一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控方法，尤其是涉及一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。截止2008年底，中國(guó)累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)組11600多臺(tái)，裝機(jī)規(guī)模約12.15GW。眾所周知，風(fēng)電場(chǎng)通常地處邊遠(yuǎn)地區(qū)，運(yùn)行環(huán)境差，維護(hù)難度大，為保證風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，就需要有性能完善的監(jiān)控系統(tǒng)。目前各大風(fēng)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)還采用傳統(tǒng)的有線(xiàn)采集和傳輸。由于風(fēng)機(jī)的監(jiān)控需要雙向通訊，采用有線(xiàn)就意味著風(fēng)機(jī)傳感器到采集中心、采集中心到中央控制室之間總共需要四條線(xiàn)。這對(duì)于風(fēng)機(jī)較多的風(fēng)場(chǎng)來(lái)說(shuō)不僅接線(xiàn)工作量增大，更重要的是受環(huán)境影響，電纜容易出故障，人工排查和修復(fù)是一大問(wèn)題，這也直接導(dǎo)致投入成本和運(yùn)營(yíng)成本的提高，其中通信的安全與穩(wěn)定都是各大風(fēng)場(chǎng)所面臨的直接挑戰(zhàn)。
[0003]隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，其在工業(yè)化、信息化和自動(dòng)化方面取得了實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用。因此，發(fā)明一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)且能就地進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的監(jiān)測(cè)方法具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，能夠利用微處理器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行就地處理，然后通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將處理結(jié)果傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)接線(xiàn)不便、遠(yuǎn)程通信能力弱、運(yùn)營(yíng)成本聞等問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]步驟一，建立通信連接:感知層子系統(tǒng)和傳輸層子系統(tǒng)之間以及傳輸層子系統(tǒng)和管理層子系統(tǒng)之間均通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，所述感知層子系統(tǒng)、傳輸層子系統(tǒng)和管理層子系統(tǒng)均設(shè)置有GPRS通信模塊；所述感知層子系統(tǒng)包括傳感器單元、模擬開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)隔離電路、信號(hào)調(diào)理電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和3G攝像機(jī)，所述模擬開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)隔離電路、信號(hào)調(diào)理電路、增益控制電路和A/D轉(zhuǎn)換電路依次相接，所述傳感器單元包括速度傳感器、振動(dòng)傳感器、聲音傳感器、溫度傳感器、風(fēng)力傳感器、變頻功率傳感器以及分別與變頻功率傳感器和模擬開(kāi)關(guān)電路相接的二次儀表，上述傳感器均與模擬開(kāi)關(guān)電路相接；所述傳輸層子系統(tǒng)包括處理器、視頻壓縮模塊和報(bào)警模塊，所述視頻壓縮模塊和報(bào)警模塊均與處理器相接；所述管理層子系統(tǒng)包括通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和監(jiān)控主機(jī)，所述通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器均與監(jiān)控主機(jī)相接；
[0007]步驟二，感知層子系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組參數(shù)與風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行感知和采集，包括以下方式:
[0008]速度傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
[0009]變頻功率傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)的電壓和電流進(jìn)行采樣，二次儀表對(duì)所述電壓和電流的采樣值進(jìn)行計(jì)算，以獲得電壓有效值、電流有效值、有功功率等參數(shù)；
[0010]振動(dòng)傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)工作時(shí)的振動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
[0011]聲音傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)工作時(shí)發(fā)出的噪聲情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
[0012]風(fēng)力傳感器對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
[0013]溫度傳感器對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
[0014]3G攝像機(jī)對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行視頻拍攝，并通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)將拍攝到的視頻信息無(wú)線(xiàn)傳輸給視頻壓縮模塊；
[0015]模擬開(kāi)關(guān)電路按一定開(kāi)關(guān)頻率將速度傳感器、變頻功率傳感器、振動(dòng)傳感器、聲音傳感器、風(fēng)力傳感器和溫度傳感器檢測(cè)的信號(hào)經(jīng)信號(hào)隔離電路傳輸給信號(hào)調(diào)理電路；
