一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，所述一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)由下至上分為位于風(fēng)電機(jī)組中的傳感器網(wǎng)絡(luò)層、位于機(jī)艙內(nèi)部的前端數(shù)據(jù)處理層、位于風(fēng)電場中控室的后端數(shù)據(jù)處理層以及位于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層四級。所述一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)充分滿足風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)典型分布式裝機(jī)需求，基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本地信息處理，有效克服了上位監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器性能以及通訊網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸限制，進(jìn)一步豐富了傳感器接入類型和接入數(shù)量，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全息化狀態(tài)監(jiān)控，從整體大幅度提升狀態(tài)監(jiān)控效率，確保風(fēng)電場健康穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】 一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電單位發(fā)電成本已經(jīng)基本接近火電發(fā)電成本，是目前所有可再生能源中最具商業(yè)價(jià)值，最具推廣現(xiàn)實(shí)的能源種類。在目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械故障中，傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械故障是故障率最高因素之一，特別是針對雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)的故障已嚴(yán)重影響到風(fēng)電場運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益，一些早期運(yùn)行的風(fēng)電場已出現(xiàn)大批量的齒輪箱及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)故障。目前我國風(fēng)電場運(yùn)營保障水平十分低下，幾乎所有的風(fēng)電場都采用基于故障的維護(hù)方式，維護(hù)成本居高不下，維護(hù)資源利用率嚴(yán)重不足。同時(shí)由于針對機(jī)組故障特別是機(jī)械故障目前通常采用的都是基于故障的維修方式，維護(hù)成本極高，同時(shí)運(yùn)營維護(hù)資源利用率極低，迫切需要提高運(yùn)營維護(hù)自動(dòng)化水平。
[0003]在現(xiàn)有的機(jī)械狀態(tài)監(jiān)控方法中，振動(dòng)信號(hào)監(jiān)控是一種相對比較成熟除的監(jiān)控技術(shù)，在國外已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在風(fēng)電狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中；除機(jī)械振動(dòng)信號(hào)以外，包括溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、視頻、音頻、應(yīng)力、位移、油品質(zhì)量等信號(hào)都可以反映風(fēng)電機(jī)械系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
[0004]風(fēng)力發(fā)電機(jī)組屬于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，其旋轉(zhuǎn)裝置位于塔基的頂部，與傳統(tǒng)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置位于地面有顯著的區(qū)別；同時(shí)由于外部風(fēng)速的隨機(jī)性和波動(dòng)性，其運(yùn)行工況也復(fù)雜多變，常常出現(xiàn)突發(fā)性、偶然性、間歇性大系統(tǒng)多組件耦合性故障，而傳統(tǒng)的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行工況相對單一，故障多表現(xiàn)為傳動(dòng)系統(tǒng)疲勞損傷和老化性故障。因此，在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電狀態(tài)評估及故障診斷時(shí)，需要結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行原理、整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)、整機(jī)控制技術(shù)等綜合診斷，其故障特征也相對于傳統(tǒng)的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障特征更為復(fù)雜。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通常只監(jiān)測機(jī)艙傳動(dòng)鏈關(guān)鍵點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)，通過對監(jiān)控的振動(dòng)信號(hào)分析處理，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評估，組件環(huán)節(jié)壽命預(yù)測，故障隱患挖掘等功能?，F(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方法主要存在以下問題:
