表盘的示意图。
具体实施方式
图1示出与计算单元10数据连接的燃气涡轮GT。燃气涡轮GT是一种连续燃烧的内燃机。其包括三个主要部件：
1.上游旋转气体压气机GTC；
2.同一个轴Sh上的下游涡轮T；
3.燃烧室CC或燃烧区域，被称为燃烧装置，位于上述压气机GTC和涡轮T之间。
4.第四部件，用于将功率转化为机械或电形式，例如发电机G。
燃气涡轮的基本操作是以空气作为工作流体的所谓的Brayton循环。如图1所示，燃气涡轮配备有多个传感器Se(在图1中示意性地显示为Se1、Se2、Se3、Se4)，这些传感器用于获取传感器数据。
传感器数据指示涡轮在操作期间的操作参数。传感器数据尤其表示入口空气的温度、压力、湿度以及表示涡轮操作条件的其它物理和机械参数。
涡轮GT和传感器Se与计算单元10数据连接。计算单元10用于基于历史测量和连续测量的涡轮操作的传感器数据来计算负载偏斜度结果，以用于确定涡轮GT的服务间隔。数据连接可以经由网络实现，这样的网络例如递送数据的移动网络，诸如蜂窝移动无线电网络或如蓝牙或NFC的其它无线网络。
图2更详细地示出计算单元10的实施例。计算单元10可以被体现在服务器200中。计算单元包括处理器，处理器作为核心构件，用于提供不同的特定数据处理功能。处理器P具有负载接口11，以用于接收随时间连续测量的负载信号l，负载信号l指示涡轮操作期间涡轮GT生成的负载。因此，负载信号l可以表示实际生成的能量或电容量。
处理器P还包括传感器接口12，以用于接收连续测量的传感器信号s，传感器信号s表示涡轮操作期间涡轮GT的操作参数。操作参数表示涡轮GT的操作条件。因此，操作条件由所测量的传感器信号s覆盖，传感器信号s例如测量影响最大容量的涡轮GT等的温度、压力及其它操作状态参数。像“点火启动”、“快速启动”、“启动和停止频率”的参数以及与维护相关的其它参数会影响寿命，并且在计算寿命时应当考虑这些参数。然而，这些参数不计入负载偏斜度结果和负载偏斜度因子LSF的计算，而是可以被用于负载偏斜度结果LSR的进一步处理，尤其是用于服务间隔和/或剩余寿命的计算。
第一单元P1专用于确定最大容量信号mc，其中最大容量信号mc是基于经由传感器接口12所接收的传感器信号s来计算的。考虑到涡轮GT的操作条件，最大容量信号mc指示在当时生成的最大可能负载。最大容量信号mc用于ISO校正。
第二单元P2适于确定随时间的负载百分比信号lp。负载百分比信号lp是通过确定所接收的负载信号l与所确定的最大容量信号mp的偏差来计算的。
为多个单元或涡轮位置中的每一个提供负载百分比信号lp。负载百分比信号lp例如可以被示出为在8天的时间段上的曲线图。在处理资源不足以处理大量数据的情况下，可以将数据聚合为例如10分钟内的平均值，因为否则数据量可能对于可视化而言过大。同样，丢失的数据也可以被内插。然而，数据不一定要像这样聚合。根据数据量和计算资源，也可以使用原始信号，或者聚合可以是1分钟或一小时。因此，可以动态地激活聚合和使聚合无效。虽然对于该方法来说，聚合通常不是必需的，但在非聚合数据的分析会花费太长时间的情况下，聚合模块是优选的。
第三单元P3适于基于所确定的负载百分比信号lp来确定负载百分比分布LPD。第三单元P3还适于将负载偏斜度因子LSF计算为所计算的负载百分比分布LPD的不对称量度。
在一个简单实施例中，所提供的负载偏斜度结果LSR可以经由适当接口(基于http的端口、WLAN端口、USB端口等)而被发送给其他计算实体，以用于在外部设备上进一步处理。
在另一实施例中，网络播放器服务器205适于提供负载偏斜度结果LSR，包括所计算的负载百分比分布LPD和所计算的负载偏斜度因子LSF。网络播放器服务器205与网络播放器客户端206交互，从而提供技术基础，以使外部客户端300可以连接至基于服务器的系统200。
在一个优选实施例中，使得负载偏斜度结果LSR可用于外部设备，如具有客户端仪表盘301的客户端设备300。因此，仪表盘301用作输出接口，可以被呈现在显示器M上。仪表盘的(中央部署的)服务器构件、网络播放器服务器205和网络播放器客户端206可以适于交互并控制被部署在不同用户100、300的本地站点(例如客户站点、开发单元或服务单元等)的相应浏览器工具或仪表盘301。所接收的信号l、s可以被存储在存储器MEM中，存储器MEM可以被集成到计算单元10中或服务器200内。处理器P还可以访问数据库DB，以用于进一步查询和存储原始信号l、s和结果以及中间结果lp、LSF、LPD和相关元数据。
