本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著全球能源的不斷枯竭，綠色能源發(fā)電越來越受重視，其中，風力發(fā)電就是其中主要的一種發(fā)電形式。

眾所周知，風電機組的部件(包括機械部件和電氣部件)在現(xiàn)場運行過程中，隨著時間、環(huán)境和運行工況的變化容易出現(xiàn)一些裂紋、瑕疵和油脂泄露等現(xiàn)象，例如機械部件的疲勞裂紋等。如果不及時發(fā)現(xiàn)這些影響運行安全的現(xiàn)象將造成很大的安全風險。

現(xiàn)有技術(shù)中對于風力發(fā)電機組檢測的方式主要包括：超聲波探測和激光探傷等。

但是，這兩種方式成本較高，而且受應用環(huán)境的影響具有局限性，很難普及應用。一般還是由人工參與檢測，這樣既浪費人力資源，又不能滿足在線實時檢測和自動識別報警。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)及方法，能夠自動監(jiān)測風電場內(nèi)風電機組的部件是否出現(xiàn)裂紋、瑕疵和油脂泄露等問題，及時排除安全隱患，保障風電場內(nèi)各風電機組的正常運行。

本發(fā)明實施例提供一種監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)，包括：采集單元、傳輸單元和控制單元；

所述采集單元裝設(shè)于風電場的風力發(fā)電機組上，用于獲取被測組件的圖像或視頻；一個所述被測組件對應一個所述采集單元，每個所述采集單元具有唯一標識碼以表征所述采集單元與被測組件的對應關(guān)系；

所述傳輸單元，用于接收所述采集單元獲取的所述圖像或視頻，并將所述圖像或視頻傳輸給所述控制單元；

所述控制單元，用于對所述圖像或視頻進行特征量提取，將提取的特征量與對應的參考特征量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述被測組件是否發(fā)生故障，當判斷所述被測組件發(fā)生故障時進行報警；所述控制單元預先存儲每個所述被測組件的參考特征量與所述采集單元的唯一標識碼的對應關(guān)系。

優(yōu)選地，所述采集單元包括無線相機和無線發(fā)射器；

每個所述風力發(fā)電機組上設(shè)置至少一個所述無線相機，每個所述無線相機具有所述唯一標識碼；

每個所述風力發(fā)電機組上設(shè)置一個無線發(fā)射器；

所述無線相機和所述無線發(fā)射器均設(shè)置于所述風力發(fā)電機組的旋轉(zhuǎn)組件上；

所述無線相機，用于將采集的被測組件的圖像或視頻以無線形式發(fā)送給所述無線發(fā)射器；

所述無線發(fā)射器，用于以無線形式發(fā)射該風力發(fā)電機組上所有所述無線相機獲取的圖像或視頻。

優(yōu)選地，所述無線相機和所述無線發(fā)射器設(shè)置于所述風力發(fā)電機組的葉輪內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述傳輸單元包括：無線接收器和以太網(wǎng)交換機；

每個所述風力發(fā)電機組上設(shè)置一個所述無線接收器和一個所述以太網(wǎng)交換機；

所述無線接收器和以太網(wǎng)交換機設(shè)置于所述風力發(fā)電機組的非旋轉(zhuǎn)組件上；

所述無線接收器，用于以無線形式接收該風力發(fā)電機組上的無線發(fā)射器發(fā)射的圖像或視頻，并將該圖像或視頻發(fā)送給該風力發(fā)電機組的以太網(wǎng)交換機；

所述以太網(wǎng)交換機，用于將接收的圖像或視頻通過以太網(wǎng)發(fā)送給所述控制單元。

優(yōu)選地，所述無線接收器設(shè)置于所述風力發(fā)電機組的機艙內(nèi)部；

所述以太網(wǎng)交換機設(shè)置于塔筒內(nèi)部；

所述無線接收器和所述以太網(wǎng)交換機通過有線以太網(wǎng)進行通信。

優(yōu)選地，所述控制單元，用于當判斷所述被測組件發(fā)生故障時進行報警，具體為：

所述控制單元根據(jù)所述被測組件對應的無線相機的唯一標識碼確定所述無線相機位于的風力發(fā)電機組編號以及所述被測組件的名稱和安裝位置。

優(yōu)選地，所述控制單元為位于風電場環(huán)網(wǎng)的遠程監(jiān)控中心的服務器；

所述服務器，用于接收所述風電場環(huán)網(wǎng)內(nèi)的所有風力發(fā)電機組上的被測組件對應的圖像或視頻，當判斷被測組件發(fā)生故障時，向該被測組件對應的故障風力發(fā)電機組發(fā)送保護指令，以控制所述故障風力發(fā)電機組上的保護機構(gòu)執(zhí)行對應的保護動作。