1、無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控:風(fēng)力發(fā)電區(qū)別于傳統(tǒng)的火電、水電，單機(jī)裝機(jī)容量較小，是典型的分布式供能。對于在風(fēng)電場內(nèi)各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝布置風(fēng)電狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，需要在各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)分別構(gòu)建傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)采用上位監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理架構(gòu)，即各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組直接將狀態(tài)監(jiān)控信息傳輸給上位監(jiān)控系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理，由于風(fēng)電場內(nèi)各臺(tái)機(jī)組實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)量龐大，受制于上位系統(tǒng)監(jiān)控信息處理速度以及監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理架構(gòu)體系不能有效的實(shí)現(xiàn)連續(xù)狀態(tài)監(jiān)控，難以實(shí)現(xiàn)對突發(fā)性、偶然性、間歇性故障信號(hào)的有效監(jiān)控。
[0006]2、無法實(shí)現(xiàn)多類型信號(hào)接入:現(xiàn)有風(fēng)電狀態(tài)監(jiān)控主要以機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測為主，由于監(jiān)控信息接入種類不全，不能實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)械設(shè)備全息化狀態(tài)信息綜合有效獲取，對風(fēng)電整機(jī)運(yùn)行狀態(tài)難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確評估。在現(xiàn)有其它已知技術(shù)中，除了振動(dòng)信息以外，包括安防、視頻、音頻、溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、載荷、應(yīng)力、油品油質(zhì)等信息均可以在一定程度上反映風(fēng)電機(jī)組及相關(guān)核心組件運(yùn)行狀態(tài)，因此通過多類型信號(hào)接入，構(gòu)建完善的傳感器信號(hào)采集網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)一步提升風(fēng)電狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，既可以采集監(jiān)控直接接觸式傳感器數(shù)據(jù)也可以采集監(jiān)控非直接接觸式監(jiān)控信息，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評估，組件環(huán)節(jié)壽命預(yù)測，故障隱患挖掘，其特征在于:由下至上分為位于風(fēng)電機(jī)組中的傳感器網(wǎng)絡(luò)層a、位于機(jī)艙內(nèi)部的前端數(shù)據(jù)處理層b、位于風(fēng)電場中控室的后端數(shù)據(jù)處理層c以及位于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d組成。
[0008]所述傳感器網(wǎng)絡(luò)層a采集風(fēng)電機(jī)組不同類型的狀態(tài)信息，同時(shí)接收前端數(shù)據(jù)處理層b發(fā)送的控制命令，相應(yīng)的被控傳感器及傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)依據(jù)前端數(shù)據(jù)處理層b發(fā)送的控制信息完成對應(yīng)的控制動(dòng)作及狀態(tài)配置。
[0009]所述前端數(shù)據(jù)處理層b對所接收傳感器網(wǎng)絡(luò)層a的傳感器監(jiān)控信息進(jìn)行處理后，通過工業(yè)現(xiàn)場總線將處理后信息發(fā)送至后端數(shù)據(jù)處理層c的后端處理器；同時(shí)前端數(shù)據(jù)處理層b也向傳感器網(wǎng)絡(luò)層a發(fā)送相關(guān)控制配置信息，并接收后端數(shù)據(jù)處理層c發(fā)送的控制信息。
