本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種高度集成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群安全監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展指導(dǎo)意見印發(fā)，作為重要組成部分的風(fēng)能發(fā)電如今被賦予了更多的智慧基因。我國的風(fēng)電行業(yè)從2006年后才開始搶規(guī)模、搶裝機(jī)，到2014年的效益挖掘、設(shè)備改造，然而相比于火電、水電、核電以及其他行業(yè)，風(fēng)電場智能化真正起步著實(shí)很晚。

隨著我國的風(fēng)電裝機(jī)容量迅猛增長，總裝機(jī)容量比例逐年增加，單機(jī)容量為兆瓦級(jí)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)群以及上百兆瓦風(fēng)電場正得到迅速發(fā)展；但是由于風(fēng)電場大多建于偏遠(yuǎn)地區(qū)，基本屬于無人或遠(yuǎn)程監(jiān)控狀態(tài)，而且風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，火災(zāi)隱患大，大部分風(fēng)電場未曾安裝與消防、安保和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控相關(guān)的系統(tǒng)，即使有些安裝了上述個(gè)別系統(tǒng)，但是各系統(tǒng)均是獨(dú)立運(yùn)行，效率低下，穩(wěn)定性差，無法從真正意義上給風(fēng)力發(fā)電機(jī)群提供全方位的保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種高度集成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群安全監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括主控單元、運(yùn)行狀態(tài)檢測單元、智能消防單元、安保監(jiān)控單元、can總線、can總線傳輸單元；其中，

所述運(yùn)行狀態(tài)檢測單元包括振動(dòng)狀態(tài)檢測單元、運(yùn)行穩(wěn)定性檢測單元以及運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測單元；

所述智能消防單元包括消防檢測與報(bào)警單元以及智能滅火單元；

所述安保監(jiān)控單元包括闖入檢測單元以及報(bào)警單元；

所述can總線用于連接主控單元、運(yùn)行狀態(tài)檢測單元、智能消防單元、安保監(jiān)控單元，所述各單元通過can總線傳輸單元接入can總線；

所述振動(dòng)狀態(tài)檢測單元具體包括振動(dòng)檢測分控器、振動(dòng)測試器、重力傳感器、頻率信息獲取單元、閾值存儲(chǔ)單元、以及振動(dòng)相關(guān)故障告警單元；

所述運(yùn)行穩(wěn)定性檢測單元包括單位面積受力檢測傳感器、合力力矩與軸心力計(jì)算單元、強(qiáng)度給出單元、穩(wěn)定條件給出單元，穩(wěn)定性檢測分控器；

所述運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測單元包括運(yùn)行參數(shù)檢測單元，數(shù)字化單元，加權(quán)系數(shù)確定單元，運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測分控器；

所述消防檢測與報(bào)警單元包括消防檢測分控器、煙火檢測單元和報(bào)警單元，所述煙火檢測單元包括高清智能球機(jī)、圖像解碼芯片、數(shù)字處理電路；

所述智能滅火單元包括傳送單元和智能滅火分控器；

所述安保監(jiān)控單元包括安保監(jiān)控分控器、闖入檢測單元以及報(bào)警單元。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述消防檢測與報(bào)警單元的高清智能球機(jī)捕捉到監(jiān)控場所的圖像信息，并將圖像信息發(fā)送到圖像解碼芯片進(jìn)行圖像解碼；

圖像解碼芯片將解碼后得到的數(shù)字視頻信號(hào)發(fā)送到數(shù)字處理電路的數(shù)據(jù)輸入端口，在數(shù)字處理電路中對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)預(yù)處理過的圖像序列進(jìn)行幀間差分運(yùn)算，得到運(yùn)動(dòng)變化的圖像，再對(duì)差分運(yùn)算后的圖像采用一個(gè)固定閾值加幀差分偏移量進(jìn)行雙值化運(yùn)算，得到運(yùn)動(dòng)的雙值化圖像，所述雙值化圖像是由動(dòng)點(diǎn)和不動(dòng)點(diǎn)組成；對(duì)得到的運(yùn)動(dòng)的雙值化圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)除噪，將孤立點(diǎn)和干擾像素進(jìn)行去除，采用設(shè)定的網(wǎng)格尺寸，對(duì)除噪以后的雙值化圖像進(jìn)行網(wǎng)格映射，得到網(wǎng)格化圖像；