優(yōu)選地，所述控制單元為位于單臺風力發(fā)電機機組上的控制器；

所述控制器，用于接收本風力發(fā)電機組上的所有被測組件對應的圖像或視頻，當判斷所述被測組件發(fā)生故障時通知該風力發(fā)電機組的保護機構(gòu)執(zhí)行對應的保護動作。

優(yōu)選地，所述故障包括以下中的至少一種：裂紋、瑕疵、變形和油脂泄露。

本發(fā)明實施例還提供一種監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的方法，利用所述的系統(tǒng)對風力發(fā)電機組上的組件進行監(jiān)測，包括：

利用采集單元獲取被測組件的圖像或視頻；

利用傳輸單元將所述圖像或視頻傳輸給控制單元；

所述控制單元對所述圖像或視頻進行特征量提取，將提取的特征量與對應的參考特征量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷所述被測組件是否發(fā)生故障，當判斷所述被測組件發(fā)生故障時進行報警。

優(yōu)選地，還包括：

當判斷所述被測組件發(fā)生故障時，向該被測組件對應的風力發(fā)電機組發(fā)送保護指令，以控制風力發(fā)電機組上的保護機構(gòu)執(zhí)行對應的保護動作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

利用采集單元采集風電場中風電機組上組件的圖像或視頻，將該圖像或視頻發(fā)送給控制單元，控制單元提取圖像或視頻中的特征量，與預先獲得的參考特征量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷組件是否發(fā)生故障，當判斷發(fā)生故障時進行報警，讓維修人員及時對故障組件進行檢修或更換。該系統(tǒng)可以自動監(jiān)測機組上組件的安全狀態(tài)，從而及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，避免發(fā)生嚴重事故，提高了風電場的發(fā)電效率。該方法無需人工值守，效率比較高。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例一示意圖；

圖2a為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例二的一種示意圖；

圖2b為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場安全的系統(tǒng)實施例二的另一種示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例三示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例四示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的方法實施例一流程圖。

附圖標號說明：

100-采集單元；200-傳輸單元；300-控制單元；301-服務器；302-控制器；101-第一無線相機；102-第二無線相機；103-無線發(fā)射器；201-無線接收器；202-以太網(wǎng)交換機。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的實施例的技術(shù)方案不局限于裂紋、瑕疵和油脂泄露污染面的監(jiān)測和報警，可用于監(jiān)測外觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的各種應用。為描述方便，以下將風力發(fā)電機組簡稱為機組。

系統(tǒng)實施例一：

參見圖1，該圖為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例一示意圖。

需要說明的是，被測組件的故障包括但不限于裂紋、瑕疵、大變形和油脂泄露等。只要被測組件現(xiàn)在的表面與初始狀態(tài)時對應的表面發(fā)生了變化，即可采用本發(fā)明提供的方法進行監(jiān)測和預警。

其中，裂紋和瑕疵現(xiàn)象主要是針對機械部件和電氣部件在機組長時間的運行過程中出現(xiàn)的疲勞裂紋損傷或因為環(huán)境變化帶來的影響。例如鹽霧腐蝕導致組件發(fā)生銹蝕。溫濕度變化導致電氣組件表面發(fā)生了較大變化等。

油脂泄露：一般是軸承油脂泄露，液壓站液壓油泄露或是齒輪箱油泄露，采集的數(shù)據(jù)一般為在易漏油的接口處的圖像或視頻。

對于圖像采集以及特征量提取，優(yōu)選組件發(fā)生故障的早期。例如裂紋故障，一般情況下裂紋是疲勞損傷引起的，在早期和中期的擴展速率相對緩慢，一旦擴展到晚期，在遇到大載荷情況更容易發(fā)生瞬間斷裂。因此越早捕捉到裂紋故障，越有利于維護工作的開展，早期的故障可盡早修復，不僅爭取到維護時間，同時避免次生事故的發(fā)生。

另外，對于故障的類型采取的圖像處理方式均是相同的。例如裂紋、瑕疵和油脂泄露污染面等，均采用直方圖修正算法獲取灰度閾值，即灰度閾值需經(jīng)過迭代剪枝圖像分割算法多次迭代計算來確定。