[0010]所述前端數(shù)據(jù)處理層b由分布在各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙的前端處理器構(gòu)成，前端處理器功能包括但不僅限于數(shù)據(jù)預(yù)處理功能、自檢功能、突發(fā)故障處理功能、本地報(bào)警功能、邏輯控制功能以及數(shù)據(jù)雙向通訊功能。
[0011]所述后端數(shù)據(jù)處理層c主要接收前端數(shù)據(jù)處理層b的機(jī)組監(jiān)控信息，同時(shí)通過后端處理器發(fā)送對前端數(shù)據(jù)處理層b的控制信息，實(shí)現(xiàn)與前端數(shù)據(jù)處理層b的雙向通訊；此夕卜，后端數(shù)據(jù)處理層C還將后端處理器處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d，并接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d發(fā)送的通訊訪問及控制信號(hào)。
[0012]所述后端數(shù)據(jù)處理層c包括但不僅限于設(shè)置在風(fēng)電場中控室的后端處理器、后端數(shù)據(jù)庫及人機(jī)交互平臺(tái)。
[0013]通過后端處理器實(shí)現(xiàn)功能包括但不僅限于機(jī)械故障智能診斷功能、基于實(shí)時(shí)監(jiān)控信息變化趨勢的優(yōu)化維護(hù)維修功能、應(yīng)急調(diào)度指揮功能。
[0014]所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d接收所有位于不同風(fēng)電現(xiàn)場的后端數(shù)據(jù)處理層c發(fā)送的風(fēng)電場監(jiān)控信息，同時(shí)通過遠(yuǎn)程服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對后端數(shù)據(jù)處理層c的訪問操作；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d包括但不僅限于設(shè)置在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程服務(wù)器、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫、專家咨詢平臺(tái)及客戶服務(wù)平臺(tái)。
[0015]本發(fā)明所述一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是一種應(yīng)用分布式計(jì)算、具有分層遞階架構(gòu)體系的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分布式供能特點(diǎn)及全息化海量實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控需求的多層級控制功能優(yōu)化。所述一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)不僅限于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控，也可以廣泛應(yīng)用于其它分布式全狀態(tài)信息綜合獲取的集中智能監(jiān)控場合。
[0016]【專利附圖】

【附圖說明】圖1為一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明提供一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，所述一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)由下至上分為位于風(fēng)電機(jī)組中的傳感器網(wǎng)絡(luò)層a、位于機(jī)艙內(nèi)部的前端數(shù)據(jù)處理層b、位于風(fēng)電場中控室的后端數(shù)據(jù)處理層c以及位于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d四級。
[0018]傳感器網(wǎng)絡(luò)層a主要通過分布在各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控風(fēng)電機(jī)組及其組件實(shí)時(shí)狀態(tài)，并在傳感器網(wǎng)絡(luò)層a實(shí)現(xiàn)直接感知對象物理性狀變量的直接狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和反映對象外觀性狀的視頻狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)復(fù)合構(gòu)成。傳感器網(wǎng)絡(luò)層a傳感器監(jiān)控信息包括直接狀態(tài)測量信息， 包括但不僅限于振動(dòng)、安防，溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、載荷、應(yīng)力、油品油質(zhì)信息等，和視頻狀態(tài)測量信息，包括但不僅限于視頻、音頻信息等，傳感器網(wǎng)絡(luò)層a將監(jiān)控信息發(fā)送至前端數(shù)據(jù)處理層b。傳感器網(wǎng)絡(luò)層a同時(shí)接收前端數(shù)據(jù)處理層b發(fā)送的控制命令，相應(yīng)的被控傳感器及傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)依據(jù)前端數(shù)據(jù)處理層b發(fā)送的控制信息完成對應(yīng)的控制動(dòng)作及狀態(tài)配置。
