一种风力发电机组全方位安全监控系统技术方案

本发明专利技术提供一种风力发电机组全方位安全监控系统，通过本发明专利技术的运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元可以全方位的监控风力发电机组，所述各单元都重新进行了设计，最大限度的确保了风力发电机组的高效以及稳定运行，具有非常积极的现实意义。

Omnibearing safety monitoring system of wind turbine generator set

The present invention provides a full range of safety monitoring and control system of a wind turbine, the operation state of the detection unit, intelligent fire unit, security monitoring unit can monitor the full range of wind turbine, the units are redesigned, the maximum wind power generator to ensure the efficient and stable operation, with very positive practical significance.

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组全方位安全监控系统
本专利技术涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电机组全方位安全监控系统。
技术介绍
随着“互联网+”智慧能源发展指导意见印发，作为重要组成部分的风能发电如今被赋予了更多的智慧基因。我国的风电行业从2006年后才开始抢规模、抢装机，到2014年的效益挖掘、设备改造，然而相比于火电、水电、核电以及其他行业，风电场智能化真正起步着实很晚。随着我国的风电装机容量迅猛增长，总装机容量比例逐年增加，单机容量为兆瓦级大型风力发电机组以及上百兆瓦风电场正得到迅速发展；但是由于风电场大多建于偏远地区，基本属于无人或远程监控状态，而且风机内部结构复杂，故障率高，火灾隐患大，大部分风电场未曾安装与消防、安保和运行状态监控相关的系统，即使有些安装了上述个别系统，但是各系统均是独立运行，效率低下，稳定性差，无法从真正意义上给风力发电机组提供全方位的保护。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。根据本专利技术的实施方式，提出了一种风力发电机组全方位安全监控系统，所述系统包括主控单元、运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元、CAN总线、CAN总线传输单元；其中，所述运行状态检测单元包括振动状态检测单元、运行状态预测单元以及电性能实时检测单元；所述智能消防单元包括消防检测与报警单元以及智能灭火单元；所述安保监控单元包括闯入检测单元以及报警单元；所述CAN总线用于连接主控单元、运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元，所述各单元通过CAN总线传输单元接入CAN总线。根据本专利技术的具体实施方式，所述振动状态检测单元具体包括振动检测分控器、振动测试器、重力传感器、频率信息获取单元、阈值存储单元、以及振动相关故障告警单元。所述振动测试器安装于风力发电机组的机舱中部，所述重力传感器为两个，安装在风力发电机组的水平平面内互相垂直的方向，并且与振动测试器连接，所述重力传感器输出两个垂直方向的实时振动信号；所述振动测试器中内置五个信号捕获与提取单元，每个信号捕获与提取单元通过各自的确切的边界频率来捕获各个振动监测信号，得到各个振动监测信号的特征信号，之后将特征信号进行提取，得到实际需要的各个振动监测信号，所述振动监测信号包括塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率、以及安全冲击频率。所述振动检测分控器预先根据风电机组的运行情况和振动监测分析标准对塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率、安全冲击频率的振动监测信号分别设置相应的安全阈值，并存储于阈值存储单元。所述振动测试器将获得的塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率的实际需要的振动监测信号传送给频率信息获取单元；振动检测分控器将频率信息获取单元所获得的塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率、以及安全冲击频率的振动监测信号和阈值存储单元存储的对应振动监测信号的安全阈值进行对比，振动检测分控器会根据对比后的结果，如上述振动监测信号超出安全阈值，则通过振动相关故障告警单元向主控单元报告，由主控单元下达停机或检修等处理指令。根据本专利技术的具体实施方式，所述运行状态预测单元，可对风力发电机组实时运行状态进行预测，其具体包括：运行参数检测单元，用于获取风力发电机组运行状态各预测所需参数模拟量的监测数据；数字化单元，对运行参数检测单元获得的机组运行状态各预测所需参数模拟量的监测数据进行数字化处理，获得风力发电机组运行状态预测参数的退化度；加权系数确定单元，将风力发电机组运行状态预测参数划分为多个分组，根据风力发电机组运行状态预测参数的退化度，实时计算风力发电机组运行状态预测参数的加权系数；运行状态预测分控器，将每个项目内的风力发电机组运行状态预测参数构成混沌预测矩阵，结合各风力发电机组运行状态预测参数的加权系数，预测风力发电机组实时运行状态，并向主控器发送运行状态预测结果，供控制中心参考。所述运行参数检测单元从风力发电机组控制系统获取风力发电机组运行状态预测所需参数模拟量。