對(duì)所述網(wǎng)格化的圖像采用區(qū)域增長算法捕捉監(jiān)控范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，得到當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列，在原始圖像中，對(duì)所得到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列進(jìn)行空間定位，對(duì)定位的原始圖像進(jìn)行高通濾波，并進(jìn)行網(wǎng)格化，得到濾波網(wǎng)格圖，對(duì)濾波網(wǎng)格圖與網(wǎng)格化圖像進(jìn)行圖像匹配度匹配，匹配度高的為剛體不透明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，匹配度低為半透明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，對(duì)匹配度規(guī)整化輸出，以此匹配度作為外形匹配度特征值；

對(duì)所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列進(jìn)行八方向的目標(biāo)跟蹤，統(tǒng)計(jì)跟蹤到的目標(biāo)形心點(diǎn)，并對(duì)時(shí)間序列上的形心點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合作為目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)得到的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)方向的特征提取，運(yùn)動(dòng)速度緩慢、方向向上的目標(biāo)作為煙火圖像概率因子進(jìn)行輸出，得到運(yùn)動(dòng)形態(tài)特征值；

所述消防檢測分控器對(duì)上述外形匹配度特征值和運(yùn)動(dòng)形態(tài)特征值進(jìn)行判斷，若外形匹配度特征值小于數(shù)字處理電路中提前設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)閾值，且當(dāng)運(yùn)動(dòng)形態(tài)特征值概率大于一個(gè)給定值時(shí)，得出該目標(biāo)圖像為煙火的結(jié)論并通過報(bào)警單元發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將火災(zāi)報(bào)警信號(hào)和現(xiàn)場視頻圖像信號(hào)傳送至主控器，并等待主控器下達(dá)滅火指令。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述安保監(jiān)控單元的闖入檢測單元包括闖入確認(rèn)單元和闖入識(shí)別單元，所述闖入確認(rèn)單元包括多個(gè)設(shè)置于塔架四周的基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)、鏈路強(qiáng)度匯集節(jié)點(diǎn)以及闖入確認(rèn)運(yùn)算單元，所述基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信，各節(jié)點(diǎn)依次發(fā)送無線信號(hào)，其它節(jié)點(diǎn)接收無線信號(hào)并記錄接收信號(hào)強(qiáng)度，鏈路強(qiáng)度匯集節(jié)點(diǎn)通過zigbee技術(shù)收集所有基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)測量到的無線鏈路信號(hào)強(qiáng)度信息，同時(shí)，將采集的信息發(fā)送給闖入確認(rèn)運(yùn)算單元，闖入確認(rèn)運(yùn)算單元根據(jù)無線鏈路強(qiáng)度信息實(shí)現(xiàn)對(duì)是否有物體闖入的檢測。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述闖入確認(rèn)運(yùn)算單元根據(jù)無線鏈路強(qiáng)度信息實(shí)現(xiàn)對(duì)是否有物體闖入的檢測具體包括：

假設(shè)各基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)之間形成n條無線鏈路，在t‐1與t時(shí)刻分別得到由這n條無線鏈路接收信號(hào)強(qiáng)度的均值m和方差v組成的特征矩陣a和b如下：

其中，特征矩陣a和b包含了無線鏈路信號(hào)強(qiáng)度的均值m以及方差v特征，mn1以及vn2分別代表第n條無線鏈路的信號(hào)強(qiáng)度均值及方差；計(jì)算特征矩陣a和b中對(duì)應(yīng)元素值的大小相似程度得到匹配度矩陣c如下：

其中，mn1‐m'n1代表了第n條鏈路的均值的差異，vn1‐v'n1代表了第n條鏈路的方差的差異，dn代表了第n條鏈路的長度。當(dāng)匹配度矩陣c的各元素之和大于設(shè)定的閾值時(shí)，所述闖入確認(rèn)運(yùn)算單元將判定物體闖入。