图3是根据本发明优选实施例的方法的流程图。在方法开始之后，在步骤S1，从涡轮GT接收负载信号l。在步骤S2，从涡轮GT接收传感器信号。在第一实施例中，在涡轮GT的瞬时操作期间获取所接收的信号l、s，并且准同时或并行地处理信号l、s。在第二实施例中，从接口或存储器MEM接收信号l、s，并且信号l、s涉及历史涡轮操作或先前涡轮操作。
在步骤S3，从所接收的传感器信号计算最大容量信号mc。在步骤S4，将所计算的最大容量信号mc转发至第三单元P3以将负载百分比信号lp确定为随时间的信号(最大容量信号mc和负载信号l之间的差信号)。一般地，最大容量信号mc仅用作进一步计算的基础，并且不在仪表盘上示出。在步骤S5，计算负载百分比分布LPD。在步骤S6，计算负载偏斜度因子LSF，并且在步骤S7，提供具有负载百分比分布LPD和负载偏斜度因子LSF的组合的负载偏斜度结果LSR。在步骤S8，提供结果LSR以在相应客户端站点的仪表盘301上可视化。优选地，将负载偏斜度因子LSF可视化为随时间的信号，其中时间间隔可以在之前的配置步骤中被确定。之后，该方法结束或者可以重复。
图4示出与上文中图2描述的实施例类似的另一实施例，该实施例用具有机组燃气涡轮GT1、GT2、…、GTn的示意表示的系统架构的框图表示，机组燃气涡轮具有相关联的客户端计算单元100和(中央)服务器单元200。应当注意的是，虽然这里没有明确地说明，但上面关于图2已经说明的全部或部分特征和方面也可以应用于本实施例，反之亦然。下面将更详细地解释的各个模块确实对应于方法中的相应的方法步骤。例如，校正模块201对应于校正步骤，或者内插模块202对应于内插步骤等。
客户端计算单元100可以包括基于浏览器的前端客户端工具110，基于浏览器的前端客户端工具110适于在本地显示器M或另一工具上提供基于服务器的计算的结果LSD、LSF、LSR和数据l、s。基于浏览器的前端客户端工具110被部署在客户站点100处，客户站点100也可以具有多个燃气涡轮GT，但仅有一个此类基于浏览器的前端客户端工具110，基于浏览器的前端客户端工具110将被集中地用于该站点的所有燃气涡轮GT。多个涡轮GT及相关联的计算单元100可以被称为客户实体。涡轮GT1、GT2、…、GTn与中央服务器单元200进行数据交换。中央服务器单元200可以包括中央数据库DB，或者可以与此类数据库DB进行数据交换。
在燃气涡轮GT处获取传感器数据，传感器数据包括负载信号l和传感器数据s。所获取的数据l、s被提供给中央服务器单元200，并且首先经过不同的计算单元，然后被递送至仪表盘应用。现在将更详细地描述计算。
在图4中，提供数据校正模块201，以用于对所接收的传感器数据进行故障校正。例如，可以检测是否所接收的所有传感器数据l、s都是有效的并且是否被正确地接收。此外，可以执行离群分析。此外，可以提供自动校正装置，包括ISO校正。此外，可以将服务器时间间隔期间的相关数据聚合(例如通过应用平均函数)，以减少需要由其它模块202、203处理的数据量。在第一实施例中，计算单元10可以等同于服务器200，而在其它实施例中，服务器200可以包括用于数据处理的附加模块和单元。此外，在图4中，应当描述在相应的模块中实现的功能和算法的执行时间顺序。
提供数据内插模块202，以用于在必要时内插传感器数据。也就是说，例如，如果证明需要用于进一步处理的中间数据，并且确实存在仅用于时间段内所有时间点中的部分时间点的数据，就是这种情况。通过使用内插模块202或通过应用内插，实现了提供同步数据的技术效果，所有这些同步数据具有相同的时间基础或网格/模式。只有具有相同时间基础(网格)的数据可以被用于ISO校正或ISO校正模块203。
提供ISO校正模块203，ISO校正模块203处理经校正的且可选地经内插的信号s、l以及额定负载，额定负载也被提供以计算随时间的负载百分比信号lp。
基于所计算的负载百分比信号lp，负载偏斜度结果计算器204可以被用于计算负载偏斜度结果LSR。
负载偏斜度结果LSR可以被提供给网络播放器服务器205，网络播放器服务器205托管与网络播放器客户端206交互的不同仪表盘应用(具有用于处理结果数据LSR的不同功能)，网络播放器客户端206提供从不同的外部客户端设备300进行访问的选项。客户端设备300不需要部署有专用软件和/或硬件，并且因此可以在不同背景下作为瘦客户端提供，例如用于涡轮开发、用于涡轮维护和服务和/或作为涡轮操作器或其它。用户可以仅使用具有URL链接的浏览器来连接至中央服务器200处的网络播放器客户端206，以与在服务器200的网络播放器客户端206上运行的应用建立连接。
