本實用新型涉及故障監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海上風(fēng)力發(fā)電具有風(fēng)能資源豐富、風(fēng)速高且穩(wěn)定、不占用土地、適宜大規(guī)模開發(fā)等優(yōu)勢，具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ袁F(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢是在海上風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用。由于海上風(fēng)電場具有離岸距離遠(yuǎn)、風(fēng)力與雷電等氣候環(huán)境惡劣、海浪潮汐情況復(fù)雜等特點，運(yùn)行設(shè)備故障率較高，尤其是作為主要受力部件的風(fēng)機(jī)葉片，十分容易受到極端天氣的影響，而海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)日常巡視和維護(hù)十分不便，若因巡視與維護(hù)不當(dāng)引起事故，將帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障進(jìn)行監(jiān)測的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。

一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測端、控制器、通信設(shè)備及中控端；所述監(jiān)測端包括：電流監(jiān)測裝置及風(fēng)力監(jiān)測裝置；所述監(jiān)測端與所述控制器連接，所述控制器與所述中控端通過所述通信設(shè)備連接；所述通信設(shè)備包括無線信號通信設(shè)備及信號中繼器。

上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程包括：監(jiān)測端采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括電流監(jiān)測裝置采集的電流值及風(fēng)力監(jiān)測裝置采集的風(fēng)力數(shù)據(jù)；控制器收集監(jiān)測端采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過通信設(shè)備的無線信號通信設(shè)備及信號中繼器傳輸至中控端，以對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行故障監(jiān)測。

上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，可以通過對電流監(jiān)測裝置采集的電流值及風(fēng)力監(jiān)測裝置采集的風(fēng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行故障監(jiān)測，而對風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的故障進(jìn)行監(jiān)測。同時，采用信號中繼器的傳輸方式，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌囟?，可以有效的延長無線信號的傳輸距離，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測的目的。

附圖說明

圖1為一實施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測端的具體結(jié)構(gòu)圖；

圖3為圖1的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的中控端的具體結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“或/和”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1所示，為本實用新型一實施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng),包括監(jiān)測端100、控制器200、通信設(shè)備400及中控端300；所述監(jiān)測端100包括：電流監(jiān)測裝置110及風(fēng)力監(jiān)測裝置120；所述監(jiān)測端100與所述控制器200連接，所述控制器200與所述中控端300通過所述通信設(shè)備400連接；所述通信設(shè)備400包括無線信號通信設(shè)備410及信號中繼器430。

電流監(jiān)測裝置110，用于采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電流值，根據(jù)所述電流值確定第一觸發(fā)信號。電流監(jiān)測裝置110采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)對外輸出電流值，可以通過該電流值的波動大小與預(yù)設(shè)幅度進(jìn)行對比，從而對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行初步判斷，進(jìn)而確定第一觸發(fā)信號。優(yōu)選地，預(yù)設(shè)幅度為20％。具體地，當(dāng)電流值的波動大于預(yù)設(shè)幅度時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)為不穩(wěn)定狀態(tài)，第一觸發(fā)信號為觸發(fā)；否則，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài)，第一觸發(fā)信號為不觸發(fā)。可以理解地，還可以通過該電流值的大小與預(yù)設(shè)電流值進(jìn)行對比，從而對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行初步判斷，進(jìn)而確定第一觸發(fā)信號。