[0019]前端數(shù)據(jù)處理層b由分布在各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙的前端處理器構(gòu)成，前端處理器功能包括但不僅限于FlOl數(shù)據(jù)預(yù)處理功能、F102自檢功能、F103突發(fā)故障處理功能、F104本地報(bào)警功能、F105邏輯控制功能以及F106數(shù)據(jù)雙向通訊功能。
[0020]前端處理器中FlOl數(shù)據(jù)預(yù)處理功能包括但不僅限于信號(hào)調(diào)理及數(shù)據(jù)濾波子功能、有效數(shù)據(jù)篩選子功能和數(shù)據(jù)壓縮子功能。其中，信號(hào)調(diào)理及數(shù)據(jù)濾波子功能包括但不僅限于對傳感器網(wǎng)絡(luò)層a的監(jiān)控信息依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行必要的信號(hào)處理，使監(jiān)控信息轉(zhuǎn)化為符合系統(tǒng)需求的數(shù)字信息；有效數(shù)據(jù)篩選子功能包括但不僅限于根據(jù)機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)及相關(guān)監(jiān)控信息智能識(shí)別有效監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對無效監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行篩除；數(shù)據(jù)壓縮處理子功能包括但不僅限于實(shí)現(xiàn)對向后端數(shù)據(jù)處理層c傳輸數(shù)據(jù)的有效智能壓縮，提高數(shù)據(jù)傳輸效率及可靠性。
[0021]前端處理器中F102自檢功能包括但不僅限于監(jiān)控設(shè)備開機(jī)巡檢子功能、監(jiān)控設(shè)備定期巡檢子功能、監(jiān)控設(shè)備觸發(fā)式巡檢子功能、監(jiān)控設(shè)備故障自診斷子功能、監(jiān)控設(shè)備故障自恢復(fù)子功能。其中，開機(jī)巡檢子功能是指在設(shè)備開機(jī)時(shí)檢查前端處理器各組件模塊狀態(tài)；監(jiān)控設(shè)備定期巡檢子功能是指通過設(shè)置巡檢周期定時(shí)對前端處理器各組件模塊進(jìn)行檢查；監(jiān)控設(shè)備觸發(fā)式巡檢子功能是指通過設(shè)置觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)達(dá)到觸發(fā)條件(如外部指令信息，邏輯觸發(fā)等)自動(dòng)對前端處理器各組件模塊進(jìn)行檢查；監(jiān)控設(shè)備故障自診斷子功能是指通過邏輯判斷智能推理等方法依據(jù)巡檢信息智能對前端處理器進(jìn)行故障判斷；監(jiān)控設(shè)備故障自恢復(fù)子功能是指依據(jù)對前端處理器故障自診斷信息對可恢復(fù)故障調(diào)用預(yù)存的自動(dòng)故障處理程序?qū)崿F(xiàn)故障自愈。
[0022]前端處理器中F103突發(fā)故障處理功能包括但不僅限于突發(fā)故障識(shí)別子功能、突發(fā)故障數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)子功能；其中，突發(fā)故障識(shí)別子功能是指根據(jù)監(jiān)控信息以及相關(guān)機(jī)組狀態(tài)信息智能識(shí)別突發(fā)性、偶然性、間歇性故障；突發(fā)故障數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)子功能是指當(dāng)判斷發(fā)生突發(fā)故障時(shí)，對突發(fā)故障信息進(jìn)行本地實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。
[0023]前端處理器中F104本地報(bào)警功能包括但不僅限于監(jiān)控狀態(tài)超閾值報(bào)警子功能、突發(fā)故障報(bào)警子功能、監(jiān)控設(shè)備異常報(bào)警子功能。其中，監(jiān)控狀態(tài)超閾值報(bào)警子功能主要是指，前端處理器依據(jù)一次監(jiān)控變量或經(jīng)過簡單數(shù)據(jù)處理的二次監(jiān)控變量信息，對比設(shè)定的報(bào)警閾值對監(jiān)控信息進(jìn)行實(shí)時(shí)前端本地報(bào)警觸發(fā)；突發(fā)故障報(bào)警子功能主要是指當(dāng)前端處理器識(shí)別出短時(shí)性突發(fā)故障后對故障進(jìn)行本地報(bào)警觸發(fā)；監(jiān)控設(shè)備異常報(bào)警子功能主要是指當(dāng)前端處理器自檢診斷判斷出監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行的報(bào)警觸發(fā)。
[0024]前端處理器中F105邏輯控制功能包括但不僅限于監(jiān)控設(shè)備流程控制子功能、監(jiān)控設(shè)備應(yīng)急控制子功能、傳感器網(wǎng)絡(luò)層a監(jiān)控設(shè)備控制子功能；其中，監(jiān)控設(shè)備流程控制子功能主要是指在前端處理器實(shí)現(xiàn)正常數(shù)據(jù)采集監(jiān)控時(shí)，其成套設(shè)備實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)等正常邏輯流程控制；監(jiān)控設(shè)備應(yīng)急控制子功能包括但不僅限于在緊急故障情況下(如電網(wǎng)嚴(yán)重故障、風(fēng)電設(shè)備嚴(yán)重故障等)監(jiān)控設(shè)備采用的應(yīng)急邏輯控制；傳感器網(wǎng)絡(luò)層a監(jiān)控設(shè)備控制子功能主要是指通過邏輯控制實(shí)現(xiàn)控制傳感器網(wǎng)絡(luò)層a的監(jiān)控設(shè)備并實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的配置。
