一种风电机房消防控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风电机房消防控制系统，包括：无线传感器网络，其设置在风电机房内，用于检测机房内的温度、烟雾浓度、氧气浓度、明火存在情况以及异常位置点；储气模块，其存储有二氧化碳气体；消防模块，其与所述储气模块连接，用于驱动所述储气模块释放二氧化碳；设备控制模块，其与风电机组连接，用于控制所述风电机组供电的启停；控制平台，其与所述无线传感器网络、消防模块和设备控制模块连接，用于接收所述无线传感器网络的检测数据，并控制所述消防模块和设备控制模块工作。本发明专利技术还提供一种风电机房消防控制系统的控制方法，在风电机房工作时，基于BP神经网络确定报警模块和消防模块的工作状态，提高机房内消防安全。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机房消防控制系统及控制方法
本专利技术涉及消防监控
，更具体的是，本专利技术涉及一种风电机房消防控制系统及控制方法。
技术介绍
风力发电主要依靠风力发电机组及其控制系统来实现。风力发电机组及其主控制系统都是安装在距离地面达60米以上的风力发电塔筒顶端的机舱内，整个机舱堪称是风力发电机组的心脏和大脑。由于风力发电机运行时会产生较高热量，在散热发生不畅，或机组发生故障使产生热量高于散热能力时，则积热会使机组迅速温升，如果温升不能及时发现并予以制止，当温度超过电机耐热点时，轻者将导致风力发电机或控制系统发生故障，齿轮箱内的齿轮油也有可能发生外漏。重者将引燃机舱内的电缆或控制系统电器中、已经外漏的齿轮油等可燃物，造成火情发生。相关技术中，正在运行的风力发电机组中，基本都缺乏对机舱内安全进行主动自动测控与消防的应急装置。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种风电机房消防控制系统，通过无线传感器网络检测机房内环境数据，对机房内消防安全进行实时监控，并控制消防模块和设备控制模块工作。本专利技术的另一个目的是设计开发了一种风电机房消防控制系统的控制方法，在风电机房工作时，基于BP神经网络确定报警模块和消防模块的工作状态，提高机房内消防安全。本专利技术还能根据机房内环境数据精确控制机房内二氧化碳气体的浓度，及时灭火，进一步提高机房内消防安全。本专利技术提供的技术方案为：一种风电机房消防控制系统，包括：无线传感器网络，其设置在风电机房内，用于检测机房内的温度、烟雾浓度、氧气浓度、明火存在情况以及异常位置点；储气模块，其存储有二氧化碳气体；消防模块，其与所述储气模块连接，用于驱动所述储气模块释放二氧化碳；设备控制模块，其与风电机组连接，用于控制所述风电机组供电的启停；控制平台，其与所述无线传感器网络、消防模块和设备控制模块连接，用于接收所述无线传感器网络的检测数据，并控制所述消防模块和设备控制模块工作。优选的是，还包括：报警模块，其与所述无线传感器网络连接，用于发出警报；紧急控制模块，其与所述控制平台连接，用于切断风电机组与电网的连接。优选的是，所述无线传感器网络包括：温度传感器，其均匀设置在所述风电机房内，用于检测风电机房内的温度；烟雾浓度传感器，其靠近所述温度传感器设置且与所述温度传感器一一对应，用于检测风电机房内的烟雾浓度；氧气浓度传感器，其靠近所述烟雾浓度传感器设置且与所述烟雾浓度传感器一一对应，用于检测风电机房内的氧气浓度；明火探测器，其均匀设置在所述风电机房内，用于检测风电机房内的是否产生明火；控制器，其与所述温度传感器、烟雾浓度传感器、氧气浓度传感器和明火探测器连接，用于接收所述温度传感器、烟雾浓度传感器、氧气浓度传感器和明火探测器的检测数据并确定风电机房内异常点的位置。一种风电机房消防控制系统的控制方法，包括：在风电机房工作时，基于BP神经网络确定报警模块和消防模块的工作状态，包括如下步骤：步骤1：按照采样周期，通过传感器采集机房内的温度、烟雾浓度、氧气浓度、明火存在情况以及异常位置点；步骤2：确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5}；其中，x1为机房内的温度，x2为机房内的烟雾浓度，x3为机房内的氧气浓度，x4为机房内的明火存在情况，x5为机房内的异常位置点，其中，所述输入层神经元值为当x4为1时，机房内存在明火，当x4为0时，机房内无明火；步骤3：所述输入层向量映射到中间层，中间层的神经元为m个；步骤:4：得到输出层神经元向量o＝{o1,o2}；其中，o1为报警模块的工作状态，o2为消防模块的工作状态，其中，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2}，当ok为1时，报警模块处于报警状态，消防模块驱动储气模块释放二氧化碳气体；当ok为0时，报警模块和消防模块处于不工作状态。优选的是，当o2＝1时，消防模块驱动储气模块释放二氧化碳气体，使得机房内二氧化碳气体的浓度满足：其中，c为机房内二氧化碳气体的浓度，cmax为机房内设定的二氧化碳气体的最大浓度，为机房内氧气的平均浓度，为机房内烟雾的平均浓度，e为自然对数的底数，N为机房内温度传感器的数量，Ti为第i个温度传感器检测的温度值，为对应季节的环境温度平均值，π为圆周率。优选的是，所述机房内设定的二氧化碳气体的最大浓度满足：cmax＝0.5。优选的是，所述机房内的异常位置点的确定包括如下步骤：步骤1：采集机房内各点的温度和烟雾浓度，分别将温度和烟雾浓度从小到大排列得到温度矩阵和烟雾浓度矩阵步骤2：将所述温度和烟雾浓度进行规格化得到规格化的温度矩阵和烟雾浓度矩阵其中，所述规格化公式为：式中，xj为规格化数值，Xj为测量数值，j＝1,2,...,N；XN和X1分别为相应测量数值中的最大值和最小值；步骤3：获取位置一一对应的且规格化后的温度与烟雾浓度的乘积，确定乘积最大值点为异常位置点。