报警系统(Alarm System)是集检测、记录、传达过程变量状态于一体的软硬件集合,配置报警能够在工业运行过程中出现任何故障及时通知操作员采取相应措施。然而在实际生产运行中,操作员收到的错误的和滋扰报警往往远远多于有效报警。对于水轮机调速过程而言,它的安全稳定运行是影响发电机组乃至电网系统安全性、高效性和经济性的关键因素,因此必须对其进行有效的故障监测和诊断,抑制其报警系统中的“报警泛滥”现象。本文针对水轮机调速系统的报警优化问题,分析出导致其“报警泛滥”的主要原因:一是由于水轮机调速系统是典型的动态非最小相位系统,其非线性特性和变量之间的关联性导致报警根源诊断困难;二是报警系统中的阈值设置或设计方法不合理,导致报警系统故障检测的性能下降。本文从水轮机调速系统的故障本质出发,首先仿真了水轮机调速系统非线性模型,引入电液随动系统的闸门开度故障和控制器故障作为研究对象,建立正常工况下运行数据的动态核主元分析模型。在该模型的基础上,进行报警根源诊断,报警设计方法改进以及报警阈值优化等一系列研究,构成了一套解决水轮机调速系统“报警过载”问题的系统性框架。通过仿真结果表明这种故障诊断单元能诊断出文中提及的两种水轮机调速系统故障,而且该诊断方法对其他故障情况同样具有一般性,这对于保证水电机组的安全可靠运行起着重要作用。