[0025]前端處理器中F106數(shù)據(jù)雙向通訊功能主要包括但不僅限于與傳感器網(wǎng)絡(luò)層a雙向通訊子功能、與后端數(shù)據(jù)處理層c雙向通訊子功能以及與無線終端雙向通訊子功能。其中，前端處理器與傳感器網(wǎng)絡(luò)層a雙向通訊子功能主要是指前端處理器可以實(shí)現(xiàn)接收傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送監(jiān)控信號(hào)，同時(shí)前端處理器也可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)將傳感器控制配置信息發(fā)送至傳感器網(wǎng)絡(luò)層a ;前端處理器與后端數(shù)據(jù)處理層c雙向通訊子功能主要是指前端處理器可以將前端處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至后端數(shù)據(jù)處理層C，同時(shí)也接收后端數(shù)據(jù)處理層c發(fā)出的相關(guān)控制信息；前端處理器與無線終端雙向通訊子功能主要是指前端處理器可以將相關(guān)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至無線終端，同時(shí)接收無線終端控制查詢操作，實(shí)現(xiàn)基于無線終端的交互操控。
[0026]前端數(shù)據(jù)處理層b對所接收傳感器網(wǎng)絡(luò)層a傳感器監(jiān)控信息進(jìn)行處理后(包括突發(fā)故障數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)信息)，通過工業(yè)現(xiàn)場總線將處理后信息發(fā)送至后端數(shù)據(jù)處理層c的后端處理器；同時(shí)前端數(shù)據(jù)處理層b也向傳感器網(wǎng)絡(luò)層a發(fā)送相關(guān)控制配置信息，并接收后端數(shù)據(jù)處理層c發(fā)送的控制信息。
[0027]后端數(shù)據(jù)處理層c主要接收前端數(shù)據(jù)處理層b的機(jī)組監(jiān)控信息，同時(shí)通過后端處理器發(fā)送對前端數(shù)據(jù)處理層b的控制信息，實(shí)現(xiàn)與前端數(shù)據(jù)處理層b的雙向通訊；此外，后端數(shù)據(jù)處理層c還將后端處理器處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d，并接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d發(fā)送的通訊訪問及控制信號(hào)。后端數(shù)據(jù)處理層c包括但不僅限于設(shè)置在風(fēng)電場中控室的后端處理器、后端數(shù)據(jù)庫及人機(jī)交互平臺(tái)。后端數(shù)據(jù)處理層c的核心為后端處理器，通過后端處理器實(shí)現(xiàn)功能包括但不僅限于F2101機(jī)械故障智能診斷功能、F2102基于實(shí)時(shí)監(jiān)控信息變化趨勢的優(yōu)化維護(hù)維修功能、F2103應(yīng)急調(diào)度指揮功能。
[0028]F2101機(jī)械故障智能診斷功能主要是指通過對前端數(shù)據(jù)處理層b采集數(shù)據(jù)分析，通過模式識(shí)別軟件智能自動(dòng)識(shí)別風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械故障，同時(shí)針對識(shí)別故障給出故障處理意見。
[0029]F2102基于監(jiān)控信息變化趨勢的優(yōu)化維護(hù)維修功能主要是指通過連續(xù)監(jiān)測指定變量，基于指定變量在一定時(shí)間范圍內(nèi)的變化值，對變化值較大的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)維修。
[0030]F2103應(yīng)急調(diào)度指揮功能主要是指在風(fēng)電場中控室內(nèi)通過視頻、音頻、控制操作等直接與風(fēng)電運(yùn)營維護(hù)現(xiàn)場進(jìn)行交互，處理風(fēng)電現(xiàn)場緊急情況。
[0031]后端數(shù)據(jù)處理層c的后端數(shù)據(jù)庫主要用于存儲(chǔ)由后端處理器處理后的風(fēng)電監(jiān)控信息，包括但不僅限于振動(dòng)、安防，溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、載荷、應(yīng)力、油品油質(zhì)信息等直接接觸測量信息和視頻、音頻等非直接接觸測量信息，同時(shí)也包括各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的歷史報(bào)警信息、維護(hù)維修記錄、保養(yǎng)記錄等。
