一种海上风电机组在线运行状态评估系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种海上风电机组在线运行状态评估系统，包括数据采集模块、NI主控处理器和上位机显示模块，所述上位机显示模块与NI主控处理器连接，所述数据采集模块包括齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块，所述齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块分别与NI主控处理器连接。本实用新型专利技术通过其提供的海上风电机组在线运行状态评估系统，实现了对海上风电机组运行状态的监测，及时监测风电机组及子系统运行性能提供了监测信息。对于节省运行维护成本，保障风电机组安全稳定运行具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于海上风电机组在线运行状态监测
，涉及一种适用于根据风电机组在线运行监测数据对风电机组运行状态进行综合性评估的装置。
技术介绍
我国风电总装机容量逐年增长，随着风电技术的发展单机总装机容量也由陆上的几十兆瓦级向近海的几百兆瓦发展。海上恶劣的运行环境将造成风电机组更大的维护成本。目前海上风电机组的检修一般采用定期维护或者是事后维护的方式，对于定期维护一般根据经验时间来确定，时间间隔太近则浪费了很大的维护成本，间隔太远则易造成严重事故。因此，如果能对风电机组的运行状态进行评估，在事故发生前合理地提出维修时机，对于风电机组的安全稳定运行具有重要意义。目前，针对风电机组的状态监测一般采用SCADA系统(Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制)来完成。现有SCADA系统仅能对风电机组不同部位的运行量进行监测，各个运行量超过阈值时都会发出警报，使运行人员无法综合评判风电机组的整体运行状态。因此，如果能对风电机组在线运行状态进行综合性评价并提出综合性评价指标，对于监测风电机组运行状态并及时有效地提出维修计划，保证风电机组安全稳定运行具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种海上风电机组在线运行状态评估系统，用于在线监测风电机组的运行状态。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的，一种海上风电机组在线运行状态评估系统，包括数据采集模块、NI主控处理器和上位机显示模块，所述上位机显示模块与NI主控处理器连接，所述数据采集模块包括齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块，所述齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块分别与NI主控处理器连接。进一步，所述齿轮箱运行数据采集模块包括传感器模块I、信号调理模块I和齿轮箱运行数据采集卡，所述齿轮箱运行数据采集卡与NI主控处理器连接。进一步，所述发电机运行数据采集模块包括传感器模块Ⅱ、信号调理模块Ⅱ和发电机运行数据采集卡，所述发电机运行数据采集卡与NI主控处理器连接。进一步，所述机舱运行数据采集模块包括传感器模块Ⅲ、信号调理模块Ⅲ和机舱运行数据采集卡，所述机舱运行数据采集卡与NI主控处理器连接。进一步，所述控制柜运行数据采集模块包括传感器模块Ⅳ、信号调理模块Ⅳ和控制柜运行数据采集卡，所述控制柜运行数据采集卡与NI主控处理器连接。进一步，所述传感器模块I包括分别用于测量齿轮箱轴承温度的第一温度传感器、用于测量齿轮箱回油温度的第二温度传感器和用于测量齿轮箱油池温度的第三温度传感器。进一步，所述传感器模块II包括用于测量发电机轴承温度的第四温度传感器、用于测量发电机绕组温度的第五温度传感器、用于测量是发电机冷却水温度的第六温度传感器和用于测量发电机转速的电机转速测量传感器。进一步，所述传感器模块Ⅲ包括用于测量电抗器温度的第七温度传感器、用于测量电容器温度的第八温度传感器、用于测量IGBT温度的第九温度传感器、用于测量整流器温度的第十温度传感器、用于测量控制柜柜内温度的第十一温度传感器和用于测量出口风温度的第十二温度传感器。进一步，所述传感器模块Ⅳ包括用于测量机舱位置的位置传感器和用于测量机舱振动加速度的加速度传感器。本技术的优点在于：本技术通过其提供的海上风电机组在线运行状态评估系统，实现了对海上风电机组运行状态的监测，及时监测风电机组及子系统运行性能提供了监测信息。对于节省运行维护成本，保障风电机组安全稳定运行具有重要的现实意义。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步的详细描述，其中：图1为本技术所述一种海上风电机组在线运行状态评估系统原理图；图2为本技术所述一种海上风电机组在线运行状态评估系统的二级评价指标层次图；图3为齿轮箱数据采集模块原理框图；图4为发电机数据采集模块原理框图；图5为控制柜数据采集模块原理框图；图6为机舱数据采集板模块理框图；图7为信号调理模块的电路图。