本實施例提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)，包括：采集單元100、傳輸單元200和控制單元300；

采集單元100裝設(shè)于風電場的風力發(fā)電機組上，用于獲取被測組件的圖像或視頻；一個被測組件對應一個采集單元100；每個采集單元100具有唯一標識碼以表征采集單元100與被測組件的對應關(guān)系；

需要說明的是，采集單元100采集圖像或視頻的頻率可以根據(jù)需要來設(shè)定，由于機組上的被測組件出現(xiàn)瑕疵都是緩變量，因此對采樣頻率要求不高，可以根據(jù)被測組件的裂紋或瑕疵擴展情況設(shè)置采樣頻率。

采集單元100采集的是圖像還是視頻，也可以根據(jù)需要來設(shè)置，本實施例中不做具體限定。例如，可以間隔預設(shè)時間段采集一次圖像，也可以采集預設(shè)時間段內(nèi)的視頻。

可以理解的是，機組上需要監(jiān)測的組件可能為多個，例如：葉片、輪轂、變槳軸承和柜體內(nèi)部的電氣零部件等均需要監(jiān)測。此時每個被測組件需要對應一個采集單元。

并且，每個采集單元需要具有唯一標識碼，以便于控制單元收到多個圖像時，區(qū)分圖像的來源以及圖像對應的被測組件。

唯一標識碼可以代表采集單元的身份，例如可以使用采集單元的序列號作為唯一標識碼。

如果，多個被測組件共同使用一個采集單元則后續(xù)處理圖像時，不便于區(qū)分圖像對應的被測組件。因此，每個被測組件使用一個采集單元便于后續(xù)對圖像的識別。

傳輸單元200，用于接收采集單元100獲取的圖像或視頻，并將圖像或視頻傳輸給控制單元300；

可以理解的是，采集單元100發(fā)送的圖像或視頻中攜帶自身的唯一標識碼。

可以理解的是，一般為了節(jié)省成本和控制難度，可以多個機組共用一個控制單元300。如果不考慮成本和控制的復雜度，也可以一個機組單獨使用一個控制單元300。

控制單元300，用于對圖像或視頻進行特征量提取，將提取的特征量(例如零部件的表面裂紋特征量、瑕疵特征量或油脂泄露污染面特征量等)與對應的參考特征量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷被測組件是否發(fā)生故障，當判斷被測組件發(fā)生故障時進行報警；控制單元300預先存儲每個被測組件的參考特征量與采集單元的唯一標識碼的對應關(guān)系。

可以理解的是，報警的形式可以為自動報警推送。當裂紋、瑕疵或油脂泄露現(xiàn)象辨識后，通過聲音或圖形界面在本地服務器顯示報警信息，或是將報警信息接入風電場監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA，Supervisory Control And Data Acquisition)，由SCADA來推送報警信息至總部服務器并記錄。

需要說明的是，每個被測組件的參考特征量是預先已經(jīng)獲得的，即在被測組件處于正常狀態(tài)時采集的圖像或視頻(例如被測組件剛出廠還未使用時的狀態(tài))，從正常狀態(tài)時采集的圖像中提取特征量，將該特征量作為參考特征量，將該參考特征量與該被測組件對應的采集單元的唯一標識碼對應保存。即被測組件、采集單元的唯一標識碼以及被測組件的參考特征量這三者均具有一一對應關(guān)系?？刂茊卧獜氖盏降膱D像中攜帶的唯一標識碼可以獲知該圖像對應的被測組件的參考特征量。

可以理解的是，控制單元300保存的被測組件包括被測組件的名稱、安裝位置以及對應的機組編號。

控制單元300提取特征量可以使用有關(guān)的圖像處理算法來實現(xiàn)，例如邊緣化檢測、二值化處理、直方圖修正、圖像濾波和分割等算法?？梢岳斫獾氖牵瑢τ趫D像處理的算法均是目前的成熟技術(shù)，可以利用現(xiàn)有技術(shù)中對圖像處理的方法來實現(xiàn)，本實施例中將不做具體介紹。

本實施例提供的系統(tǒng)，利用采集單元采集風電場中機組上組件的圖像或視頻，將該圖像或視頻發(fā)送給控制單元，控制單元提取圖像或視頻中的特征量，與預先獲得的參考特征量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷組件是否發(fā)生故障，當判斷發(fā)生故障時進行報警，讓維修人員及時對故障組件進行檢修或更換。該系統(tǒng)可以自動監(jiān)測機組上組件的安全狀態(tài)，從而及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，避免發(fā)生嚴重事故，提高了風電場的發(fā)電效率。