通過本發(fā)明的上述運(yùn)行狀態(tài)檢測單元、智能消防單元、安保監(jiān)控單元可以全方位的監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)群，所述各單元都重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最大限度的確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的高效以及穩(wěn)定運(yùn)行，具有非常積極的現(xiàn)實(shí)意義。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的高度集成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的振動(dòng)狀態(tài)檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的運(yùn)行穩(wěn)定性檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖

附圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測單元結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的消防檢測與報(bào)警單元結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的智能滅火單元結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的安保監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出了一種高度集成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群安全監(jiān)控系統(tǒng)，如附圖1所示，所述系統(tǒng)包括主控單元、運(yùn)行狀態(tài)檢測單元、智能消防單元、安保監(jiān)控單元、can總線、can總線傳輸單元；其中，

所述運(yùn)行狀態(tài)檢測單元包括振動(dòng)狀態(tài)檢測單元、運(yùn)行穩(wěn)定性檢測單元以及運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測單元；

所述智能消防單元包括消防檢測與報(bào)警單元以及智能滅火單元；

所述安保監(jiān)控單元包括闖入檢測單元以及報(bào)警單元；

所述can總線用于連接主控單元、運(yùn)行狀態(tài)檢測單元、智能消防單元、安保監(jiān)控單元，所述各單元通過can總線傳輸單元接入can總線。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，如附圖2所示，所述振動(dòng)狀態(tài)檢測單元具體包括振動(dòng)檢測分控器、振動(dòng)測試器、重力傳感器、頻率信息獲取單元、閾值存儲(chǔ)單元、以及振動(dòng)相關(guān)故障告警單元。

所述振動(dòng)測試器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的機(jī)艙中部，所述重力傳感器為兩個(gè)，安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的水平平面內(nèi)互相垂直的方向，并且與振動(dòng)測試器連接，所述重力傳感器輸出兩個(gè)垂直方向的實(shí)時(shí)振動(dòng)信號(hào)；所述振動(dòng)測試器中內(nèi)置五個(gè)信號(hào)捕獲與提取單元，每個(gè)信號(hào)捕獲與提取單元通過各自的確切的邊界頻率來捕獲各個(gè)振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)，得到各個(gè)振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)的特征信號(hào)，之后將特征信號(hào)進(jìn)行提取，得到實(shí)際需要的各個(gè)振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)，所述振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)包括塔架自振頻率、葉片揮動(dòng)頻率、葉片擺動(dòng)頻率、其它低頻部件自振頻率、以及安全沖擊頻率。

所述振動(dòng)檢測分控器預(yù)先根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行情況和振動(dòng)監(jiān)測分析標(biāo)準(zhǔn)對(duì)塔架自振頻率、葉片揮動(dòng)頻率、葉片擺動(dòng)頻率、其它低頻部件自振頻率、安全沖擊頻率的振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)分別設(shè)置相應(yīng)的安全閾值，并存儲(chǔ)于閾值存儲(chǔ)單元。

所述振動(dòng)測試器將獲得的塔架自振頻率、葉片揮動(dòng)頻率、葉片擺動(dòng)頻率、其它低頻部件自振頻率的實(shí)際需要的振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)傳送給頻率信息獲取單元；振動(dòng)檢測分控器將頻率信息獲取單元所獲得的塔架自振頻率、葉片揮動(dòng)頻率、葉片擺動(dòng)頻率、其它低頻部件自振頻率、以及安全沖擊頻率的振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)和閾值存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)的安全閾值進(jìn)行對(duì)比，振動(dòng)檢測分控器會(huì)根據(jù)對(duì)比后的結(jié)果，如上述振動(dòng)監(jiān)測信號(hào)超出安全閾值，則通過振動(dòng)相關(guān)故障告警單元向主控單元報(bào)告，由主控單元下達(dá)停機(jī)或檢修等處理指令。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，如附圖3所示，所述運(yùn)行穩(wěn)定性檢測單元包括單位面積受力檢測傳感器、合力力矩與軸心力計(jì)算單元、強(qiáng)度給出單元、穩(wěn)定條件給出單元，穩(wěn)定性檢測分控器。

所述單位面積受力檢測傳感器為4個(gè)，分別設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架底部截面與直角坐標(biāo)系的x軸和y軸相交的4個(gè)特定點(diǎn)，塔架底部截面的中心為直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)，測得風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)所述4個(gè)特定點(diǎn)的單位面積受力值分別為σ1、σ2、σ3和σ4，單位n/mm2；