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。如图1所示，一种海上风电机组在线运行状态评估系统，包括数据采集模块、NI主控处理器和上位机显示模块，所述上位机显示模块与NI主控处理器连接，所述数据采集模块包括齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块，所述齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块分别与NI主控处理器连接。所述NI主控处理器，用于根据采集数据进行计算处理，形成二级系统层评价指标。一级评价系统层包括齿轮箱、发电机、控制柜、机舱四个子项目，二级系统层为风电机组整体综合性能。评估结果分为良好、合格、注意、严重四个等级。所述齿轮箱运行数据采集模块包括传感器模块I、信号调理模块I和齿轮箱运行数据采集卡，所述齿轮箱运行数据采集卡与NI主控处理器连接。所述发电机运行数据采集模块包括传感器模块Ⅱ、信号调理模块Ⅱ和发电机运行数据采集卡，所述发电机运行数据采集卡与NI主控处理器连接。所述机舱运行数据采集模块包括传感器模块Ⅲ、信号调理模块Ⅲ和机舱运行数据采集卡，所述机舱运行数据采集卡与NI主控处理器连接。所述控制柜运行数据采集模块包括传感器模块Ⅳ、信号调理模块Ⅳ和控制柜运行数据采集卡，所述控制柜运行数据采集卡与NI主控处理器连接。齿轮箱运行数据采集卡、发电机运行数据采集卡、机舱运行数据采集卡和控制柜运行数据采集卡都采用NI公司的PXIe6361数据采集卡，用于读取的SCADA参数包括4个子系统的15个运行参数，分别为齿轮箱子系统层的齿轮箱轴承温度、齿轮箱回油温度、齿轮箱油池温度；发电机子系统层的发电机轴承温度、发电机绕组温度、发电机冷却水温度、发电机转速；控制柜子系统层的电抗器温度、电容器温度、IGBT温度、整流器温度、控制柜柜内温度、出口风温度；机舱子系统层的机舱位置、机舱振动加速度。所述传感器模块I包括分别用于测量齿轮箱轴承温度的第一温度传感器、用于测量齿轮箱
回油温度的第二温度传感器和用于测量齿轮箱油池温度的第三温度传感器。所述传感器模块II包括用于测量发电机轴承温度的第四温度传感器、用于测量发电机绕组温度的第五温度传感器、用于测量是发电机冷却水温度的第六温度传感器和用于测量发电机转速的电机转速测量传感器。所述传感器模块Ⅲ包括用于测量电抗器温度的第七温度传感器、用于测量电容器温度的第八温度传感器、用于测量IGBT温度的第九温度传感器、用于测量整流器温度的第十温度传感器、用于测量控制柜柜内温度的第十一温度传感器和用于测量出口风温度的第十二温度传感器。所述传感器模块Ⅳ包括用于测量机舱位置的位置传感器和用于测量机舱振动加速度的加速度传感器。所述上位机显示模块为与NI主控处理器所连接的液晶显示器，包括采用LabVIEW开发的监测界面，界面显示内容为齿轮箱、发电机、控制柜、机舱4个一级指标以及1个风电机组整体综合性能二级指标。传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上风电机组在线运行状态评估系统，其特征在于：包括数据采集模块、NI主控处理器和上位机显示模块，所述上位机显示模块与NI主控处理器连接，所述数据采集模块包括齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块，所述齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块分别与NI主控处理器连接。

【技术特征摘要】
1.一种海上风电机组在线运行状态评估系统，其特征在于：包括数据采集模块、NI主控处理器和上位机显示模块，所述上位机显示模块与NI主控处理器连接，所述数据采集模块包括齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块，所述齿轮箱运行数据采集模块、发电机运行数据采集模块、机舱运行数据采集模块和控制柜运行数据采集模块分别与NI主控处理器连接。2.根据权利要求1所述的海上风电机组在线运行状态评估系统，其特征在于：所述齿轮箱运行数据采集模块包括传感器模块I、信号调理模块I和齿轮箱运行数据采集卡，所述齿轮箱运行数据采集卡与NI主控处理器连接。3.根据权利要求1所述的海上风电机组在线运行状态评估系统，其特征在于：所述发电机运行数据采集模块包括传感器模块Ⅱ、信号调理模块Ⅱ和发电机运行数据采集卡，所述发电机运行数据采集卡与NI主控处理器连接。4.根据权利要求1所述的海上风电机组在线运行状态评估系统，其特征在于：所述机舱运行数据采集模块包括传感器模块Ⅲ、信号调理模块Ⅲ和机舱运行数据采集卡，所述机舱运行数据采集卡与NI主控处理器连接。5.根据权利要求1所述的海上风电机组在线运行状态评估系统，其特征在于：所述控制柜运行数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：季海婷，聂文亮，
申请(专利权)人：重庆三峡学院，
类型：新型
国别省市：重庆;50