一种海上风电机组机舱温度监测及故障预警系统的制作方法

本发明涉及风电机组监测，具体为一种海上风电机组机舱温度监测及故障预警系统。

背景技术：

1、海上风电是指在海域中建设风力发电设施，利用海风资源发电。相比陆地风电，海上风电具有风速更稳定、更大的发电潜力和更少的视觉污染等优势，因此在近年来得到了广泛的发展和应用。

2、目前使用的海上风电机组基本实现了无人值守，但大多数风电机组的机舱长期工作在高空、海上等复杂恶劣的外部环境下，如温差变化大、风速剧烈、沙尘酸雨污染、海面环境波动强等等，导致风电机组故障率较高，增加风电场的运维成本。其中多数严重事故是由于机舱内部超温导致，风电机组机舱内的主要热源是舱内的运行部件，在运行过程中产生的摩擦、碰撞和电磁损耗都会导致升温，而润滑油和散热片在发电机的高强度运行中性能会下降，加上机舱内部其他部件运行状态的变化和环境的影响，这些因素综合作用导致风电机组机舱产生不确定温升。

3、在研究中发现，机舱温度的异常可能会导致部件损坏、风机停机等情况的发生，从而导致海上风电机组发生故障，无法正常运行或者执行工作任务，严重时还会引发火灾造成巨大的人财损失。因此，如何对海上风电机组的机舱温度进行预测，以对风电机组是否出现故障进行监测成了一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种海上风电机组机舱温度监测及故障预警系统，解决了机舱温度的异常可能会导致部件损坏、风机停机等情况的发生，从而导致海上风电机组发生故障，无法正常运行或者执行工作任务，严重时还会引发火灾造成巨大的人财损失的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种海上风电机组机舱温度监测及故障预警系统，包括红外热像模块，智能感应器模块、远程监测模块、动态调整传输速率模块、适应性路由选择模块、错误控制和重传模块、自我监测和优化模块、数据记录与分析模块和总监测模块；

3、红外热像模块，用于利用红外热像仪对机舱内部进行扫描，通过检测和分析不同区域的热辐射，得出机舱内部的温度分布情况；

4、智能感应器模块，包括有智能网络和人工智能，用于利用智能感应器网络，在机舱内部布置多个温度传感器，并将它们连接到一个智能网络中；

5、远程监测模块，包括有多个无线温度传感器，用于将监测到的机舱数据通过无线网络将数据传输到总检测模块中，以便进行实时分析和记录；

6、动态调整传输速率模块，用于红外热像模块、智能感应器模块和远程监测模块在传输至数据记录与分析模块的过程中，根据当前网络情况动态调整传输速率，如：在带宽较小或者网络拥堵时，降低传输速率以避免丢包和传输延迟；而在带宽充足时，提高传输速率以最大化数据传输效率；

7、适应性路由选择模块，用于红外热像模块、智能感应器模块和远程监测模块在传输至数据记录与分析模块的过程中，根据网络拓扑结构和路由器的当前负载选择最优路径，并使用基于跳数、延迟、带宽或其他性能指标的路由算法，以确保数据尽快到达目的地，并减少网络拥塞；

8、错误控制和重传模块，用于红外热像模块、智能感应器模块和远程监测模块在传输至数据记录与分析模块的过程中，处理数据包丢失或损坏的情况，可以根据网络反馈调整重传时间间隔或重传次数，从而提高数据的可靠性和传输成功率；

9、自我监测和优化模块，用于红外热像模块、智能感应器模块和远程监测模块在传输至数据记录与分析模块的过程中，通过周期性或事件驱动的自我监测，检测网络的状态变化，并进行相应的优化调整，优化调整包括监测丢包率、延迟变化和节点可达性，并及时做出响应以维持或提升通信质量。