所述合力力矩與軸心力計(jì)算單元，根據(jù)測得的4個(gè)特定點(diǎn)的單位面積受力值計(jì)算機(jī)組運(yùn)行時(shí)作用在塔架截面上的合力力矩m和軸心力g，具體計(jì)算方式如下：

式中：定義為筒式結(jié)構(gòu)塔架的彎曲單位面積受力函數(shù)，所述為筒式結(jié)構(gòu)塔架環(huán)形橫截面的抗彎截面模量，其中d為橫截面的外徑、d為橫截面的內(nèi)徑，a為橫截面的面積。

式中：σf2＝(σ1+σ2+σ3+σ4)定義為筒式結(jié)構(gòu)塔架的受壓單位面積受力函數(shù)。

所述強(qiáng)度給出單元給出風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的強(qiáng)度要求，具體如下：

所述[σ]為塔架材料的允許單位面積受力；

所述穩(wěn)定條件給出單元，給出風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的穩(wěn)定條件，設(shè)定三個(gè)穩(wěn)定條件：

第一穩(wěn)定條件，即機(jī)組自身的穩(wěn)定力矩必須大于等于塔架底部的合力力矩，所述mw表示機(jī)組自身的穩(wěn)定力矩，所述c為塔架底邊的邊長，q為塔架塔架的自重，g為機(jī)組的自重，即作用于塔架底部截面上的軸心力；

第二穩(wěn)定條件，即所有載荷對(duì)塔架底部的壓力的合力對(duì)塔架的偏心距e不宜太大，以確保塔架不至于發(fā)生過大傾斜；

第三穩(wěn)定條件，即所有載荷對(duì)塔架底部的最大單位壓力不能超過土壤的允許承載力[p]；

所述k1、k2、k3為分別為第一、第二和第三穩(wěn)定系數(shù)，取值范圍在1.3～1.8之間，可以依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的地理位置、土壤結(jié)構(gòu)等依據(jù)經(jīng)驗(yàn)給出。

所述穩(wěn)定性檢測分控器，分別判定由強(qiáng)度給出單元給出風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的強(qiáng)度要求以及由穩(wěn)定條件給出單元給出的三個(gè)穩(wěn)定條件是否成立，如果成立，則判定當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行可靠，否則，判定當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行不可靠，并向主控器發(fā)送風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行不可靠提示信息。

所述運(yùn)行穩(wěn)定性檢測單元根據(jù)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性要求，建立機(jī)組在任何工況下所需滿足的強(qiáng)度要求、剛度要求和穩(wěn)定性要求與塔架某些特定截面承受的載荷及在該截面上相應(yīng)點(diǎn)所產(chǎn)生的組合單位面積受力之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。通過監(jiān)測手段對(duì)上述特定點(diǎn)的組合單位面積受力實(shí)施監(jiān)控，并將其控制在允許的范圍內(nèi)，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，如附圖4所示，所述運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測單元，可對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)群實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，其具體包括：

運(yùn)行參數(shù)檢測單元，用于獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)各預(yù)測所需參數(shù)模擬量的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

數(shù)字化單元，對(duì)運(yùn)行參數(shù)檢測單元獲得的機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)各預(yù)測所需參數(shù)模擬量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，獲得風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的退化度；

加權(quán)系數(shù)確定單元，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)劃分為多個(gè)分組，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的退化度，實(shí)時(shí)計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的加權(quán)系數(shù)；

運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測分控器，將每個(gè)項(xiàng)目內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)構(gòu)成混沌預(yù)測矩陣，結(jié)合各風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的加權(quán)系數(shù)，預(yù)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)群實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并向主控器發(fā)送運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測結(jié)果，供控制中心參考。

所述運(yùn)行參數(shù)檢測單元從風(fēng)力發(fā)電機(jī)群控制系統(tǒng)獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測所需參數(shù)模擬量包括軸承溫度、油池溫度、電機(jī)繞組溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、環(huán)境風(fēng)速、其他元器件溫度、環(huán)境溫度、運(yùn)行電流電壓、功率、電網(wǎng)頻率等；