需要說明的是，采集單元可以通過無線相機來實現(xiàn)，也可以通過有線相機來實現(xiàn)。由于風力發(fā)電機組包括旋轉(zhuǎn)部分和非旋轉(zhuǎn)部分，一般采集單元位于旋轉(zhuǎn)部分，為了圖像傳遞的便捷性，優(yōu)選利用無線相機來采集圖像。可以理解的是，也可以利用有線相機來實現(xiàn)圖像采集，但是此時的圖像傳輸需要利用導電滑環(huán)傳輸，將加大信號傳遞的難度。

系統(tǒng)實施例二：

參見圖2a和圖2b，該圖為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例二的示意圖。

需要說明的是，控制單元可以位于機組上，也可以位于遠程監(jiān)控中心。當控制單元位于機組上時，仍然需要將報警信息發(fā)送給遠程監(jiān)控中心的服務器，以通知監(jiān)控人員。

如圖2a所示，控制單元為位于風電場環(huán)網(wǎng)的遠程監(jiān)控中心的服務器301。

服務器301，用于接收風電場環(huán)網(wǎng)內(nèi)的所有機組上的被測組件對應的圖像或視頻，當判斷被測組件發(fā)生故障時，向該被測組件對應的機組發(fā)送保護指令，以控制機組上的保護機構(gòu)執(zhí)行保護動作。

此時，由服務器301來分析處理圖像，服務器301中預先存儲每個被測組件的參考特征量與采集單元的唯一標識碼的對應關(guān)系。

如圖2b所示，控制單元為位于機組上的控制器302，用于接收本機組上的所有被測組件對應的圖像或視頻，當判斷被測組件發(fā)生故障時控制該機組的保護機構(gòu)執(zhí)行保護動作；控制器302還用于將比較結(jié)果通過發(fā)送給遠程監(jiān)控中心的服務器301。

此時，控制器302中預先存儲每個被測組件的參考特征量與采集單元的唯一標識碼的對應關(guān)系。機組上的控制器302可以實現(xiàn)圖像的處理和比較，并且當根據(jù)比較結(jié)果判斷被測組件發(fā)生故障時進行報警。

對于由機組的控制器302來實現(xiàn)圖像處理的情形，一般要求每臺機組均配備相同的控制器?？刂破?02輸出的報警信息直接發(fā)送給機組控制系統(tǒng)，由機組控制系統(tǒng)根據(jù)報警信息控制保護機構(gòu)執(zhí)行對應的保護動作。

機組控制系統(tǒng)本身具有安全鏈，用來保護機組和輸出報警信息，由于每臺機組和遠程監(jiān)控中心之間保持通信，因此遠程監(jiān)控中心可以直接查詢到報警信息。

相對于由服務器實現(xiàn)圖像處理的情形，由控制器302實現(xiàn)圖像處理雖然多了個硬件實體，成本會增加，但也有其優(yōu)勢，例如圖像信息可以就地處理，不必占用或較少占用風電場的網(wǎng)絡資源，處理結(jié)果直接發(fā)送給機組控制系統(tǒng)，機組控制系統(tǒng)直接進行保護處理，不會因為通訊的問題而耽擱。例如，當機組與服務器之間通訊發(fā)生故障時，將不能及時對發(fā)生故障的被測組件進行保護。

由于服務器301的數(shù)據(jù)計算處理能力遠高于機組上控制器的數(shù)據(jù)計算處理能力，也可以由遠程監(jiān)控中心的服務器301來實現(xiàn)圖像的處理。因此，以下實施例以服務器301作為控制單元來具體說明其工作原理。

可以理解的是，現(xiàn)有技術(shù)的機組上本身就包括控制器，遠程監(jiān)控中心也設(shè)有服務器，但是現(xiàn)有技術(shù)中的控制器和服務器不具備本發(fā)明實施例中以上的功能，無法監(jiān)測被測組件的狀態(tài)。

遠程監(jiān)控中心中的服務器可以同時處理整個風電場環(huán)網(wǎng)內(nèi)的所有機組對應的被測組件的圖像或視頻，風電場環(huán)網(wǎng)一般是通過以太網(wǎng)或光纖進行通訊。

需要說明的是，圖1、圖2a和圖2b均示意了三個采集單元，但是本發(fā)明以上實施例不限制采集單元的個數(shù)，可以根據(jù)實際需要監(jiān)測的被測組件的個數(shù)來設(shè)置。