10、优选的，海上风电机组机舱温度监测及故障预警系统，还包括自动报警模块、故障监测模块、数据预测模块、故障诊断模块和预警与通知模块。

11、优选的，自动报警模块，用于建立机舱内各部件温度的安全范围，因此，通过红外热像模块，智能感应器模块和远程监测模块对机舱内的温度实时进行监测，当机舱内某个部件的温度超过设定的安全范围时，此模块会自动触发报警，通知相关人员进行处理。

12、优选的，数据记录与分析模块，用于将红外热像模块，智能感应器模块和远程监测模块所监测到的温度数据长期记录并进行分析。

13、优选的，故障监测模块，包括各种传感器，如振动传感器、温度传感器和压力传感器，用于监测机舱内部各个部件的状态，实时监测机舱的运行情况，并且可以检测到潜在的故障迹象。

14、优选的，数据预测模块，用于通过故障监测模块对机舱内各项数据进行采集并进行数据处理和分析，通过对数据进行模式识别、特征提取、异常检测算法处理，可以识别出是否存在潜在的故障迹象；

15、数据预测模块利用数据挖掘和机器学习，可以建立机舱故障的预测模型，从而提前预警可能的故障，减少停机维护时间。

16、优选的，故障诊断模块，用于一旦数据预测模块诊断到异常情况或故障迹象，会通过预设的规则或算法进行故障诊断，确定故障的类型、位置和严重程度。

17、优选的，预警与通知模块，用于故障诊断模块确认有故障存在时，此模块会将预警信号传递至总监控模块并发出鸣笛，警示相关人员或系统操作员；

18、预警与通知模块，通常包括故障类型、位置、可能的影响以及建议的处理措施。

19、优选的，总监测模块，包括海上监测中心和岸上检测中心，用于将红外热像模块，智能感应器模块、远程监测模块和预警与通知模块所监测到的数据进行记录和存储，形成历史数据，为系统运行状况的分析和评估提供依据，帮助优化系统性能和提高可靠性。

20、本发明提供了一种海上风电机组机舱温度监测及故障预警系统。具备以下有益效果：

21、1、本发明通过利用红外热像模块，智能感应器模块和远程监测模块的三种不同的温度监测技术，可以对海上风电机组机舱温度进行有效监测，确保机舱内部的温度在安全范围内，并及时采取相应的措施，保障风电机组的正常运行，并且通过本实施方式，故障预警系统可以帮助及时发现设备故障，降低故障对生产和设备造成的损失，确保设备的安全运行。因此，这些模块的结合运用能够有效保障海上风电机组机舱内部的温度安全，最大程度地减少故障风险，确保风电系统的可靠稳定运行，降低了维护成本，并且这些模块的结合运用能够保障海上风电机组的安全稳定运行，提高设备的可靠性和效率，确保风电项目的长期可持续发展。

22、2、本发明通过动态调整传输速率模块，在带宽较小或网络拥堵时，降低传输速率有助于避免丢包和传输延迟，从而确保数据的可靠性和稳定性，在带宽充足时，提高传输速率能够最大化数据传输效率，快速将数据送达目的地，提升实时性和响应性。通过适应性路由选择模块，根据当前网络拓扑结构和路由器负载，选择最优的数据传输路径。通过基于跳数、延迟、带宽等性能指标的路由算法，减少传输时延和网络拥塞，确保数据快速稳定地到达目的地。通过错误控制和重传模块，处理数据包丢失或损坏情况，通过调整重传时间间隔或重传次数，提高数据的可靠性和传输成功率，这有助于确保即使在不稳定的网络环境下，数据也能够完整地传输和记录。

23、3、本发明通过自我监测和优化模块，周期性或事件驱动的自我监测能够及时检测网络状态的变化，如丢包率增加、延迟变化或节点可达性问题，根据监测到的变化，实时做出优化调整，保持或提升通信质量，这种响应性的优化可以确保数据传输过程中的稳定性和效率。综合而言，这些模块的结合运用，不仅能够在各种网络条件下保障数据的传输稳定性和可靠性，还能最大化数据传输效率，提升系统的整体性能和用户体验。这些优化能够有效支持数据的实时采集、传输和分析，从而提供更可靠和精确的监测与控制服务。