来自涡轮GT的数据被直接提供给服务器单元200中的中央数据库DB，并且由此提供给上述处理模块201、202、203、204。
在服务器单元200的网络播放器客户端206上提供多个可视化应用。例如，可以提供用于客户的第一仪表盘以及用于设计者的第二仪表盘，以及例如用于工程师的其它仪表盘。浏览器充当客户端工具，以用于提供用于访问中央服务和与中央服务连接的仪表盘应用。
服务器200可以使用三个不同的电子(软件和/或硬件)模块：
-数据校正模块201；
-内插模块202；以及
-ISO校正模块203，以用于利用所接收的经校正和经内插的信号s、l来处理所接收的额定负载信号，以利用负载百分比信号lp计算中间结果。
另外，计算单元10可以充当在服务器200处的偏斜度计算模块。模块和单元201、202、203、204可以适于实现上面提到的算法，以执行该算法来提供负载偏斜度因子LSF。
典型地，中央服务器单元200和网络播放器客户端206尤其与涡轮开发服务模块数据连接，涡轮开发服务模块充当基于浏览器的前端客户端工具110，同样可以经由浏览器界面进行控制。涡轮开发服务模块还可以被用于提供具有负载偏斜度因子LSF的负载偏斜度结果LSR。
中央服务器单元200或计算单元10可以包括另一模块或与另一模块通信，该另一模块使用所计算的负载偏斜度因子LSF来计算寿命和服务间隔，并且仪表盘可以被用于交互地进行该操作。但是，仪表盘被部署在网络播放器服务器205和网络播放器客户端206上。连接至服务器200的计算实体100、300接收经集中计算的负载偏斜度结果r并且可以将负载偏斜度结果可视化和/或可以处理相关数据。这种可视化是经由集中生成的仪表盘计算的。
图5更详细地示出客户端站点300的计算单元。该计算单元包括显示器m，用于提供客户端仪表盘301，以用于将所计算的负载偏斜度结果LSR可视化。通过使用燃气涡轮110的前端客户端工具(图5中未明确示出)，该工具还可以在涡轮操作器100的涡轮站点处使用。
负载偏斜度结果LSR由两个方面组成：
1.负载百分比分布LPD可以示出机器以特定负载百分比条柱运行的时间量。这里，客户可以看到机器在过去是如何运行的，并且(相比之下)可以描述这个或另一个机器将来会如何运行。
2.负载偏斜度因子LSF限定关于分布的单一的有意义值。负载偏斜度因子可以在合同中量化机器的使用。由于负载偏斜度因子与机器的故障行为相关，与使用负载等级相比，工程师可以更好地量化零件寿命的不确定性。
服务器200可以适用于数据库中大数据集的分布式处理。
负载偏斜度因子是负载信号的偏斜度。因此，负载偏斜度因子表示负载的分布与对称分布相差多少。如果分布在右侧更陡，则更多的值高于平均值，称为左偏斜。如果以每月的负载值计算负载偏斜度，则可以显示偏斜度如何在几个月内变化的图。负载偏斜度因子LSF只是相应分布的一个值，并且因此非常高效且容易理解。结果还包括随时间的偏斜度。取决于计算偏斜度的时间轴的间隔大小(每天、每周、每月、每年……)，可以找到不同的模式并得出结论。可能在第一个月是右偏斜的，然后变得不那么右偏斜，然后变得对称，并且在最近的月份变为左偏斜。或者，负载偏斜度因子LSF在冬季与夏季不同，或者在一个月的第一周不同，等等。此外，在另一处理中，可以对不同燃气涡轮GT之间的负载偏斜度因子LSF和/或曲线图进行比较。
如图5所示的示例中可以看出，在左侧的五个月，即，2014-4、2014-5、2014-6、2014-7和2014-9，以条柱形式描绘了同一涡轮的负载百分比信号lp(负载百分比分布LPD)。10分钟的ISO校正数据通过求平均聚合。数据是针对一个涡轮GT和一个月以负载百分比范围条柱的形式收集的。在该示例中，条柱被描绘在x轴上，并且表示第一条柱x<＝40，第二条柱表示40<＝x<＝50的范围，一直到第七条柱90<＝x<＝100。在图5的右侧示出负载偏斜度因子LSF的曲线图。x轴上示出对应于左侧视觉化条柱的五个月，并且y轴表示负载偏斜度因子LSF的值，在这种情况下，负载偏斜度因子LSF的值是负的，但是具有从-1.2到-1.4的不同值。在右侧上示出同一涡轮和五个不同月份的偏斜度因子或值。由于数据不对称并且倾向于更多地在右侧(左偏斜)，该值为负值。如果数据更多地在左侧，则偏斜度因子也可以是正值。这里，月份之间仅有很小的差异。
本发明的保护范围由所附权利要求书规定，并且不受说明书中解释的或附图中示出的特征的限制。