系統(tǒng)實施例三：

參見圖3，該圖為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例三示意圖。

本實施例中以控制單元位于遠程監(jiān)控中心，采集單元為無線相機和無線發(fā)射器為例進行介紹。

采集單元包括無線相機和無線發(fā)射器；

每個機組上設(shè)置至少一個無線相機，每個無線相機具有唯一標識碼；

每個機組上設(shè)置一個無線發(fā)射器；

無線相機和無線發(fā)射器均設(shè)置于風電場內(nèi)風力發(fā)電機組的旋轉(zhuǎn)組件上；

無線相機，用于將采集的被測組件的圖像或視頻以無線形式發(fā)送給無線發(fā)射器；

無線發(fā)射器，用于以無線形式發(fā)射該機組上所有無線相機獲取的圖像或視頻。

優(yōu)選地，無線相機和無線發(fā)射器設(shè)置于機組的葉輪內(nèi)部。這樣，無線相機可以用于采集旋轉(zhuǎn)組件的圖像。

需要說明的是，無線相機和無線發(fā)射器可以集成在一起，例如，有的無線相機上集成有無線發(fā)射器。當然，無線相機和無線發(fā)射器也可以分別獨立設(shè)置。

可以理解的是，一個機組上一般需要監(jiān)測多個被測組件的狀態(tài)，因此需要設(shè)置多個無線相機，每個被測組件對應設(shè)置一個無線相機。

例如圖3中以兩個無線相機舉例說明，分別為第一無線相機101和第二無線相機102。第一無線相機101具有唯一標識碼A，第二無線相機102具有唯一標識碼B。無線發(fā)射器103將第一無線相機101和第二無線相機102采集的圖像均發(fā)射給無線接收器201，無線接收器201將接收的圖像發(fā)送給以太網(wǎng)交換機202。

相對于無線發(fā)射器103，傳輸單元包括：無線接收器201和以太網(wǎng)交換機202；

每個機組上設(shè)置一個無線接收器201和一個以太網(wǎng)交換機202；

無線接收器201和以太網(wǎng)交換機202設(shè)置于風力發(fā)電機組的非旋轉(zhuǎn)組件上；

無線接收器201，用于以無線形式接收該機組上的無線發(fā)射器103發(fā)射的圖像或視頻，并將該圖像或視頻發(fā)送給該機組的以太網(wǎng)交換機202；

需要說明的是，由于機組較高，高達近百米，而以太網(wǎng)交換機202一般安裝在塔筒內(nèi)部，一般設(shè)置在塔筒的第一層。無線接收器201安裝在機艙內(nèi)，兩者距離太遠，利用無線以太網(wǎng)無法傳遞信號。因此，無線接收器201與以太網(wǎng)交換機202之間是通過有線以太網(wǎng)進行通信，由于無線接收器201與無線發(fā)射器103之間的距離較近，因此可以通過無線以太網(wǎng)傳輸信號。

以太網(wǎng)交換機202，用于將接收的圖像或視頻通過以太網(wǎng)發(fā)送給控制單元。本實施例中控制單元為位于遠程監(jiān)控中心的服務器301。

一般情況下，以太網(wǎng)交換機202是通過光纖將圖像或視頻傳輸給遠程監(jiān)控中心的服務器301。

無線接收器201設(shè)置于機組的機艙內(nèi)部。以太網(wǎng)交換機202設(shè)置于塔筒內(nèi)部，無線接收器201和以太網(wǎng)交換機202通過有線以太網(wǎng)進行通信。

需要說明的是，控制單元，用于當判斷被測組件發(fā)生故障時進行報警，具體為：

控制單元根據(jù)被測組件對應的無線相機的唯一標識碼確定無線相機位于的機組編號以及被測組件的名稱和安裝位置。

可以理解的是，控制單元最終報警時，需要顯示被測組件的名稱、位置、對應的風電場編碼，對應的機組編號等。

另外，本實施例中還包括存儲器，用于存儲被測組件的正常數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)，即包括：參考特征量和采集的圖像，便于后續(xù)查驗?？梢岳斫獾氖?，一般存儲器也位于遠程監(jiān)控中心。

