一种风力发电的远程监控系统及方法与流程

本发明涉及风电监控，尤其涉及一种风力发电的远程监控系统及方法。

背景技术：

1、风力发电机是将风能转换为机械能，机械能带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。近年来，能源供应紧张的背景下，风电设备制造业迅速崛起。目前随着物联网技术的发展，其在工业化、信息化和自动化方面取得了实质性的应用，在风力发电方面设计可以远程监控的方法十分有必要。

2、现有专利cn105587463a，公开了一种风力发电的远程监控方法，利用物联网技术实现了对风力发电机组和风电场环境的多个参数进行了实时采集和远程监控，具有数据传输速率快、功能易扩展、网络自组织、自愈能力强等特点，有效解决了现有监控系统接线不便、远程通信能力弱、运营成本高等问题。

3、但是在实际应用中，当风速过小时，风力发电机可能无法产生足够的电能进行有效发电，此时一般不需要特别停机。然而，如果风速过大，发电设备的叶片的转速过快，相应的保护机制可能会失效，可能导致发电机高温起火，甚至引发设备分崩离析的严重事故，而现有专利cn105587463a提供的监控方法不能够对此进行有效的监控和预防，并且运维管理人员在监控过程中不能够直观的了解故障发生点。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种风力发电的远程监控系统及方法，以解决相关技术不能够对风力发电机在风速过大导致的故障进行有效的监控和预防的技术问题。

2、本说明书一个或多个实施例提供了一种风力发电的远程监控系统，包括：

3、包括云平台和监控设备；

4、云平台设置运维系统，用于根据监控设备上传的监控数据进行分析确定发电机组的故障，并发送告警信息；

5、所述监控设备包括有采集单元、传感器单元和数据传输模块，并通过控制器控制风力发电机组；其中，

6、采集单元实时采集传感器单元的数据，并且通过数据传输模块向云平台发送数据信号；

7、数据传输模块用于发送采集单元收集到的数据至云平台，所述运维系统通过无线网络向控制器发送指令信息；

8、所述运维系统包括有客户端、虚拟模型模块、故障管理模块和报警模块；其中，

9、客户端用于运维系统和运维人员进行交互；

10、虚拟模型模块基于数据传输模块上传的数据进行风力发电机实时运行模拟获得监控报表数据；

11、故障管理模块对虚拟模型模块生成的监控报表数据进行分析，并且判断是否故障；

12、报警模块用于根据故障管理模块确定对应故障后，将故障情况进行可视化显示，并且向运维系统的客户端发送告警信息；

13、还包括与故障管理模块连接的控制器，控制器连接用于调节风力发电机的叶片角度的偏航装置，故障管理模块发送的故障信息通过无线通讯技术向控制器发送控制指令，通过所述偏航装置调节风力发电机的叶片角度。

14、进一步的，所述传感器单元包括有风速传感器、风向传感器、电流传感器、温湿度传感器和振动传感器；风速传感器和风向传感器安装于风力发电机组的机舱外表面，电流传感器安装于风力发电机组的转换器内，温湿度传感器和振动传感器均安装于风力发电机组的机舱内部；

15、其中，通过风速传感器实时检测风力发电机场内的风速变化，风向传感器检测风向变化，电流传感器测量风力发电机组输出的电流，温湿度传感器检测风力发电机组机舱内的温湿度变化，振动传感器用于检测风力发电机组工作时产生的振动。

16、进一步的，所述故障管理模块预设风险阈值；

17、故障管理模块接受监控报表数据，通过将监控报表的数据与预设的风险阈值进行比较分析，若监控报表中一个或多个传感器在一段时间内呈上升或下降趋势，且超过了风险阈值范围，故障管理模块向控制器发送指令信息，控制器锁定风力发电机组的传动链实现叶片减速转动或停止运行的机械刹车盘。

18、进一步的，所述故障管理模块接受监控报表数据，通过将监控报表的数据与预设的风险阈值进行比较分析，若监控报表中一个或多个传感器在一段时间内呈上升或下降趋势，且超过了风险阈值范围，故障管理模块向控制器发送指令信息，控制器通过风力发电机组的偏航装置调节风力发电机组的叶片的角度位置。

