一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统及方法与流程

本发明属于海上风电场的智能化运维管理，具体涉及一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统及方法。

背景技术：

1、风力发电作为一种清洁可再生的能源，在全球能源转型中扮演着越来越重要的角色。特别是近年来，海上风电的发展越来越受到重视，其可利用的风力资源丰富、环境相对稳定等优势，使得海上风电成为未来能源结构中的重要组成部分。

2、海上风电场生态监测是确保风电项目可持续发展的重要环节。通过定期和系统的监测，可以评估风电项目对海洋生态环境的影响，及时发现潜在问题，并采取相应的措施来减轻负面影响。同时，生态修复措施的实施也是保护海洋生态系统的重要手段。

3、然而，与陆上风电相比，海上风电场的运维管理面临着诸多挑战。首先，海上环境恶劣，风浪交加，给人工巡检和维护作业带来很大安全隐患。其次，风电机组分布在辽阔的海域中，人工检测效率低下，很难及时发现设备故障。再者，海上运维成本高昂，每次派遣维修人员和设备需要花费大量资金。因此，迫切需要开发出更加智能化、高效率的海上风电场运维检测技术，以提升整个行业的可持续发展。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统及方法，用于解决海上运维成本高昂的技术问题。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，包括遥控无人船舶，遥控无人船舶通过通信网络连接地面控制中心；

4、遥控无人船舶上设置有多种检测设备，能够自主在风电场内导航行驶，采集目标风电机组的运行数据，并将采集的运行数据通过通信网络传输至地面控制中心；

5、地面控制中心能够利用大数据分析技术，对接收的数据进行故障诊断和剩余使用寿命预测，并形成维修建议，为维修人员提供远程ar辅助。

6、优选地，检测设备包括lidar设备、声波传感器、红外热成像装置和图像采集装置，lidar设备能够对风电机组关键部位进行高精度三维建模，检测几何尺寸变化及变形情况；声波传感器能够实时监测风电机组轴承、齿轮箱的运转状态；红外热成像装置能够检测机组各部件的温度分布，识别局部过热问题；图像采集装置采用基于深度学习的视觉算法，检测设备表面的缺陷情况。

7、优选地，运行数据包括几何尺寸、机械振动、表面温度、外观状况。

8、优选地，遥控无人船舶采用gnss定位、惯性导航和lidar障碍物感知技术实现自主避障导航，并结合机器学习算法优化航线规划。

9、优选地，地面控制中心建立基于机器学习的预测性维护模型，结合历史数据，能够预测风电机组的剩余使用寿命和故障倾向。

10、优选地，地面控制中心通过增强现实技术为现场维修人员提供远程指导。

11、优选地，通信网络采用5g/6g技术。

12、优选地，地面控制中心通过通信网络远程遥控协调无人机、机器人，以优化风电场设备的检测和维护方案。

13、更优选地，无人机采用垂直起降的四旋翼设计，携带高清相机和热成像探头；机器人臂安装于遥控船上，具有6自由度的活动范围，能够近距离接触风电机组部件，进行外观检测和维修。

14、本发明的另一个技术方案是，一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测方法，包括以下步骤：

15、遥控无人船舶在地面控制中心的远程调度下，自主航行至风电场内，利用多种检测设备对风电机组进行全面监测；

16、检测数据通过高速通信网络传输至地面控制中心，地面控制中心利用大数据分析技术对接收的数据进行故障诊断和剩余使用寿命预测，并形成维修建议；

17、控制中心遥控协调无人机、机器人臂进行进一步检查和维修。

18、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

19、1.提升运维效率：该系统利用遥控无人船舶实现了对海上风电场设备的自动化巡检，消除了人工作业的局限性，大幅提高了检测效率。同时，基于ar技术的远程维修指导，也大幅缩短了现场维修时间。

20、2.降低运维成本：该系统无需频繁派遣人员和设备至海上进行检查维护，有效避免了高昂的人工成本。同时，预防性维护策略的采用，也能够大大延长设备使用寿命，降低整体维修费用。

21、3.增强安全性：该系统完全消除了人员登塔作业的安全隐患，大幅提升了海上风电场运维的整体安全水平。同时，通过自动化导航和故障预警等措施，也有效降低了人员操作风险。

22、4.完善运维管理：该系统通过全面、精准的设备状态监测，结合先进的大数据分析技术，能够对风电机组的运行状况进行深入诊断，为制定优化的维护策略提供科学依据，真正实现了海上风电场的智能化管理。

23、5.推动行业发展：该系统的创新性技术方案，为海上风电运维领域带来了变革性的解决方案，有助于进一步提升整个行业的运维水平，促进海上风电产业的可持续发展。

24、综上所述，本发明具有显著的技术优势和应用价值，必将对海上风电行业产生深远影响。

25、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，包括遥控无人船舶，遥控无人船舶通过通信网络连接地面控制中心；

2.根据权利要求1所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，检测设备包括lidar设备、声波传感器、红外热成像装置和图像采集装置；

3.根据权利要求1所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，运行数据包括几何尺寸、机械振动、表面温度、外观状况。

4.根据权利要求1所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，遥控无人船舶采用gnss定位、惯性导航和lidar障碍物感知技术实现自主避障导航，并结合机器学习算法优化航线规划。

5.根据权利要求1所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，地面控制中心建立基于机器学习的预测性维护模型，结合历史数据，能够预测风电机组的剩余使用寿命和故障倾向。

6.根据权利要求1所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，地面控制中心通过增强现实技术为现场维修人员提供远程指导。

7.根据权利要求1所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，通信网络采用5g/6g技术。

8.根据权利要求1所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，地面控制中心通过通信网络远程遥控协调无人机、机器人，以优化风电场设备的检测和维护方案。

9.根据权利要求8所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，其特征在于，无人机采用垂直起降的四旋翼设计，携带高清相机和热成像探头；机器人臂安装于遥控船上，具有6自由度的活动范围，能够近距离接触风电机组部件，进行外观检测和维修。

10.一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测方法，其特征在于，基于权利要求1至9中任一项所述的利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种利用遥控船舶的海上风电场运维检测系统及方法，包括遥控无人船舶、地面控制中心以及连接二者的通信网络。遥控无人船舶上设有LIDAR设备、声波传感器、红外热成像装置和图像采集装置等多种检测设备，能够自主在风电场内导航行驶，全面采集风电机组的运行数据。地面控制中心利用大数据分析技术对接收的数据进行故障诊断和剩余使用寿命预测，并形成维修建议，同时还能通过AR技术远程指导现场维修人员。此外，系统还包括协同作业的无人机和机器人臂等辅助设备。该系统实现了对海上风电场设备的智能化巡检和预防性维护，提升了运维效率，降低了人工成本，为海上风电产业发展提供了创新性解决方案。技术研发人员：姚中原,赵剑剑,孙捷,严祺慧,许杰,卢文龙,扈宸宇,周恒乐,陈臣受保护的技术使用者：盛东如东海上风力发电有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18