所述數(shù)字化單元對(duì)低喜好性參數(shù)：軸承溫度、油池溫度、電機(jī)溫度、其他元器件溫度、環(huán)境溫度的數(shù)字化分別通過下式進(jìn)行：

式中，g(x)表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的退化度，x為風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的物理量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，α為該參數(shù)下限值，β為該參數(shù)的上限值；

對(duì)中間型參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速、環(huán)境風(fēng)速、運(yùn)行電流電壓、功率、電網(wǎng)頻率的數(shù)字化分別通過下式進(jìn)行：

式中，g(x)表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的退化度，x為風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的物理量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，β1、β2為該參數(shù)上限值，α1、α2為該參數(shù)下限值；

所述加權(quán)系數(shù)確定單元確定各風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的固定加權(quán)系數(shù)，并通過下式獲得各風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的可變加權(quán)系數(shù)：

上式中和分別為第i個(gè)項(xiàng)目中的第j分組的第k個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的固定加權(quán)系數(shù)和可變加權(quán)系數(shù)，δ為可變加權(quán)系數(shù)因子，δ＝‐1；d為分組層中包括的評(píng)判參數(shù)個(gè)數(shù)；表示各評(píng)判參數(shù)的退化度。

所述運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測單元從影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)群運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)組性能和外部因素2個(gè)方面建立層次型的運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)體系，實(shí)時(shí)計(jì)算運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)的加權(quán)系數(shù)，可使預(yù)測結(jié)果貼近當(dāng)前運(yùn)行情況，通過判斷單項(xiàng)預(yù)測參數(shù)的退化度偏離情況，可避免當(dāng)多項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測參數(shù)嚴(yán)重偏離時(shí)，所得的可變加權(quán)系數(shù)無效的問題；選用的混沌算子考慮了主要預(yù)測參數(shù)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的影響，又保留單個(gè)預(yù)測參數(shù)的全部信息，使得預(yù)測結(jié)果更符合實(shí)際情況。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，如附圖5所示，所述消防檢測與報(bào)警單元包括消防檢測分控器、煙火檢測單元和報(bào)警單元，所述煙火檢測單元包括高清智能球機(jī)、圖像解碼芯片、數(shù)字處理電路。

所述高清智能球機(jī)捕捉到監(jiān)控場所的圖像信息，并將圖像信息發(fā)送到圖像解碼芯片進(jìn)行圖像解碼；

圖像解碼芯片將解碼后得到的數(shù)字視頻信號(hào)發(fā)送到數(shù)字處理電路的數(shù)據(jù)輸入端口，在數(shù)字處理電路中對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)預(yù)處理過的圖像序列進(jìn)行幀間差分運(yùn)算，得到運(yùn)動(dòng)變化的圖像，再對(duì)差分運(yùn)算后的圖像采用一個(gè)固定閾值加幀差分偏移量進(jìn)行雙值化運(yùn)算，得到運(yùn)動(dòng)的雙值化圖像，所述雙值化圖像是由動(dòng)點(diǎn)和不動(dòng)點(diǎn)組成；對(duì)得到的運(yùn)動(dòng)的雙值化圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)除噪，將孤立點(diǎn)和干擾像素進(jìn)行去除，采用設(shè)定的網(wǎng)格尺寸，對(duì)除噪以后的雙值化圖像進(jìn)行網(wǎng)格映射，得到網(wǎng)格化圖像；

對(duì)所述網(wǎng)格化的圖像采用區(qū)域增長算法捕捉監(jiān)控范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，得到當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列，在原始圖像中，對(duì)所得到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列進(jìn)行空間定位，對(duì)定位的原始圖像進(jìn)行高通濾波，并進(jìn)行網(wǎng)格化，得到濾波網(wǎng)格圖，對(duì)濾波網(wǎng)格圖與網(wǎng)格化圖像進(jìn)行圖像匹配度匹配，匹配度高的為剛體不透明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，匹配度低為半透明運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，對(duì)匹配度規(guī)整化輸出，以此匹配度作為外形匹配度特征值；