[0016]信號(hào)調(diào)理電路將接收到的信號(hào)進(jìn)行一次放大、線(xiàn)性化和濾波處理后傳輸給增益控制電路；
[0017]增益控制電路將接收到的信號(hào)進(jìn)行二次放大后傳輸給A/D轉(zhuǎn)換電路；
[0018]A/D轉(zhuǎn)換電路將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后經(jīng)GPRS通信模塊和GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)傳輸給所述處理器；
[0019]所述速度傳感器、變頻功率傳感器、振動(dòng)傳感器、聲音傳感器、風(fēng)力傳感器和溫度傳感器均與模擬開(kāi)關(guān)電路相接；
[0020]步驟三，傳輸層子系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)感知和采集到的信號(hào)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，具體包括:視頻壓縮模塊將接收到的視頻信息經(jīng)壓縮后傳輸給所述處理器；處理器將A/D轉(zhuǎn)換電路傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)和所述視頻壓縮信號(hào)經(jīng)編碼、調(diào)制、擴(kuò)頻處理后經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸給所述通信服務(wù)器；
[0021]步驟四，管理層子系統(tǒng)對(duì)感知層子系統(tǒng)獲取的信號(hào)進(jìn)行綜合管理和發(fā)布，具體包括:通信服務(wù)器具有路由、網(wǎng)關(guān)和調(diào)制解調(diào)功能，負(fù)責(zé)所述處理器和監(jiān)控主機(jī)的信息交互；監(jiān)控主機(jī)對(duì)接收到的信息進(jìn)行存取和顯示，并根據(jù)實(shí)時(shí)感知的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)服務(wù)器中的歷史數(shù)據(jù)對(duì)感知層子系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)控制命令；
[0022]步驟五，故障診斷與報(bào)警:所述處理器對(duì)接收到的信號(hào)與相應(yīng)信號(hào)閾值進(jìn)行比較，若任一信號(hào)超出閾值范圍，則驅(qū)動(dòng)所述報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0023]上述一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，其特征是:所述處理器為ARM微處理器。
[0024]上述一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，其特征是:所述視頻壓縮模塊內(nèi)置有3G通信模塊。
[0025]上述一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，其特征是:所述模擬開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)頻率為10HZ0
[0026]上述一種風(fēng)力發(fā)電的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，其特征是:所述GPRS通信模塊為DATA-6121低功耗無(wú)線(xiàn)模塊。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單方便、投入成本低；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有數(shù)據(jù)傳輸速率快、功能易擴(kuò)展、網(wǎng)絡(luò)自組織、自愈能力強(qiáng)等特點(diǎn)，有效解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)接線(xiàn)不便、遠(yuǎn)程通信能力弱、運(yùn)營(yíng)成本高等問(wèn)題。
[0028]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1所示，本發(fā)明包括以下步驟:
[0031]步驟一，建立通信連接:感知層子系統(tǒng)和傳輸層子系統(tǒng)之間以及傳輸層子系統(tǒng)和管理層子系統(tǒng)之間均通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，所述感知層子系統(tǒng)、傳輸層子系統(tǒng)和管理層子系統(tǒng)均設(shè)置有GPRS通信模塊；所述感知層子系統(tǒng)包括傳感器單元、模擬開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)隔離電路、信號(hào)調(diào)理電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和3G攝像機(jī)，所述模擬開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)隔離電路、信號(hào)調(diào)理電路、增益控制電路和A/D轉(zhuǎn)換電路依次相接，所述傳感器單元包括速度傳感器、振動(dòng)傳感器、聲音傳感器、溫度傳感器、風(fēng)力傳感器、變頻功率傳感器以及分別與變頻功率傳感器和模擬開(kāi)關(guān)電路相接的二次儀表，上述傳感器均與模擬開(kāi)關(guān)電路相接；所述傳輸層子系統(tǒng)包括處理器、視頻壓縮模塊和報(bào)警模塊，所述視頻壓縮模塊和報(bào)警模塊均與處理器相接；所述管理層子系統(tǒng)包括通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和監(jiān)控主機(jī)，所述通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器均與監(jiān)控主機(jī)相接；
[0032]步驟二，感知層子系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組參數(shù)與風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行感知和采集，包括以下方式:
[0033]速度傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；
[0034]變頻功率傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)的電壓和電流進(jìn)行采樣，二次儀表對(duì)所述電壓和電流的采樣值進(jìn)行計(jì)