一种海上风电无人巡检船控制系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开的一种海上风电无人巡检船控制系统及其工作方法，属于海上风电运维技术领域。包括第一无线通信模块、第一定位模块、第二无线通信模块、第二定位模块、测距模块和障碍识别模块；第一无线通信模块和第一定位模块设置在每个海上风机的塔筒上，第一无线通信模块与第一定位模块连接；第二无线通信模块、第二定位模块、测距模块和障碍识别模块设置在无人巡检船上，第二无线通信模块、第二定位模块、测距模块和障碍识别模块分别与无人巡检船控制模块连接，第二无线通信模块与第一无线通信模块通信互联。能够有效提升海上风电无人巡检的效率，自动化程度高，减少了人工成本、降低了运行费用，提高了海上风电运维的安全性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电无人巡检船控制系统及其工作方法
本专利技术属于海上风电运维
，具体涉及一种海上风电无人巡检船控制系统及其工作方法。
技术介绍
随着风电的快速发展，风电装机容量不断增大，风电在电网中的比重越来越高。因此，对于风电机组的安全可靠运行要求越来越高。当前，随着风电运维队伍的建设，人员业务技能的提升，风机常见故障几乎可控在控，故障消缺率基本可以达到百分之百。2018年，我国海上风电新增装机约180万千瓦，同比增长50％，累计装机达到460万千瓦，装机少于英国、德国，位列全球第三。目前还有多个海上风电项目在开工建设，到2020年建设及建成项目超过800万千瓦。目前，我国海上风电开发正处于由近海到远海、由浅水到深水、由起步到规模化开发的关键阶段，海上运维能力已得到大幅提升。随着海上风电数量的增加，同时在“竞价上网”的背景下，海上运维仍遇到不少困难。海上风电由于特殊的地理条件，如高盐雾高湿度对设备的影响，天气因素对维修窗口期的影响，海上风电整体运行维护成本较高，是陆上风电的两倍以上。由于风机远离陆地，因为天气等客观原因导致运维人员出于安全考虑无法出海，便不能第一时间发现问题，有可能会带来更大损失。而且人工巡检无论是经济成本还是安全成本均较高，机动灵活性较低；而现有的无线遥控技术受制于信号距离的限制，图像回传滞后等问题没有得到广泛的应用。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种海上风电无人巡检船控制系统及其工作方法，能够有效提升海上风电无人巡检的效率，自动化程度高，减少了人工成本、降低了运行费用，提高了海上风电运维的安全性和稳定性。本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术公开了一种海上风电无人巡检船控制系统，包括第一无线通信模块、第一定位模块、第二无线通信模块、第二定位模块、测距模块和障碍识别模块；第一无线通信模块和第一定位模块设置在每个海上风机的塔筒上，第一无线通信模块与第一定位模块连接；第二无线通信模块、第二定位模块、测距模块和障碍识别模块设置在无人巡检船上，第二无线通信模块、第二定位模块、测距模块和障碍识别模块分别与无人巡检船控制模块连接，第二无线通信模块与第一无线通信模块通信互联。优选地，测距模块为红外测距装置。优选地，障碍识别模块为激光测距装置。优选地，第一定位模块和第二定位模块为GPS模块或北斗定位模块。优选地，若干第一无线通信模块均布在每个海上风机的塔筒周向上。优选地，还包括紧急制动模块，紧急制动模块与障碍识别模块和无人巡检船的动力系统连接。本专利技术公开了上述海上风电无人巡检船控制系统的工作方法，包括以下步骤：步骤1：无人巡检船对海上风电场进行巡检任务时，将海上风电场内的海上风机进行排序，无人巡检船通过第一定位模块确定第一台海上风机的位置信息后通过第一无线通信模块发送至第二无线通信模块后发送至无人巡检船控制模块，通过第二定位模块确定无人巡检船的位置信息后发送至无人巡检船控制模块，确定无人巡检船的航线后全速行驶；步骤2：无人巡检船在行驶过程中通过障碍识别模块不断修正航线，并通过测距模块实时监测无人巡检船与海上风机的距离；步骤3：当无人巡检船进入船只减速制动区域后减速航行，当无人巡检船进入船只安全停靠区域后停留，进行巡检作业；步骤4：第一台海上风机的巡检作业完成后，按照海上风机的排序，与下一台海上风机建立通信，重复步骤1～3进行下一台海上风机的巡检作业，直至完成巡检任务。优选地，船只减速制动区域距离海上风机塔筒的距离为50m，船只安全停靠区域距离海上风机塔筒的距离为3～15m。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的一种海上风电无人巡检船控制系统，无人巡检船与待巡检的第一塔筒能够通过第一无线通信模块和第二无线通信模块建立通信，并通过自身的第二定位模块和位于海上风机上的第一定位模块获得两者的位置信息，从而建立航线，通过测距模块能够指引无人巡检船的减速制动和安全停靠，障碍识别模块能够实时修正路线、自动避障，保障无人巡检船在海上复杂环境下的安全。无人巡检船直接与海上风机建立通信，缩短了控制信号由陆地发送来的传递距离和时间，保证了通信所需的信号强度。