[0032]后端數(shù)據(jù)處理層c的人機(jī)交互平臺(tái)主要是將監(jiān)控的視頻、音頻以及其它直接接觸式傳感器測量信息綜合集中友好化顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)中控室監(jiān)控調(diào)度人員與風(fēng)電狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)本地信息交互及手動(dòng)控制功能。人機(jī)交互平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)功能包括但不僅限于F2201辦公自動(dòng)化功能、F2202數(shù)據(jù)通訊功能、F2203信號(hào)處理功能和F2204遠(yuǎn)程控制功能等。
[0033]F2201辦公自動(dòng)化功能主要是針對視頻、音頻等非直接接觸式傳感器測量信息的實(shí)時(shí)視頻、音頻交互功能；針對直接接觸式傳感器測量信息實(shí)現(xiàn)界面圖形化顯示、數(shù)據(jù)對比統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、打印、查詢、郵件發(fā)送等基本功能。
[0034]F2202數(shù)據(jù)通訊功能主要是指通過人機(jī)交互平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d、前端數(shù)據(jù)處理層b實(shí)現(xiàn)雙向通訊，同時(shí)數(shù)據(jù)通訊功能還包括與遠(yuǎn)程無線終端實(shí)現(xiàn)的無線雙向通訊功能。
[0035]F2203信號(hào)處理功能主要是指在人機(jī)交互平臺(tái)上基于人工操作實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控信號(hào)的數(shù)據(jù)處理分析及繪圖操作。
[0036]F2204遠(yuǎn)程控制功能主要是在人機(jī)交互平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對前端數(shù)據(jù)處理層b相關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制操作。
[0037]遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d接收所有位于不同風(fēng)電現(xiàn)場的后端數(shù)據(jù)處理層c發(fā)送的風(fēng)電場監(jiān)控信息，同時(shí)通過遠(yuǎn)程服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對后端數(shù)據(jù)處理層c的訪問及遠(yuǎn)程控制操作。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層d包括但不僅限于P301設(shè)置在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程服務(wù)器、P302遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫、P303專家咨詢平臺(tái)及P304客戶服務(wù)平臺(tái)。
[0038]P301遠(yuǎn)程服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)對個(gè)監(jiān)控風(fēng)電場監(jiān)控信息的處理功能，包括但不僅限于信息篩選、統(tǒng)計(jì)、查詢、報(bào)表、顯示功能。
[0039]P302遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫主要實(shí)現(xiàn)對各監(jiān)控風(fēng)電場監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及歷史查詢功能。
[0040]P303專家咨詢平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)通過人工咨詢服務(wù)，完成客戶的高端或定制化風(fēng)電場運(yùn)營保障相關(guān)技術(shù)咨詢。包括但不僅限于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組疑難雜癥故障診斷、備品備件策略、組件壽命預(yù)測、維護(hù)維修資源優(yōu)化調(diào)度等。
[0041]P304客戶服務(wù)平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)包括但不僅限于受理業(yè)務(wù)投訴、意見反饋、客戶回訪、技術(shù)咨詢服務(wù)定制等功能。
[0042]所訴一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其傳感器網(wǎng)絡(luò)層a將監(jiān)控信息以模擬量、數(shù)字量、脈沖信號(hào)的方式通過I/o、現(xiàn)場總線方式將監(jiān)控信息傳輸至前端數(shù)據(jù)處理層b。傳感器網(wǎng)絡(luò)層a接收前端數(shù)據(jù)處理層b發(fā)送的控制命令，控制信息主要包括傳感器啟停、通訊速率、采樣精度、視頻傳感器拍攝角度等。
