风力发电机组的噪声数据采集系统及风力发电场技术方案

本申请提供一种风力发电机组的噪声数据采集系统及风力发电场。噪声数据采集系统包括：机组数据采集模块、测风塔传感器接口模块、采集数据处理模块、声级计接口模块和信号处理装置；机组数据采集模块的输入端与风力发电机组的主控制器通信连接，机组数据采集模块的输出端与采集数据处理模块的第一输入端通信连接；测风塔传感器接口模块的输出端与采集数据处理模块的第二输入端通信连接；采集数据处理模块的输出端与信号处理装置通信连接；声级计接口模块与信号处理装置通信连接，将采集的预设的噪声信号测点的声学数据传输至信号处理装置。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的噪声数据采集系统及风力发电场
本申请实施例涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电机组的噪声数据采集系统及风力发电场。
技术介绍
风电作为一种清洁能源，其环境效益主要体现在不排放任何有害气体、不消耗水资源以及减排二氧化碳。但是，如果处理不当，风电可能造成噪声污染。当前风力发电系统的风轮机系统设计安装的许多核心技术问题已初步得到解决，但在风电机组运行与维护过程中，存在风电波动性电源难以调节、噪声环境影响较大等问题。风电场的噪声过大已成为制约风电发展的重要因素之一。现有的噪声测试系统能够满足IEC61400-11标准要求，但在实际测试过程中存在一些问题。我国风电场所处的自然环境通常比较恶劣，全年大部分时间气温较低，电缆铺设存在困难，当遭遇雨雪等天气条件时对设备缺乏有效的保护，噪声测试现场需要工作人员一直留守，工作条件恶劣，噪声测试过程中测试设备需要根据风向的变化进行调整，更增加了现场工作量。随着测试标准及测试技术的发展和进步，噪声测试标准也更新到了IEC61400-11:2012，对数据采样、采集、分析判定有了更高的要求，可是现有的非声学数据采集不能同步和实时采集，从而导致数据采集不便，进而影响风力发电机组噪声测试结果精确性和一致性。
技术实现思路
本申请实施例的目的旨在提供一种风力发电机组的噪声数据采集系统及风力发电场，用以解决现有技术存在的非声学数据采集不能同步和实时采集的技术问题。为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种风力发电机组的噪声数据采集系统，包括：机组数据采集模块、测风塔传感器接口模块、采集数据处理模块、声级计接口模块和信号处理装置；机组数据采集模块的输入端与风力发电机组的主控制器通信连接，机组数据采集模块的输出端与采集数据处理模块的第一输入端通信连接，用于将采集的风力发电机组的运行信号传输至采集数据处理模块；测风塔传感器接口模块的输出端与采集数据处理模块的第二输入端通信连接，用于将采集到的气象信号传输至采集数据处理模块；采集数据处理模块的输出端与信号处理装置通信连接，将非声学数据传输至信号处理装置，非声学数据包括运行信号和气象信号；声级计接口模块与信号处理装置通信连接，将采集的预设的噪声信号测点的声学数据传输至信号处理装置；信号处理装置，用于根据非声学数据和声学数据进行风力发电机组的噪声测试。可选地，本申请实施例的噪声数据采集系统还包括：运行信号接口和气象信号接口；机组数据采集模块的输入端通过运行信号接口与风力发电机组的主控制器通信连接；测风塔传感器接口模块通过气象信号接口与测风塔传感器通信连接；运行信号接口和/或气象信号接口为可插拔接口。可选地，申请实施例的噪声数据采集系统还包括：信号防雷器和信号采集模块；测风塔传感器接口模块的输出端依次通过信号防雷器和信号采集模块与采集数据处理模块的第二输入端通信连接。可选地，申请实施例的噪声数据采集系统还包括：第一防雷接口和第二防雷接口；信号防雷器一端通过第一防雷接口与测风塔传感器接口模块的输出端通信连接；信号防雷器另一端通过第二防雷接口与信号采集模块的输入端通信连接；第一防雷接口和/或第二防雷接口为可插拔接口。可选地，采集数据处理模块和声级计接口模块均与卫星天线通信连接，用于获取卫星天线的时间信号，使得采集数据处理模块输出的非声学数据和声级计接口模块输出的声学数据时间一致；或，采集数据处理模块和声级计接口模块均与信号处理装置通信连接，用于获取信号处理装置的时间信号，使得采集数据处理模块输出的非声学数据和声级计接口模块输出的声学数据时间一致。可选地，机组数据采集模块为倍福CX1020嵌入式PC采集模块，倍福CX1020嵌入式PC采集模块通过倍福CX1500-M510PLC集成模块连接至的风力发电机组的主控制器；以及/或者，采集数据处理模块为IMCBusDAQ主采集模块。第二方面，本申请实施例还提供一种风力发电场，包括：风力发电机组、测风塔传感器、声级计和第一方面的风力发电机组的噪声数据采集系统；测风塔传感器设于风力发电机组周围预设位置范围内；声级计设于预设的噪声信号测点。可选地，测风塔传感器包括：风速传感器、风向传感器、温湿度传感器和气压传感器；信号防雷器包括第一信号防雷器、第二信号防雷器、第三信号防雷器和第四信号防雷器；风速传感器、风向传感器、温湿度传感器和气压传感器，分别通过第一信号防雷器、第二信号防雷器、第三信号防雷器和第四信号防雷器与信号采集模块的输入端通信连接。可选地，风速传感器与第一信号防雷器之间设有频率调理模块，用于将风速传感器输出的频率信号转换为电压信号；风向传感器与第二信号防雷器之间设有电阻调理模块，用于将风向传感器输出的电阻信号转换为电压信号；温湿度传感器与第三信号防雷器之间设有电流调理模块，用于将温湿度传感器输出的电流信号转换为电压信号。可选地，测风塔传感器位于测风塔上；风力发电机组周围预设位置范围包括：测风塔位于风力发电机组的左后方或右后方，且测风塔与风力发电机组之间的距离为风力发电机组的叶轮直径的1-2倍。可选地，声级计为B&K2250型号声级计。相比现有技术，本申请实施例的技术方案至少具有以下有益技术效果：本申请实施例的测风塔传感器接口模块和机组数据采集模块分别与采集数据处理模块的两个输入端通信连接，采集数据处理模块的输出端将包括运行信号和气象信号的非声学数据发送给信号处理装置。本申请实施例通过采集数据处理模块将运行信号和气象信号合并，实现了非声学数据的同步和实时采集，采集数据方便，提高了风力发电机组噪声测试精确性和一致性。同时，本申请实施例通过对风力发电机组噪声的准确测量，促进了风力发电机组的噪声优化，以寻求风力发电和噪声防护的平衡点，保证风电行业的健康发展。本申请实施例开发了风力发电机组噪声测试非声学数据的采集系统，并具有可扩展功能，实现了噪声测试时声学数据和非声学数据的同步性和实时性的采集，提高了风力发电机组噪声测试的准确性，保证了声学数据和非声学测量数据的准确性和一致性，提高了测试效率，同时也为后期风力发电机组的噪声问题分析和优化提供了有力数据支撑。本申请实施例提供的噪声数据采集系统为便携式装置，该系统采用多个插拔接口与被测风电场中的风力发电机组和测风塔分别连接，使得测试现场安装方便快捷且易于现场搬运，减低了人力和时间成本，提高了测试效率。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本申请一个实施例风力发电机组的噪声数据采集系统的结构框图；图2为本申请另一个实施例风力发电机组的噪声数据采集系统的结构框图；图3为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的噪声数据采集系统，其特征在于，包括：机组数据采集模块、测风塔传感器接口模块、采集数据处理模块、声级计接口模块和信号处理装置；/n所述机组数据采集模块的输入端与风力发电机组的主控制器通信连接，所述机组数据采集模块的输出端与所述采集数据处理模块的第一输入端通信连接，用于将采集的风力发电机组的运行信号传输至所述采集数据处理模块；/n所述测风塔传感器接口模块的输出端与所述采集数据处理模块的第二输入端通信连接，用于将采集到的气象信号传输至所述采集数据处理模块；/n所述采集数据处理模块的输出端与信号处理装置通信连接，将非声学数据传输至所述信号处理装置，所述非声学数据包括所述运行信号和所述气象信号；/n所述声级计接口模块与所述信号处理装置通信连接，将采集的预设的噪声信号测点的声学数据传输至所述信号处理装置；/n所述信号处理装置，用于根据所述非声学数据和所述声学数据进行风力发电机组的噪声测试。/n