能够有效提升海上风电无人巡检的效率，自动化程度高，减少了人工成本、降低了运行费用，提高了海上风电运维的安全性和稳定性。进一步地，测距模块采用红外测距装置，测程远，受环境影响小，稳定性高。进一步地，障碍识别模块采用激光测距装置，精度高、速度快，能够使无人巡检船及时避障，提高安全性。进一步地，在海上风机的塔筒周向上均布若干个第一无线通信模块，能够保证信号无死角，同时提高信号的强度。进一步地，当障碍识别模块检测到近距离突然出现障碍物时，紧急制动模块能够直接控制无人巡检船的动力系统进行紧急制动，提高安全性。本专利技术公开的上述海上风电无人巡检船控制系统的工作方法，能够有效提升海上风电无人巡检的效率，自动化程度高，减少了人工成本、降低了运行费用，提高了海上风电运维的及时性、安全性和稳定性。附图说明图1为本专利技术的海上风电无人巡检船控制系统的示意图；图2为本专利技术的无人巡检船的路线示意图。图中：1-第一无线通信模块，2-第一定位模块，3-第二无线通信模块，4-第二定位模块，5-测距模块，6-障碍识别模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述，其内容是对本专利技术的解释而不是限定：如图1，本专利技术的一种海上风电无人巡检船控制系统，包括第一无线通信模块1、第一定位模块2、第二无线通信模块3、第二定位模块4、测距模块5和障碍识别模块6。测距模块5优选采用红外测距装置，障碍识别模块6优选采用激光测距装置。第一定位模块2和第二定位模块4可以采用GPS模块或北斗定位模块。第一无线通信模块1和第一定位模块2设置在每个海上风机的塔筒上，优选的，若干第一无线通信模块1均布在每个海上风机的塔筒周向上。第一无线通信模块1与第一定位模块2连接；第二无线通信模块3、第二定位模块4、测距模块5和障碍识别模块6设置在无人巡检船上，第二无线通信模块3、第二定位模块4、测距模块5和障碍识别模块6分别与无人巡检船控制模块连接，第二无线通信模块3与第一无线通信模块1通信互联。在本专利技术的一个较优的实施例中，无人巡检船还设置有紧急制动模块，紧急制动模块与障碍识别模块6和无人巡检船的动力系统连接。上述海上风电无人巡检船控制系统的工作方法，包括以下步骤：步骤1：无人巡检船对海上风电场进行巡检任务时，依据海上风电场的实际情况，将每座塔筒标号命名为：Y1、Y2、Y3、......Yn，如图2，无人巡检船巡检出发前可根据巡检计划，将本次巡检任务中的海上风机进行排序。并且根据天气、海浪以及每台海上风机周围的环境，设置与每台海上风机对应的船只减速制动区域和船只安全停靠区域，分别记为B1、B2、B3、......Bn和A1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上风电无人巡检船控制系统，其特征在于，包括第一无线通信模块(1)、第一定位模块(2)、第二无线通信模块(3)、第二定位模块(4)、测距模块(5)和障碍识别模块(6)；/n第一无线通信模块(1)和第一定位模块(2)设置在每个海上风机的塔筒上，第一无线通信模块(1)与第一定位模块(2)连接；第二无线通信模块(3)、第二定位模块(4)、测距模块(5)和障碍识别模块(6)设置在无人巡检船上，第二无线通信模块(3)、第二定位模块(4)、测距模块(5)和障碍识别模块(6)分别与无人巡检船控制模块连接，第二无线通信模块(3)与第一无线通信模块(1)通信互联。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上风电无人巡检船控制系统，其特征在于，包括第一无线通信模块(1)、第一定位模块(2)、第二无线通信模块(3)、第二定位模块(4)、测距模块(5)和障碍识别模块(6)；
第一无线通信模块(1)和第一定位模块(2)设置在每个海上风机的塔筒上，第一无线通信模块(1)与第一定位模块(2)连接；第二无线通信模块(3)、第二定位模块(4)、测距模块(5)和障碍识别模块(6)设置在无人巡检船上，第二无线通信模块(3)、第二定位模块(4)、测距模块(5)和障碍识别模块(6)分别与无人巡检船控制模块连接，第二无线通信模块(3)与第一无线通信模块(1)通信互联。


2.根据权利要求1所述的海上风电无人巡检船控制系统，其特征在于，测距模块(5)为红外测距装置。


3.根据权利要求1所述的海上风电无人巡检船控制系统，其特征在于，障碍识别模块(6)为激光测距装置。


4.根据权利要求1所述的海上风电无人巡检船控制系统，其特征在于，第一定位模块(2)和第二定位模块(4)为GPS模块或北斗定位模块。


5.根据权利要求1所述的海上风电无人巡检船控制系统，其特征在于，若干第一无线通信模块(1)均布在每个海上风机的塔筒周向上。


6.根据权利要求1所述的海上风电无人...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，童彤，王剑钊，任鑫，王恩民，杨晓峰，王华，赵鹏程，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11