對(duì)所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列進(jìn)行八方向的目標(biāo)跟蹤，統(tǒng)計(jì)跟蹤到的目標(biāo)形心點(diǎn)，并對(duì)時(shí)間序列上的形心點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合作為目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)得到的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)方向的特征提取，運(yùn)動(dòng)速度緩慢、方向向上的目標(biāo)作為煙火圖像概率因子進(jìn)行輸出，得到運(yùn)動(dòng)形態(tài)特征值；

所述消防檢測分控器對(duì)上述外形匹配度特征值和運(yùn)動(dòng)形態(tài)特征值進(jìn)行判斷，若外形匹配度特征值小于數(shù)字處理電路中提前設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)閾值，且當(dāng)運(yùn)動(dòng)形態(tài)特征值概率大于一個(gè)給定值時(shí)，得出該目標(biāo)圖像為煙火的結(jié)論并通過報(bào)警單元發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將火災(zāi)報(bào)警信號(hào)和現(xiàn)場視頻圖像信號(hào)傳送至主控器，并等待主控器下達(dá)滅火指令。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述智能滅火單元是在接收到主控器下達(dá)的滅火指令后對(duì)當(dāng)前火情進(jìn)行滅火處理，如附圖6所示，所述智能滅火單元由傳送單元和智能滅火分控器組成。

所述傳送單元包括空氣壓縮機(jī)，高壓氣罐，壓力閥，止逆閥，輸送通道，干粉滅火劑噴頭，超細(xì)碳酸二氫銨滅火粉。

空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮成高壓氣體向輸送通道提供新型超細(xì)碳酸二氫銨滅火粉流動(dòng)的動(dòng)力。

壓力閥用于監(jiān)控高壓氣罐內(nèi)氣壓值，使其在不同環(huán)境溫度下維持在安全氣壓值以下。

止逆閥防止流體的回流。

該輸送通道包括主管道和分管道，主管道的上端連接空氣壓縮機(jī)和高壓氣罐，其下端連通各個(gè)房間的分管道，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)將滅火粉輸送到發(fā)生火災(zāi)區(qū)域內(nèi)的滅火劑噴頭處。

所述智能滅火分控器包括滅火指令接收單元和電動(dòng)閥門，在所述滅火指令接收單元接收到主控器發(fā)送的滅火指令時(shí)，開啟電動(dòng)閥門，準(zhǔn)備噴射超細(xì)滅火粉。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，如附圖7所示，所述安保監(jiān)控單元包括安保監(jiān)控分控器、闖入檢測單元以及報(bào)警單元；

所述闖入檢測單元包括闖入確認(rèn)單元和闖入識(shí)別單元，所述闖入確認(rèn)單元包括多個(gè)設(shè)置于塔架四周的基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)、鏈路強(qiáng)度匯集節(jié)點(diǎn)以及闖入確認(rèn)運(yùn)算單元，所述基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行無線通信，各節(jié)點(diǎn)依次發(fā)送無線信號(hào)，其它節(jié)點(diǎn)接收無線信號(hào)并記錄接收信號(hào)強(qiáng)度，鏈路強(qiáng)度匯集節(jié)點(diǎn)通過zigbee技術(shù)收集所有基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)測量到的無線鏈路信號(hào)強(qiáng)度信息，同時(shí)，將采集的信息發(fā)送給闖入確認(rèn)運(yùn)算單元，闖入確認(rèn)運(yùn)算單元根據(jù)無線鏈路強(qiáng)度信息實(shí)現(xiàn)對(duì)是否有物體闖入的檢測。

所述闖入確認(rèn)運(yùn)算單元根據(jù)無線鏈路強(qiáng)度信息實(shí)現(xiàn)對(duì)是否有物體闖入的檢測具體包括：

假設(shè)各基于zigbee的測量節(jié)點(diǎn)之間形成n條無線鏈路，在t‐1與t時(shí)刻分別得到由這n條無線鏈路接收信號(hào)強(qiáng)度的均值m和方差v組成的特征矩陣a和b如下：

其中，特征矩陣a和b包含了無線鏈路信號(hào)強(qiáng)度的均值m以及方差v特征，mn1以及vn2分別代表第n條無線鏈路的信號(hào)強(qiáng)度均值及方差；計(jì)算特征矩陣a和b中對(duì)應(yīng)元素值的大小相似程度得到匹配度矩陣c如下：