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的噪声数据采集系统，其特征在于，包括：机组数据采集模块、测风塔传感器接口模块、采集数据处理模块、声级计接口模块和信号处理装置；
所述机组数据采集模块的输入端与风力发电机组的主控制器通信连接，所述机组数据采集模块的输出端与所述采集数据处理模块的第一输入端通信连接，用于将采集的风力发电机组的运行信号传输至所述采集数据处理模块；
所述测风塔传感器接口模块的输出端与所述采集数据处理模块的第二输入端通信连接，用于将采集到的气象信号传输至所述采集数据处理模块；
所述采集数据处理模块的输出端与信号处理装置通信连接，将非声学数据传输至所述信号处理装置，所述非声学数据包括所述运行信号和所述气象信号；
所述声级计接口模块与所述信号处理装置通信连接，将采集的预设的噪声信号测点的声学数据传输至所述信号处理装置；
所述信号处理装置，用于根据所述非声学数据和所述声学数据进行风力发电机组的噪声测试。


2.根据权利要求1所述的风力发电机组的噪声数据采集系统，其特征在于，还包括运行信号接口和气象信号接口；
所述机组数据采集模块的输入端通过运行信号接口与风力发电机组的主控制器通信连接；
所述测风塔传感器接口模块通过所述气象信号接口与测风塔传感器通信连接；
所述运行信号接口和/或所述气象信号接口为可插拔接口。


3.根据权利要求1所述的风力发电机组的噪声数据采集系统，其特征在于，还包括：信号防雷器和信号采集模块；
所述测风塔传感器接口模块的输出端依次通过所述信号防雷器和所述信号采集模块与所述采集数据处理模块的第二输入端通信连接。


4.根据权利要求3所述的风力发电机组的噪声数据采集系统，其特征在于，还包括：第一防雷接口和第二防雷接口；
所述信号防雷器一端通过第一防雷接口与所述测风塔传感器接口模块的输出端通信连接；
所述信号防雷器的另一端通过第二防雷接口与所述信号采集模块的输入端通信连接；
所述第一防雷接口和/或所述第二防雷接口为可插拔接口。


5.根据权利要求1所述的风力发电机组的噪声数据采集系统，其特征在于，
所述采集数据处理模块和所述声级计接口模块均与卫星天线通信连接，用于获取所述卫星天线的时间信号，使得所述采集数据处理模块输出的非声学数据和所述声级计接口模块输出的声学数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强松，王二卫，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65