系統(tǒng)實施例四：

參見圖4，該圖為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的系統(tǒng)實施例四示意圖。

本實施例以多個機組對應一個服務器為例進行介紹。例如一個風電場環(huán)網(wǎng)內(nèi)的所有機組共用一個服務器。

可以理解的是，風電場環(huán)網(wǎng)一般包括多個機組，例如，三個或者更多個機組。本實施例中僅以兩個機組為例進行介紹。

從圖4中可以看出，兩個機組的結(jié)構(gòu)完全相同，僅是共用同一個服務器。由于每個無線相機具有唯一標識碼，因此，服務器可以根據(jù)唯一標識碼判斷圖像的來源，即獲知圖像對應的被測組件。

本實施例提供的系統(tǒng)，可以同時檢測多個機組上的組件的狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)有的組件出現(xiàn)問題時，及時報警，從而避免出現(xiàn)嚴重問題，導致發(fā)電效率下降。

基于以上實施例提供的一種監(jiān)測風電場安全的系統(tǒng)，本發(fā)明實施例還提供一種監(jiān)測風電場安全的方法，下面結(jié)合附圖進行詳細的介紹。

參見圖5，該圖為本發(fā)明提供的監(jiān)測風電場內(nèi)風力發(fā)電機組安全的方法實施例一流程圖。

本實施例提供的一種監(jiān)測風力發(fā)電機組安全的方法，利用以上實施例的系統(tǒng)對機組上的組件進行監(jiān)測，包括：

S501：利用采集單元獲取被測組件的圖像或視頻；

S502：利用傳輸單元將圖像或視頻傳輸給控制單元；

S503：控制單元對圖像或視頻進行特征量提取，將提取的特征量與對應的參考特征量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷被測組件是否發(fā)生故障，當判斷被測組件發(fā)生故障時進行報警。

本發(fā)明技術(shù)方案可實現(xiàn)對雙饋和直驅(qū)機組的機械大部件、結(jié)構(gòu)件和電氣等部件的裂紋、瑕疵和油脂泄露等異常缺陷狀況的監(jiān)控和預警。

需要說明的是，被測組件的故障包括但不限于裂紋、瑕疵、大變形和油脂泄露等。只要被測組件現(xiàn)在的表面與初始狀態(tài)時對應的表面發(fā)生了變化，即可采用本發(fā)明提供的方法進行監(jiān)測和預警。

其中，裂紋和瑕疵現(xiàn)象主要是針對機械部件和電氣部件在機組長時間的運行過程中出現(xiàn)的疲勞裂紋損傷或因為環(huán)境變化帶來的影響。例如鹽霧腐蝕導致組件發(fā)生銹蝕。溫濕度變化導致電氣組件表面發(fā)生了較大變化等。

油脂泄露：一般是軸承油脂泄露，液壓站液壓油泄露或是齒輪箱油泄露，采集的數(shù)據(jù)一般為在易漏油的接口處的圖像或視頻。

對于圖像采集以及特征量提取，優(yōu)選組件發(fā)生故障的早期。例如裂紋故障，一般情況下裂紋是疲勞損傷引起的，在早期和中期的擴展速率相對緩慢，一旦擴展到晚期，在遇到大載荷情況更容易發(fā)生瞬間斷裂。因此越早捕捉到裂紋故障，越有利于維護工作的開展，早期的故障可盡早修復，不僅爭取到維護時間，同時避免次生事故的發(fā)生。

另外，對于故障的類型采取的圖像處理方式均是相同的。例如裂紋、瑕疵和油脂泄露污染面等，均采用直方圖修正算法獲取灰度閾值，即灰度閾值需經(jīng)過迭代剪枝圖像分割算法多次迭代計算來確定。

本實施例提供的方法，利用采集單元采集風力發(fā)電機組上組件的圖像或視頻，將該圖像或視頻發(fā)送給控制單元，控制單元提取圖像或視頻中的特征量，與預先獲得的參考特征量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷組件是否發(fā)生故障，當判斷發(fā)生故障時進行報警，讓維修人員及時對故障組件進行檢修或更換。該方法可以自動監(jiān)測機組上組件的安全狀態(tài)，從而及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，避免發(fā)生嚴重事故，提高了風電場的發(fā)電效率。該方法可以自動實現(xiàn)監(jiān)測，無需人工值守，效率比較高。

另外，由于葉輪相對機艙是旋轉(zhuǎn)的，葉輪內(nèi)部有許多組件需要被監(jiān)測，因此，利用了無線相機、無線發(fā)射器和無線接收器來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部件相對于靜止部件之間的信號傳輸，從而降低了利用滑環(huán)傳輸信號的難度。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。