風(fēng)力監(jiān)測裝置120，用于采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處環(huán)境的風(fēng)力數(shù)據(jù)，根據(jù)所述風(fēng)力數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)風(fēng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行對比確定第二觸發(fā)信號。風(fēng)力監(jiān)測裝置120可以為風(fēng)力傳感器。風(fēng)力數(shù)據(jù)包括風(fēng)速信息或/及根據(jù)風(fēng)速信息確定的風(fēng)速變化。風(fēng)速變化可以為每隔一定時間(如，5分鐘或10分鐘)的風(fēng)速信息的風(fēng)速大小的改變情況。預(yù)設(shè)風(fēng)力數(shù)據(jù)包括預(yù)設(shè)風(fēng)速或/及預(yù)設(shè)變化值。優(yōu)選地，預(yù)設(shè)風(fēng)速為22m/s(米每秒)，預(yù)設(shè)變化值為10m/s。具體地，當(dāng)風(fēng)速信息中的風(fēng)速大于預(yù)設(shè)風(fēng)速或風(fēng)速變化大于預(yù)設(shè)變化值時，說明天氣發(fā)生了劇烈變化，此時，第二觸發(fā)信號為觸發(fā)；否則第二觸發(fā)信號為不觸發(fā)。

上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程包括：監(jiān)測端100采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中，監(jiān)測數(shù)據(jù)包括電流監(jiān)測裝置110采集的電流值及風(fēng)力監(jiān)測裝置120采集的風(fēng)力數(shù)據(jù)；控制器200收集監(jiān)測端100采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過通信設(shè)備400的無線信號通信設(shè)備410及信號中繼器430傳輸至中控端300，以對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行故障監(jiān)測。所述監(jiān)測端100與所述控制器200連接，可以使得控制器200能夠收集到監(jiān)測數(shù)據(jù)。

上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，可以通過對電流監(jiān)測裝置110采集的電流值及風(fēng)力監(jiān)測裝置120采集的風(fēng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行故障監(jiān)測，而對風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的故障進(jìn)行監(jiān)測。同時，采用信號中繼器的傳輸方式，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌囟?00，可以有效的延長無線信號的傳輸距離，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測的目的。

請參閱圖2，在其中一個實施例中，所述監(jiān)測端100還包括葉片振動監(jiān)測裝置140；所述葉片振動監(jiān)測裝置140與所述電流監(jiān)測裝置110及所述風(fēng)力監(jiān)測裝置120分別連接。

葉片振動監(jiān)測裝置140，用于根據(jù)所述第一觸發(fā)信號或所述第二觸發(fā)信號，采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片振動數(shù)據(jù)。葉片振動監(jiān)測裝置140可以為振動傳感器。葉片振動監(jiān)測裝置140可以安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片上，具體為葉片內(nèi)側(cè)。當(dāng)?shù)谝挥|發(fā)信號為觸發(fā)或第二觸發(fā)信號為觸發(fā)時，啟動葉片振動監(jiān)測裝置140，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片振動數(shù)據(jù)。在其中一個實施例中，葉片振動監(jiān)測裝置140還可以根據(jù)振動數(shù)據(jù)確定葉片的裂紋或破損的位置、尺寸。

由于在第一觸發(fā)信號為觸發(fā)或第二觸發(fā)信號為觸發(fā)時，才啟動葉片振動監(jiān)測裝置140，葉片振動監(jiān)測裝置140并非實時工作的，因此，可以避免長時間的振動監(jiān)測，從而可以有效降低葉片振動監(jiān)測裝置140的能量消耗，并且能夠延緩葉片振動監(jiān)測裝置140的老化。

在其中一個實施例中，所述監(jiān)測端100還包括啟停監(jiān)測裝置130，所述啟停監(jiān)測裝置130與所述電流監(jiān)測裝置110或/及所述風(fēng)力監(jiān)測裝置120連接。

啟停監(jiān)測裝置130，用于監(jiān)測所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片是否在運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)確定第三觸發(fā)信號。在葉片未運(yùn)轉(zhuǎn)時，即運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)為未運(yùn)轉(zhuǎn)時，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的采集，即啟動葉片視頻監(jiān)測裝置150；否則采集到的視頻數(shù)據(jù)不清晰。即當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)為未運(yùn)轉(zhuǎn)時，確定第三觸發(fā)信號為觸發(fā)，否則，觸發(fā)第三觸發(fā)信號為不觸發(fā)。具體地，當(dāng)電流監(jiān)測裝置110輸出的電流值不大于預(yù)設(shè)值時或/及風(fēng)力監(jiān)測裝置120采集的風(fēng)速信息中的風(fēng)速不大于預(yù)設(shè)值時(優(yōu)選地，該預(yù)設(shè)值為0)，啟停監(jiān)測裝置130可以確定運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)位為未運(yùn)轉(zhuǎn)；否則，啟停監(jiān)測裝置130可以確定運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)為運(yùn)轉(zhuǎn)中。