[0043]所述一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)充分滿足風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)典型分布式裝機(jī)需求，基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本地信息處理，有效克服了上位監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器性能以及通訊網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸限制，進(jìn)一步豐富了傳感器接入類型和接入數(shù)量，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全息化狀態(tài)監(jiān)控，從整體大幅度提升狀態(tài)監(jiān)控效率，確保風(fēng)電場健康穩(wěn)定運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，既可以采集監(jiān)控直接接觸式傳感器數(shù)據(jù)也可以采集監(jiān)控非直接接觸式監(jiān)控信息，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評估，組件環(huán)節(jié)壽命預(yù)測，故障隱患挖掘，其特征在于:由下至上分為位于風(fēng)電機(jī)組中的傳感器網(wǎng)絡(luò)層(a)、位于機(jī)艙內(nèi)部的前端數(shù)據(jù)處理層(b)、位于風(fēng)電場中控室的后端數(shù)據(jù)處理層(c)以及位于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層(d)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器網(wǎng)絡(luò)層(a)采集風(fēng)電機(jī)組不同類型的狀態(tài)信息，同時(shí)接收前端數(shù)據(jù)處理層(b)發(fā)送的控制命令，相應(yīng)的被控傳感器及傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)依據(jù)前端數(shù)據(jù)處理層(b)發(fā)送的控制信息完成對應(yīng)的控制動(dòng)作及狀態(tài)配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述前端數(shù)據(jù)處理層(b)對所接收傳感器網(wǎng)絡(luò)層(a)傳感器監(jiān)控信息進(jìn)行處理后，通過工業(yè)現(xiàn)場總線將處理后信息發(fā)送至后端數(shù)據(jù)處理層(C)的后端處理器；同時(shí)前端數(shù)據(jù)處理層(b)也向傳感器網(wǎng)絡(luò)層(a)發(fā)送相關(guān)控制配置信息，并接收后端數(shù)據(jù)處理層(C)發(fā)送的控制信肩、O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述前端數(shù)據(jù)處理層(b)由分布在各臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙的前端處理器構(gòu)成，前端處理器功能包括但不僅限于數(shù)據(jù)預(yù)處理功能、自檢功能、突發(fā)故障處理功能、本地報(bào)警功能、邏輯控制功能以及數(shù)據(jù)雙向通訊功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述后端數(shù)據(jù)處理層(C)主要接收前端數(shù)據(jù)處理層(b)的機(jī)組監(jiān)控信息，同時(shí)通過后端處理器發(fā)送對前端數(shù)據(jù)處理層(b)的控制信息，實(shí)現(xiàn)與前端數(shù)據(jù)處理層(b)的雙向通訊；此外，后端數(shù)據(jù)處理層(C)還將后端處理器處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層(d)，并接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層(d)發(fā)送的通訊訪問及控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述后端數(shù)據(jù)處理層(C)包括但不 僅限于設(shè)置在風(fēng)電場中控室的后端處理器、后端數(shù)據(jù)庫及人機(jī)交互平臺(tái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求[I]所述的后端處理器，其特征在于:通過后端處理器實(shí)現(xiàn)功能包括但不僅限于機(jī)械故障智能診斷功能、基于實(shí)時(shí)監(jiān)控信息變化趨勢的優(yōu)化維護(hù)維修功能、應(yīng)急調(diào)度指揮功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層(d)接收所有位于不同風(fēng)電現(xiàn)場的后端數(shù)據(jù)處理層(C)發(fā)送的風(fēng)電場監(jiān)控信息，同時(shí)通過遠(yuǎn)程服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對后端數(shù)據(jù)處理層(c)的訪問操作；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信層(d)包括但不僅限于設(shè)置在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程服務(wù)器、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫、專家咨詢平臺(tái)及客戶服務(wù)平臺(tái)。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK103742358SQ201310720834
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】劉展, 賈利民, 易頔, 龐宇, 雷濤, 童亦斌 申請人:青海能高新能源有限公司, 北京能高自動(dòng)化技術(shù)股份有限公司