大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng),屬于數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò),本發(fā)明系統(tǒng)包括采集模塊：采集風(fēng)電場的氣象、主軸、齒輪箱和定子的運(yùn)行狀態(tài)信號；節(jié)點(diǎn)模塊：是采集模塊和后臺管理器的通訊中介，采集模塊通過節(jié)點(diǎn)模塊將感知數(shù)據(jù)傳送到后臺管理器；后臺管理器：是用戶的人機(jī)交互模塊；節(jié)點(diǎn)模塊包括無線客戶端、無線接入點(diǎn)和交換機(jī)，采集模塊通過無線客戶端接入無線接入點(diǎn)覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)鏈路通過無線接入點(diǎn)匯聚到后臺管理器的交換機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和分析。本發(fā)明的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)不依賴于任何通信公網(wǎng)，是一個沒有地域限制、通訊費(fèi)限定的穩(wěn)定無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，而且解決了有線網(wǎng)絡(luò)所造成的維護(hù)困難的問題。
【專利說明】大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，具體涉及一種大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]大型風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包含幾十乃至幾百個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，各個機(jī)組之間的距離可能非常遠(yuǎn)，對整個風(fēng)電場的狀態(tài)采集進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、集中控制格外困難。另外，加上氣候環(huán)境惡劣，風(fēng)電機(jī)組維護(hù)困難，故障率高。狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展和完善有助于提高大型風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行性能，提高風(fēng)電場生產(chǎn)效益。
[0003]大型風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)健康監(jiān)測包括狀態(tài)信息的采集和傳輸，現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)健康監(jiān)測大都基于有線通信方式，無線技術(shù)基本上還限于理論研宄和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。由于環(huán)境惡劣以及風(fēng)電場容量的不斷增加，有線方式存在明顯缺陷:風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)健康監(jiān)測信息量大、通信壓力大，傳統(tǒng)有線通信的“點(diǎn)對多點(diǎn)”的集中式數(shù)據(jù)處理方式難以滿足應(yīng)用要求；有線設(shè)施物理損壞，不便及時查找修復(fù)，監(jiān)控系統(tǒng)本身的可靠性無法保證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，通過建立一個工業(yè)移動通訊網(wǎng)絡(luò)，解決了現(xiàn)有的風(fēng)電場依賴有線網(wǎng)絡(luò)所帶來的各種困難。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于，采集模塊:采集風(fēng)電場的氣象、主軸、齒輪箱和定子的運(yùn)行狀態(tài)信號；節(jié)點(diǎn)模塊:是采集模塊和后臺管理器的通訊中介，采集模塊通過節(jié)點(diǎn)模塊將感知數(shù)據(jù)傳送到后臺管理器；后臺管理器:是用戶的人機(jī)交互模塊；所述節(jié)點(diǎn)模塊包括無線客戶端、無線接入點(diǎn)和交換機(jī)，采集模塊通過無線客戶端接入無線接入點(diǎn)覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)鏈路通過無線接入點(diǎn)匯聚到后臺管理器的交換機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和分析。所述采集模塊包括測量風(fēng)速、風(fēng)向、和氣壓的氣象傳感器。所述采集模塊還包括采集主軸、齒輪箱和定子的振動、溫度、電壓和電流信號的傳感器。所述無線接入點(diǎn)采用基于國際標(biāo)準(zhǔn)12^802.11，運(yùn)行頻率為2.4(--和5(^2。所述后臺管理器包括安全訪問單元、實(shí)時情況檢測單元、數(shù)據(jù)查詢單元和故障分析報(bào)告單元。
[0006]本發(fā)明有如下積極效果:本發(fā)明的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)不依賴于任何通信公網(wǎng)，是一個沒有地域限制、通訊費(fèi)限定的穩(wěn)定無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。仙無線信號的覆蓋范圍可以達(dá)到3-4公里，多個仙接入點(diǎn)組合，可以方便靈活的擴(kuò)大無線網(wǎng)的覆蓋范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0009]本發(fā)明的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)構(gòu)架可以分為三層:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，感知層由各種傳感器組成，在大型風(fēng)電場的狀態(tài)監(jiān)測管理中，感知層主要負(fù)責(zé)風(fēng)電機(jī)組的工作狀態(tài)有關(guān)參數(shù)及實(shí)時的工作環(huán)境情況的信息采集；網(wǎng)絡(luò)層是整個數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的中樞，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息；應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口，它與風(fēng)電場的維護(hù)管理的實(shí)際需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場數(shù)據(jù)的通訊。
[0010]采集模塊包括氣象傳感器，來測量風(fēng)速、風(fēng)向和氣壓，傳感器還包括主軸傳感器、齒輪箱傳感器和定子傳感器，來采集振動、溫度、電流、電壓等狀態(tài)信號，作為故障診斷的依據(jù)。