在其中一個實施例中，所述監(jiān)測端100還包括葉片視頻監(jiān)測裝置150，所述片視頻監(jiān)測裝置150與所述啟停監(jiān)測裝置130連接。葉片視頻監(jiān)測裝置150，用于根據(jù)所述第三觸發(fā)信號，采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的視頻數(shù)據(jù)。

由于葉片在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，拍攝出的葉片畫面不易形成清晰的圖像，因此，根據(jù)第三觸發(fā)信號來采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)谌|發(fā)信號為觸發(fā)時，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片未運(yùn)轉(zhuǎn)時，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的視頻數(shù)據(jù)。采集的視頻數(shù)據(jù)具體可以包括對整個葉片的視頻拍攝數(shù)據(jù)、葉片的葉尖和避雷發(fā)散點等重點部位的區(qū)域照片以及葉片未運(yùn)轉(zhuǎn)時對整個葉片進(jìn)行掃描式拍攝的數(shù)據(jù)。根據(jù)葉片視頻監(jiān)測裝置150采集到的視頻數(shù)據(jù)可以確定葉片的破損情況。具體地，可以通過對采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行視頻識別或/及視頻識別的方式來確定葉片的破損情況。

在一個具體實施例中，所述電流監(jiān)測裝置110、所述風(fēng)力監(jiān)測裝置120、所述啟停監(jiān)測裝置130、所述葉片振動監(jiān)測裝置140及所述葉片視頻監(jiān)測裝置150分別與所述控制器200連接。如此，使得控制器200能夠收集到監(jiān)測數(shù)據(jù)，該監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電流值、風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處環(huán)境的風(fēng)力數(shù)據(jù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片是否運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片振動數(shù)據(jù)以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的視頻數(shù)據(jù)等。具體的，所述電流監(jiān)測裝置110、所述風(fēng)力監(jiān)測裝置120、所述啟停監(jiān)測裝置130、所述葉片振動監(jiān)測裝置140及所述葉片視頻監(jiān)測裝置150分別與所述控制器200通過數(shù)據(jù)線連接。

在其中一個實施例中，所述監(jiān)測端100還包括計時裝置160；所述計時裝置160，與所述啟停監(jiān)測裝置130連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時間間隔確定第四觸發(fā)信號。

計時裝置160與啟停監(jiān)測裝置130連接，以使得當(dāng)?shù)谌|發(fā)信號為觸發(fā)時，計時裝置160開始計時。計時裝置160根據(jù)預(yù)設(shè)的時間間隔確定第四觸發(fā)信號，預(yù)設(shè)時間間隔可以為30分鐘。每當(dāng)計時裝置160到達(dá)預(yù)設(shè)時間間隔的時間時，第四觸發(fā)信號為觸發(fā)，否則第四觸發(fā)信號為不觸發(fā)。計時裝置160為可以為計時器。

在本實施例中，所述葉片視頻監(jiān)測裝置150，還與所述計時裝置160連接，用于根據(jù)所述第四觸發(fā)信號，采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)谒挠|發(fā)信號為觸發(fā)時，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的視頻數(shù)據(jù)；當(dāng)?shù)谒挠|發(fā)信號為不觸發(fā)時，不作處理。

如此，使得葉片視頻監(jiān)測裝置150在葉片未轉(zhuǎn)動狀態(tài)下，每隔預(yù)設(shè)間隔進(jìn)行一次葉片的視頻數(shù)據(jù)采集。從而避免的葉片視頻監(jiān)測裝置150實時采集視頻數(shù)據(jù)，可以降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)成本。