优选的是，当明火探测器检测到有明火存在时，确定明火点为风电机房内异常点的位置。优选的是，所述中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，p为输出层节点个数。优选的是，所述中间层及所述输出层的激励函数均采用S型函数fj(x)＝1/(1+e-x)。本专利技术所述的有益效果：(1)本专利技术提供的风电机房消防控制系统，通过无线传感器网络检测机房内环境数据，对机房内消防安全进行实时监控，并控制消防模块和设备控制模块工作。(2)本专利技术提供的风电机房消防控制系统的控制方法，在风电机房工作时，基于BP神经网络确定报警模块和消防模块的工作状态，提高机房内消防安全，还能根据机房内环境数据精确控制机房内二氧化碳气体的浓度，及时灭火，进一步提高机房内消防安全。(3)本专利技术还能根据规格化后的温度矩阵和烟雾浓度矩阵准确确定机房内的异常位置点。附图说明图1为本专利技术所述风电机房消防控制系统的模块示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供一种风电机房消防控制系统，包括：无线传感器网络，其设置在风电机房内，用于检测机房内的温度、烟雾浓度、氧气浓度、明火存在情况以及异常位置点；储气模块，其存储有二氧化碳气体；消防模块，其与所述储气模块连接，用于驱动所述储气模块释放二氧化碳；设备控制模块，其与风电机组连接，用于控制所述风电机组供电的启停；控制平台，其与所述无线传感器网络、消防模块和设备控制模块连接，用于接收所述无线传感器网络的检测数据，并控制所述消防模块和设备控制模块工作。报警模块，其与所述无线传感器网络连接，用于发出警报；紧急控制模块，其与所述控制平台连接，用于切断风电机组与电网的连接。所述无线传感器网络包括：温度传感器，其均匀设置在所述风电机房内，用于检测风电机房内的温度；烟雾浓度传感器，其靠近所述温度传感器设置且与所述温度传感器一一对应，用于检测风电机房内的烟雾浓度；氧气浓度传感器，其靠近所述烟雾浓度传感器设置且与所述烟雾浓度传感器一一对应，用于检测风电机房内的氧气浓度；明火探测器，其均匀设置在所述风电机房内，用于检测风电机房内的是否产生明火；控制器，其与所述温度传感器、烟雾浓度传感器、氧气浓度传感器和明火探测器连接，用于接收所述温度传感器、烟雾浓度传感器、氧气浓度传感器和明火探测器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机房消防控制系统，其特征在于，包括：无线传感器网络，其设置在风电机房内，用于检测机房内的温度、烟雾浓度、氧气浓度、明火存在情况以及异常位置点；储气模块，其存储有二氧化碳气体；消防模块，其与所述储气模块连接，用于驱动所述储气模块释放二氧化碳；设备控制模块，其与风电机组连接，用于控制所述风电机组供电的启停；控制平台，其与所述无线传感器网络、消防模块和设备控制模块连接，用于接收所述无线传感器网络的检测数据，并控制所述消防模块和设备控制模块工作。

【技术特征摘要】
1.一种风电机房消防控制系统，其特征在于，包括：无线传感器网络，其设置在风电机房内，用于检测机房内的温度、烟雾浓度、氧气浓度、明火存在情况以及异常位置点；储气模块，其存储有二氧化碳气体；消防模块，其与所述储气模块连接，用于驱动所述储气模块释放二氧化碳；设备控制模块，其与风电机组连接，用于控制所述风电机组供电的启停；控制平台，其与所述无线传感器网络、消防模块和设备控制模块连接，用于接收所述无线传感器网络的检测数据，并控制所述消防模块和设备控制模块工作。2.如权利要求1所述的风电机房消防控制系统，其特征在于，还包括：报警模块，其与所述无线传感器网络连接，用于发出警报；紧急控制模块，其与所述控制平台连接，用于切断风电机组与电网的连接。3.如权利要求1或2所述的风电机房消防控制系统，其特征在于，所述无线传感器网络包括：温度传感器，其均匀设置在所述风电机房内，用于检测风电机房内的温度；烟雾浓度传感器，其靠近所述温度传感器设置且与所述温度传感器一一对应，用于检测风电机房内的烟雾浓度；氧气浓度传感器，其靠近所述烟雾浓度传感器设置且与所述烟雾浓度传感器一一对应，用于检测风电机房内的氧气浓度；明火探测器，其均匀设置在所述风电机房内，用于检测风电机房内的是否产生明火；控制器，其与所述温度传感器、烟雾浓度传感器、氧气浓度传感器和明火探测器连接，用于接收所述温度传感器、烟雾浓度传感器、氧气浓度传感器和明火探测器的检测数据并确定风电机房内异常点的位置。4.一种风电机房消防控制系统的控制方法，其特征在于，包括：在风电机房工作时，基于BP神经网络确定报警模块和消防模块的工作状态，包括如下步骤：步骤1：按照采样周期，通过传感器采集机房内的温度、烟雾浓度、氧气浓度、明火存在情况以及异常位置点；步骤2：确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5}；其中，x1为机房内的温度，x2为机房内的烟雾浓度，x3为机房内的氧气浓度，x4为机房内的明火存在情况，x5为机房内的异常位置点，其中，所述输入层神经元值为当x4为1时，机房内存在明火，当x4为0时，机房内无明火；步骤3：所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立光，赵阳，王超，吴博琦，周路，迟耀丹，闫兴振，艾大鹏，胡为旭，康国庆，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22