[0011]節(jié)點(diǎn)模塊包括無線客戶端(Client)、無線接入點(diǎn)(AP-Access Point)和交換機(jī)，無線客戶端是傳感器的的網(wǎng)絡(luò)控制器、通過無線客戶端將傳感器等設(shè)備接入到無線接入點(diǎn)覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)中。本發(fā)明的無線接入點(diǎn)設(shè)備采用基于國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11，運(yùn)行頻率為
2.4GHz和5GHz，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高達(dá)54Mbit/s，它對有些障礙物具有一定的穿透性，在一個規(guī)則的物理空間內(nèi)具有很好的反射效果，這樣可以實(shí)現(xiàn)非直視數(shù)據(jù)傳輸，可靠性可以在一定程度上得以提高。AP與AP之間采用跳傳技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，這樣就增大了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和傳輸距離，AP無線信號的覆蓋范圍最大為3?4公里。
[0012]將傳感器采集節(jié)點(diǎn)上安裝無線網(wǎng)絡(luò)客戶端Client和無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP組成無線通訊網(wǎng)絡(luò)。中間節(jié)點(diǎn)安裝網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP，完成網(wǎng)絡(luò)的跳傳和中繼功能。風(fēng)電場中的網(wǎng)絡(luò)鏈路由接入點(diǎn)AP匯聚到后臺管理器的交換機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理和分析。
[0013]與通常的網(wǎng)絡(luò)線纜相比，無線傳輸技術(shù)使用的是無線電波，針對大型風(fēng)電場的安裝環(huán)境和安裝范圍，采用工業(yè)移動通訊技術(shù)來組建數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)無線通訊產(chǎn)品的無線通信可靠性高、機(jī)械耐用性強(qiáng)，而且工業(yè)移動通訊網(wǎng)絡(luò)以無線客戶端和無線接入點(diǎn)設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，可以靈活方便的利用節(jié)點(diǎn)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和傳輸距離。
[0014]后臺管理器包括包括安全訪問控制單元、實(shí)時情況監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)查詢單元、故障分析報(bào)告單元和數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)文件保存在本地局域網(wǎng)中，以免由于網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，既起到備份數(shù)據(jù)的作用，也可以用于設(shè)備狀態(tài)的本地診斷。
[0015]安全訪問控制單元主要是對登錄系統(tǒng)I P的人員進(jìn)行身份認(rèn)證，對不同的用戶組授予不同的權(quán)限。對認(rèn)證地址非法、認(rèn)證失敗進(jìn)行信息記錄并留存，多次失敗限制用戶帳號或IP ;對認(rèn)證成功進(jìn)入系統(tǒng)的人員的全部操作進(jìn)行記錄表并留存，以保護(hù)數(shù)據(jù)資料的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定。實(shí)時情況監(jiān)測單元主要是將通過3G網(wǎng)絡(luò)上傳的風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)參數(shù)和周圍環(huán)境的參數(shù)，通過后臺程序錄入數(shù)據(jù)庫并顯示在系統(tǒng)的界面上。數(shù)據(jù)查詢單元的功能是提供給授權(quán)用戶風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)等有關(guān)記錄的查詢，并對需要的數(shù)據(jù)以excel的格式導(dǎo)出。故障分析報(bào)告單元主要功能是根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組和環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和往期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，繪制風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行趨勢圖，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)異?；蚪?jīng)分析預(yù)計(jì)可能出現(xiàn)故障時及時向有關(guān)用戶組報(bào)警提示。
[0016]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于，包括: 采集模塊:采集風(fēng)電場的氣象、主軸、齒輪箱和定子的運(yùn)行狀態(tài)信號； 節(jié)點(diǎn)模塊:是采集模塊和后臺管理器的通訊中介，采集模塊通過節(jié)點(diǎn)模塊將感知數(shù)據(jù)傳送到后臺管理器； 后臺管理器:是用戶的人機(jī)交互模塊； 所述節(jié)點(diǎn)模塊包括無線客戶端、無線接入點(diǎn)和交換機(jī)，采集模塊通過無線客戶端接入無線接入點(diǎn)覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)鏈路通過無線接入點(diǎn)匯聚到后臺管理器的交換機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于:所述采集模塊包括測量風(fēng)速、風(fēng)向、和氣壓的氣象傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于:所述采集模塊還包括采集主軸、齒輪箱和定子的振動、溫度、電壓和電流信號的傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于:所述無線接入點(diǎn)采用基于國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11，運(yùn)行頻率為2.4GHz和5GHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)電場數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于:所述后臺管理器包括安全訪問單元、實(shí)時情況檢測單元、數(shù)據(jù)查詢單元和故障分析報(bào)告單元。
【文檔編號】H04L29/08GK104468821SQ201410812562
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】許曉峰, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:蕪湖市晨韻自動化科技有限公司