請參閱圖3，在其中一個實施例中，所述中控端300包括數(shù)據(jù)服務(wù)器310及報警裝置330。

所述數(shù)據(jù)服務(wù)器310與所述控制器200通信連接；所述報警裝置330與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器310連接。數(shù)據(jù)服務(wù)器310用于存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)。具體地，監(jiān)測數(shù)據(jù)至少包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片振動數(shù)據(jù)以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時，報警裝置330將發(fā)出報警信號。如此，可以對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，并在監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時報警。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)服務(wù)器310為云數(shù)據(jù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器310通過通信設(shè)備400與控制器200通信連接。

在其中一個實施例中，所述中控端300還包括監(jiān)測主機(jī)350及顯示器370；所述監(jiān)測主機(jī)350、所述顯示器370均與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器310連接。如此，通過監(jiān)測主機(jī)350訪問數(shù)據(jù)服務(wù)器310，并通過顯示器370顯示監(jiān)測結(jié)果。

在其中一個實施例中，所述中控端300還包括移動終端390，所述移動終端390與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器310通信連接。如此，還可以通過移動終端390來訪問數(shù)據(jù)服務(wù)器310，從而獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)。

在其中一個實施例中，還包括信號預(yù)處理器300；所述控制器200與所述信號預(yù)處理器300連接；所述控制器200經(jīng)過所述信號預(yù)處理器300與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器310通信連接。

信號預(yù)處理器300，用于將控制器200收集的本次監(jiān)測時間段內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)與上次監(jiān)測時間段內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，若數(shù)據(jù)一致則刪除本次監(jiān)測時間段內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

如此，傳輸過程中只需傳輸控制器200收集的監(jiān)測數(shù)據(jù)中與上次監(jiān)測不重復(fù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，減少無效數(shù)據(jù)的傳輸，減少傳輸?shù)膲毫εc能量消耗，從而節(jié)約系統(tǒng)資源，進(jìn)一步降低運(yùn)行維護(hù)成本。

請重新參閱圖2，在其中一個實施例中，所述監(jiān)測端100還包括溫度監(jiān)測裝置170；所述溫度監(jiān)測裝置170與所述控制器200連接。

溫度監(jiān)測裝置170，用于采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的環(huán)境溫度或/及采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的內(nèi)側(cè)腔室溫度或/及采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的避雷發(fā)散點的周邊溫度；所述溫度監(jiān)測裝置170與所述控制器200連接。在本實施例中，監(jiān)測數(shù)據(jù)還包括溫度監(jiān)測裝置170采集的溫度信息，溫度信息包括環(huán)境溫度或/及內(nèi)側(cè)腔室溫度或/及周邊溫度。如此，還可以對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的環(huán)境溫度或/及內(nèi)側(cè)腔室溫度或/及周邊溫度等溫度信息進(jìn)行監(jiān)測。

在其中一個實施例中，監(jiān)測端100還包括環(huán)境視頻監(jiān)測裝置(圖未示)，與控制器200連接，用于采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍的環(huán)境視頻。具體地，監(jiān)測數(shù)據(jù)還包括環(huán)境視頻。

環(huán)境視頻監(jiān)測裝置還與電流監(jiān)測裝置110或/及風(fēng)力監(jiān)測裝置120連接，如此，使得環(huán)境視頻監(jiān)測裝置可以根據(jù)第一觸發(fā)信號或第二觸發(fā)信號，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍的環(huán)境視頻，而不是實時采集，從而可以在監(jiān)測環(huán)境視頻的同時降低運(yùn)行維護(hù)成本。

環(huán)境視頻監(jiān)測裝置還可以與計時裝置160連接，如此，使得環(huán)境視頻監(jiān)測裝置可以根據(jù)第四觸發(fā)信號，采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍的環(huán)境視頻，也不是實時采集，也可以在監(jiān)測環(huán)境視頻的同時降低運(yùn)行維護(hù)成本。

以上實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出多個變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。