海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，涉及通讯控制技术领域，包括监测运营平台、海缆温度应变监测系统、海缆扰动监测系统和3D立体监测系统；监测运营平台分别与海缆温度应变监测系统、海缆扰动监测系统和3D立体监测系统连接；3D立体监测系统用于监测并确定位于海上风电场所处海域的交通工具运行状态；将相关的数据及报警信号发送给监测运营平台；通过海缆温度应变监测系统、海缆扰动监测系统和3D立体监测系统对海缆及海上风电场所处海域的交通工具进行全方位的监测，并将相关数据和信号发送给监测运营平台进行处理分析，可快速处理海缆故障，同时也可察觉交通工具在警戒海域带来的潜在风险，降低运营成本和故障损失。

【技术实现步骤摘要】
海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统
本专利技术涉及通讯控制
，特别是涉及一种海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统。
技术介绍
海上风能资源丰富，海上10m高度可开发利用的风能储量约7.5亿kW，海上风电必将成为我国未来清洁能源开发重点；由于海上风电场分布广阔、海上气候环境恶劣，海洋开发活动的日益增加，海域内的养殖、渔网及船锚对海缆的机械损伤事故时有发生。传统技术中配置了海缆在线监测系统，对海缆的温度和扰动进行了监测，由于只对海缆的温度和扰动进行监测，无法全方位地获取海缆及危及海缆的情况，造成无法挽回的损失，加大了运营的成本。
技术实现思路
基于此，有必要针对无法获取海缆及危及海缆的情况的问题，本专利技术提供了一种海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统。本专利技术实施例中提供了一种海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，包括监测运营平台、海缆温度应变监测系统、海缆扰动监测系统和3D立体监测系统；所述监测运营平台分别与所述海缆温度应变监测系统、所述海缆扰动监测系统和所述3D立体监测系统连接；所述海缆温度应变监测系统用于监测海缆的温度及应变并进行报警，且将对应的温度数据、温度报警信号、应变数据及应变报警信号发送给所述监测运营平台；所述海缆扰动监测系统用于监测海缆外部扰动并进行预警，并将对应的海缆扰动数据和海缆扰动预警信号发送给所述监测运营平台；所述3D立体监测系统用于监测并确定位于海上风电场所处海域的交通工具运行状态，并将所述交通工具的运行状态发送给所述监测运营平台，供所述监测运营平台处理分析；其中，所述交通工具包括潜水器、船舶及飞行器。在一个实施例中，所述3D立体监测系统包括船舶自动识别系统和雷达系统；所述监测运营平台分别与所述船舶自动识别系统和所述雷达系统连接；所述船舶自动识别系统用于确定具有自动识别功能的所述交通工具的运行状态；所述雷达系统用于确定不具备自动识别功能的所述交通工具的运行状态。在本实施例中，通过船舶自动识别系统和雷达系统可以全方位覆盖不同条件的交通工具，防止交通工具对海缆及海上升压站造成破坏。在一个实施例中，所述3D立体监测系统还包括高频电台；所述监测运营平台与所述高频电台连接；其中，在所述监测运营平台接收到所述交通工具的运行状态后，通过所述高频电台对位于海上风电场所处海域的所述交通工具进行引导驱离。在本实施例中，在获取到海上风电场所处海域的交通工具运行状态后，通过高频电台对危及海缆及海上升压站的交通工具进行引导驱离，可避免交通工具对海缆的破坏。在一个实施例中，所述海缆温度应变监测系统包括第一定位模块，所述第一定位模块用于确定发生温度及应变故障的海缆的位置信息，其中，所述温度报警信号和所述应变报警信号包含对应的所述位置信息；所述海缆扰动监测系统包括第二定位模块，所述第二定位模块用于确定发生扰动预警的海缆的位置信息，其中，所述海缆扰动预警信号包含对应的所述位置信息。在本实施例中，通过第一定位模块和第二定位模块获取海缆的位置信息，相应地，使得温度报警信号、应变报警信号和海缆扰动预警信号包含对应的位置信息，可使监测运营中心快速定位故障及预警位置，减少不必要的风险。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：本专利技术海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统各实施例，通过海缆温度应变监测系统、海缆扰动监测系统和3D立体监测系统对海缆及海上风电场所处海域的交通工具进行全方位的监测，并将相关的数据和信号发送给监测运营平台进行处理分析，可以快速处理海缆的故障，同时也可发现潜在风险，降低运营成本和故障带来的损失。附图说明图1为本专利技术实施例中海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统的第一结构示意图；图2为本专利技术实施例中海缆温度应变监测系统的位置示意图；图3为本专利技术实施例中拉曼测温系统主机的参数图；图4为本专利技术实施例中布里渊光时域分析系统主机的参数图；图5为本专利技术实施例中海缆扰动监测系统的位置示意图；图6为本专利技术实施例中海缆扰动监测系统主机的参数图；图7为本专利技术实施例中海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统的第二结构示意图图8为本专利技术实施例中探照灯系统的结构示意图；图9为本专利技术实施例中远程喊话系统的结构示意图；图10为本专利技术实施例中航标系统的位置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统进一步详细说明。应当理解，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，并不是旨在限制本专利技术。