根据本专利技术的具体实施方式，所述电性能实时检测单元具体包括：电压信号分隔电路、电压信号转换电路、电流信号分隔电路、电流信号转换电路、多信道同步采集芯片、电性能检测分控器、RAM和显示器；电压信号分隔电路的电压信号输入端与外部电压互感器的电压信号输出端相连；电压信号分隔电路的电压信号输出端与电压信号转换电路的电压信号输入端相连；所述电压信号转换电路的电压信号输出端与多信道同步采集芯片的电压信号输入端相连；电流信号分隔电路的电流信号输入端与外部电流互感器的电流信号输出端相连；电流信号分隔电路的电流信号输出端与电流信号转换电路的电流信号输入端相连；所述电流信号转换电路的电流信号输出端与多信道同步采集芯片的电流信号输入端相连；所述多信道同步采集芯片的采集信号输出端与电性能检测分控器的采集信号输入端相连；所述电性能检测分控器的存储数据输出输入端与RAM的存储数据输出输入端相连；所述显示器的显示信号输入端与电性能检测分控器的显示信号输出端相连。根据本专利技术的具体实施方式，所述智能灭火单元由传送单元和智能灭火分控器组成；所述传送单元包括空气压缩机，高压气罐，压力阀，止逆阀，输送通道，干粉灭火剂喷头，超细碳酸二氢铵灭火粉；所述智能灭火分控器包括灭火指令接收单元和电动阀门，在所述灭火指令接收单元接收到主控器发送的灭火指令时，开启电动阀门，准备喷射超细灭火粉。通过本专利技术的上述运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元可以全方位的监控风力发电机组，所述各单元都重新进行了设计，最大限度的确保了风力发电机组的高效以及稳定运行，具有非常积极的现实意义。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：附图1示出了根据本专利技术实施方式的风力发电机组全方位安全监控系统结构示意图；附图2示出了根据本专利技术实施方式的振动状态检测单元结构示意图；附图3示出了根据本专利技术实施方式的运行状态预测单元结构示意图；附图4示出了根据本专利技术实施方式的电性能实时检测单元结构示意图；附图5示出了根据本专利技术实施方式的消防检测与报警单元结构示意图；附图6示出了根据本专利技术实施方式的智能灭火单元结构示意图；附图7示出了根据本专利技术实施方式的安保监控单元结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。根据本专利技术的实施方式，提出了一种风力发电机组全方位安全监控系统，如附图1所示，所述系统包括主控单元、运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元、CAN总线、CAN总线传输单元；其中，所述运行状态检测单元包括振动状态检测单元、运行状态预测单元以及电性能实时检测单元；所述智能消防单元包括消防检测与报警单元以及智能灭火单元；所述安保监控单元包括闯入检测单元以及报警单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组全方位安全监控系统，所述系统包括主控单元、运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元、CAN总线、CAN总线传输单元；其中，所述运行状态检测单元包括振动状态检测单元、运行状态预测单元以及电性能实时检测单元；所述智能消防单元包括消防检测与报警单元以及智能灭火单元；所述安保监控单元包括闯入检测单元以及报警单元；所述CAN总线用于连接主控单元、运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元，所述各单元通过CAN总线传输单元接入CAN总线。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组全方位安全监控系统，所述系统包括主控单元、运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元、CAN总线、CAN总线传输单元；其中，所述运行状态检测单元包括振动状态检测单元、运行状态预测单元以及电性能实时检测单元；所述智能消防单元包括消防检测与报警单元以及智能灭火单元；所述安保监控单元包括闯入检测单元以及报警单元；所述CAN总线用于连接主控单元、运行状态检测单元、智能消防单元、安保监控单元，所述各单元通过CAN总线传输单元接入CAN总线。2.一种如权利要求1所述的系统，所述振动状态检测单元具体包括振动检测分控器、振动测试器、重力传感器、频率信息获取单元、阈值存储单元、以及振动相关故障告警单元；所述振动测试器安装于风力发电机组的机舱中部，所述重力传感器为两个，安装在风力发电机组的水平平面内互相垂直的方向，并且与振动测试器连接，所述重力传感器输出两个垂直方向的实时振动信号；所述振动测试器中内置五个信号捕获与提取单元，每个信号捕获与提取单元通过各自的确切的边界频率来捕获各个振动监测信号，得到各个振动监测信号的特征信号，之后将特征信号进行提取，得到实际需要的各个振动监测信号，所述振动监测信号包括塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率、以及安全冲击频率；所述振动检测分控器预先根据风电机组的运行情况和振动监测分析标准对塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率、安全冲击频率的振动监测信号分别设置相应的安全阈值，并存储于阈值存储单元；所述振动测试器将获得的塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率的实际需要的振动监测信号传送给频率信息获取单元；振动检测分控器将频率信息获取单元所获得的塔架自振频率、叶片挥动频率、叶片摆动频率、其它低频部件自振频率、以及安全冲击频率的振动监测信号和阈值存储单元存储的对应振动监测信号的安全阈值进行对比，振动检测分控器会根据对比后的结果，如上述振动监测信号超出安全阈值，则通过振动相关故障告警单元向主控单元报告，由主控单元下达停机或检修等处理指令。3.一种如权利要求1所述的系统，所述运行状态预测单元，用于对风力发电机组实时运行状...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沛，
申请(专利权)人：特斯联北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11