19、进一步的，所述运维系统还设置运维管理模块，用于记录运维人员在故障排除过程中的操作，并将过程存储在服务器的存盘中。

20、进一步的，所述数据传输模块通过lora无线技术向云平台发送采集单元收集的数据。

21、进一步的，还设置整合模块，所述整合模块对采集单元采集的数据进行整合分析，形成监控报表，并发送至故障管理模块。

22、本说明书一个或多个实施例提供了基于上述任意一项所述的风力发电的远程监控系统执行的风力发电的远程监控方法，包括：

23、步骤s1，通过监控设备实时采集传感器单元的数据生成监控报表数据，并且通过数据传输模块向运维系统发送数据信号；

24、步骤s2，通过运维系统中虚拟模型模块基于上传的数据进行风力发电机实时运行模拟故障管理模块对监控报表数据进行分析确定风力发电机组的故障，并发送告警信息；

25、步骤s3，若故障管理模块分析判断确定风力过大，则向控制器发送控制指令实现风力发电机的叶片角度的调节。

26、进一步的，还包括以下步骤：

27、步骤s4，若故障管理模块根据预设的风速阈值与风速数据进行比较分析，若监控报表中一个或多个传感器在一段时间内呈上升或下降趋势，且超过风险阈值范围，则控制器锁定风力发电机组的传动链实现叶片减速转动或停止运行的机械刹车盘。

28、进一步的，所述监控报表具体通过如下步骤生成：

29、通过设置的整合模块对采集单元采集的数据进行整合分析，形成监控报表，并发送至故障管理模块。

30、本公开提供的一种风力发电的远程监控系统和方法，优点在于，通过监控设备对风力发电机的各项运行数据进行监控，并且通过采集单元将监控的数据实时同步到远程的云平台服务器，通过故障管理模块对监控报表的数据进行分析判断若确定风力发电机出现故障或风力过大容易导致叶片容易折断时，则通过控制器控制风力发电机组的偏航装置调整叶片角度或是机械刹车盘进行停机，避免造成过大的损失。

技术特征：

1.一种风力发电的远程监控系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的风力发电的远程监控系统，其特征在于，所述传感器单元包括有风速传感器、风向传感器、电流传感器、温湿度传感器和振动传感器；风速传感器和风向传感器安装于风力发电机组的机舱外表面，电流传感器安装于风力发电机组的转换器内，温湿度传感器和振动传感器均安装于风力发电机组的机舱内部；

3.如权利要求1所述的风力发电的远程监控系统，其特征在于，所述故障管理模块预设风险阈值；

4.如权利要求1所述的风力发电的远程监控系统，其特征在于，所述故障管理模块接受监控报表数据，通过将监控报表的数据与预设的风险阈值进行比较分析，若监控报表中一个或多个传感器在一段时间内呈上升或下降趋势，且超过了风险阈值范围，故障管理模块向控制器发送指令信息，控制器通过风力发电机组的偏航装置调节风力发电机组的叶片的角度位置。

5.如权利要求1所述的风力发电的远程监控系统，其特征在于，所述运维系统还设置运维管理模块，用于记录运维人员在故障排除过程中的操作，并将过程存储在服务器的存盘中。

6.如权利要求1所述的风力发电的远程监控系统，其特征在于，所述数据传输模块通过lora无线技术向云平台发送采集单元收集的数据。

7.如权利要求1所述的风力发电的远程监控系统，其特征在于，还设置整合模块，所述整合模块对采集单元采集的数据进行整合分析，形成监控报表，并发送至故障管理模块。

8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的风力发电的远程监控系统执行的风力发电的远程监控方法，其特征在于，包括步骤：

9.如权利要求8所述的风力发电的远程监控方法，其特征在于，还包括以下步骤：

10.如权利要求8所述的风力发电的远程监控方法，其特征在于，所述监控报表具体通过如下步骤生成：

技术总结本说明书实施例提供了一种风力发电的远程监控系统及方法，该系统包括云平台和监控设备；云平台设置运维系统，用于根据监控设备上传的监控数据进行分析确定发电机组的故障，并发送告警信息；监控设备包括有采集单元、传感器单元和数据传输模块，并通过控制器控制风力发电机组；运维系统包括有客户端、虚拟模型模块、故障管理模块和报警模块；还包括与故障管理模块连接的控制器，控制器连接用于调节风力发电机的叶片角度的偏航装置，故障管理模块将故障信息通过无线通讯技术向控制器发送控制指令，通过所述偏航装置调节风力发电机的叶片角度。以解决不能够对风力发电机在风速过大导致的故障进行有效的监控和预防的问题。技术研发人员：王宁受保护的技术使用者：中国华电科工集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11