本专利技术实施例中提供了一种海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，如图1所示，包括监测运营平台10、海缆温度应变监测系统20、海缆扰动监测系统30和3D立体监测系统40；监测运营平台10分别与海缆温度应变监测系统20、海缆扰动监测系统30和3D立体监测系统40连接。海缆温度应变监测系统20用于监测海缆的温度及应变并进行报警，且将对应的温度数据、温度报警信号、应变数据及应变报警信号发送给监测运营平台10。在本实施例中，通过对海缆温度的监测，获取温度数据，并根据温度数据与预设值进行比较，超过预设值则发出温度报警信号，如最高温度报警信号、温升速率报警信号、平均温度报警信号、系统故障报警信号和光纤断裂报警信号等，并将温度数据和温度报警信号发送给监测运营平台10。此外，通过对海缆应变的监测，获取应变数据，并根据应变数据与预设值进行比较，超过预设值则发出应变报警信号，如最高应力报警、应力突变报警、系统故障报警和光纤断裂报警等，并将应变数据及应变报警信号发送给监测运营平台10。具体地，海缆温度应变监测系统20包括布里渊光时域分析系统(BOTDA)和拉曼测温系统(DTS)；其中，通过布里渊光时域分析系统的光时域反射功能(OTDR)模块，可实现1回单根从海上升压站至登陆点220KV的海底光电复合缆的温度在线监测；此外，采用拉曼测温系统可实现8回从海上升压站至各条35kV集电海缆的温度在线监测。更具体地，海缆温度应变监测系统20配置光纤温度监测系统主机，如图2所示，分别安装于海上升压站80的二次设备间及陆上集控中心60的继电器室，选取每回海缆中的双芯光纤70接入主机的光开关单元模块，相对应的海缆的另一端双芯光纤70熔接形成测量环路；此时，测量数据可利用220KV海缆的单芯光纤70实时传输至陆上集控中心60。其中，拉曼测温系统主机的参数要求如图3所示，通道数为8通道，测量距离为10千米(km)/通道，测量时间小于等于15秒(s)/通道，测量方式为单端，定位精度为1米(m)，温度分辨率为1.5摄氏度(℃)，空间分辨率为3m，温度精度为±1.0℃，报警分区500个以上，并通过协议输出。此外，继电器输出的参数为48路内置式且可扩展，断纤报警具备继电器输出及声光提示，主机功耗为17W～30W，电源要求：电压220V频率50Hz的交流电源或电压24V的直流电源，主机尺寸为19寸3U上机架设备，主机工作温度0～+45℃，主机湿度5～95％，主机操作系统为嵌入式，主机设有通信接口包含RS232、RS485、USB、继电器和RJ45。其中，布里渊光时域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，其特征在于，包括监测运营平台、海缆温度应变监测系统、海缆扰动监测系统和3D立体监测系统；所述监测运营平台分别与所述海缆温度应变监测系统、所述海缆扰动监测系统和所述3D立体监测系统连接；所述海缆温度应变监测系统用于监测海缆的温度及应变并进行报警，且将对应的温度数据、温度报警信号、应变数据及应变报警信号发送给所述监测运营平台；所述海缆扰动监测系统用于监测海缆外部扰动并进行预警，并将对应的海缆扰动数据和海缆扰动预警信号发送给所述监测运营平台；所述3D立体监测系统用于监测并确定位于海上风电场所处海域的交通工具运行状态，并将所述交通工具的运行状态发送给所述监测运营平台，供所述监测运营平台处理分析；其中，所述交通工具包括潜水器、船舶及飞行器。

【技术特征摘要】
1.一种海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，其特征在于，包括监测运营平台、海缆温度应变监测系统、海缆扰动监测系统和3D立体监测系统；所述监测运营平台分别与所述海缆温度应变监测系统、所述海缆扰动监测系统和所述3D立体监测系统连接；所述海缆温度应变监测系统用于监测海缆的温度及应变并进行报警，且将对应的温度数据、温度报警信号、应变数据及应变报警信号发送给所述监测运营平台；所述海缆扰动监测系统用于监测海缆外部扰动并进行预警，并将对应的海缆扰动数据和海缆扰动预警信号发送给所述监测运营平台；所述3D立体监测系统用于监测并确定位于海上风电场所处海域的交通工具运行状态，并将所述交通工具的运行状态发送给所述监测运营平台，供所述监测运营平台处理分析；其中，所述交通工具包括潜水器、船舶及飞行器。2.根据权利要求1所述的海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，其特征在于，所述3D立体监测系统包括船舶自动识别系统和雷达系统；所述监测运营平台分别与所述船舶自动识别系统和所述雷达系统连接；所述船舶自动识别系统用于确定具有自动识别功能的所述交通工具的运行状态；所述雷达系统用于确定不具备自动识别功能的所述交通工具的运行状态。3.根据权利要求1所述的海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，其特征在于，所述3D立体监测系统还包括视频系统，所述视频系统与所述监测运营平台连接；所述视频系统用于实时监测并确定位于海上风电场所处海域的所述交通工具的运行状态。4.根据权利要求1至3中任一所述的海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，其特征在于，所述交通工具的运行状态包括航行速度、航行方向和所处位置。5.根据权利要求1至3中任一所述的海上风电场的船舶交通管理及海缆监测系统，其特征在于，所述3D立体监测系统还包括高频电台；所述监测运营平台与所述高频电台连接；其中，在所述监测运营平台接收到所述交通工...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨源，徐晓燕，阳熹，汪少勇，刘晋超，郑明，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44