其中，mn1‐m'n1代表了第n條鏈路的均值的差異，vn1‐v'n1代表了第n條鏈路的方差的差異，dn代表了第n條鏈路的長度。當(dāng)匹配度矩陣c的各元素之和大于設(shè)定的閾值時(shí)，所述闖入確認(rèn)運(yùn)算單元將判定物體闖入。

當(dāng)闖入確認(rèn)單元確認(rèn)物體闖入時(shí)，所述闖入識(shí)別單元啟動(dòng)，所述闖入識(shí)別單元包括：

影像獲取單元，用于獲取靜態(tài)圖像，并傳輸給圖像處理單元。

影像處理單元，用于對(duì)靜態(tài)影像進(jìn)行預(yù)處理，得到灰度補(bǔ)償影像。

人像檢測單元，用于對(duì)灰度影像進(jìn)行人像檢測和定位；若檢測到人像則獲得固定大小的灰度人像影像，并傳輸給人像識(shí)別單元；若沒有檢測到人像則直接將灰度影像傳輸給背景對(duì)比單元；

背景對(duì)比單元，用于將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的平均背景影像和人像檢測單元傳來的灰度影像分別劃分為若干個(gè)權(quán)重不同的子影像,計(jì)算對(duì)應(yīng)子影像的匹配度，并對(duì)所有子影像的匹配度進(jìn)行加權(quán)求和，若加權(quán)求和結(jié)果大于預(yù)設(shè)的匹配度閾值，則作為檢測到異常的灰度影像存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，并通知報(bào)警單元進(jìn)行報(bào)警。

人像識(shí)別單元，用于對(duì)灰度人像影像和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的已注冊人像影像進(jìn)行特征提取、計(jì)算匹配度，根據(jù)匹配度判斷是否為陌生人，若為陌生人則通知報(bào)警管理單元進(jìn)行報(bào)警。

人像注冊單元，用于實(shí)時(shí)檢測灰度人像影像，并進(jìn)行標(biāo)記。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)已注冊人像影像，被判為陌生人的灰度人像影像，檢測到異常的灰度影像，平均背景影像和用戶自定義信息。

所述人像識(shí)別單元在進(jìn)行特征提取、計(jì)算匹配度時(shí)包括如下步驟：

a)對(duì)待識(shí)別的灰度人像影像q和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的n幅已注冊人像影像pi(i＝1,2…,n)進(jìn)行局部雙值模式變換，用以減小光照等變化帶來的影響；

b)將步驟a)變換后的影像劃分成l個(gè)大小相同且互不重疊的子影像塊；

c)對(duì)待識(shí)別灰度人像影像q的每個(gè)子影像塊qj和所有對(duì)應(yīng)的已注冊人像影像的子影像塊pi,j進(jìn)行隨機(jī)采樣，即隨機(jī)選擇qj和pi,j若干個(gè)相同位置的數(shù)值，得到測試特征子集q,j和訓(xùn)練特征子集p,i,j，其中i＝1,2…,n，j＝1,2,…l；

d)計(jì)算測試特征子集和訓(xùn)練特征子集之間的漢明距離作為匹配度度量，若測試特征子集和最相似的訓(xùn)練特征子集之間的漢明距離超過預(yù)先設(shè)定的匹配度閾值，則認(rèn)為此次隨機(jī)采樣所代表的子影像塊qj和pi,j(i＝1,2…,n)不相似；

e)步驟c)和d)重復(fù)k次，即進(jìn)行k次隨機(jī)采樣，統(tǒng)計(jì)待識(shí)別的灰度人像影像q的l個(gè)子影像塊一共得到的不相似次數(shù)，若不相似次數(shù)超過預(yù)定閾值則認(rèn)為待識(shí)別的灰度人像影像q和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的n幅已注冊人像影像都不相似，為陌生人或未注冊，否則為已注冊。

通過本發(fā)明的上述運(yùn)行狀態(tài)檢測單元、智能消防單元、安保監(jiān)控單元可以全方位的監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)群，最大限度的確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)群的高效運(yùn)行，具有非常積極的現(xiàn)實(shí)意義。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。