风电机组振动无线监测系统技术方案

本发明专利技术提供了风电机组振动无线监测系统，该系统包括被配置为采集风电机组振动传感数据的采集装置、被配置为存储风电机组振动传感数据的云存储器和被配置为显示所述风电机组振动传感数据的显示装置；所述采集装置、显示装置皆与所述云存储器连接。

Wireless monitoring system for vibration of wind turbines

The invention provides a wireless vibration monitoring system for wind turbines, which comprises a collection device configured to collect vibration sensing data of wind turbines, a cloud memory configured to store vibration sensing data of wind turbines, and a display device configured to display the vibration sensing data of wind turbines. The display device is connected to the cloud memory.

【技术实现步骤摘要】
风电机组振动无线监测系统
本专利技术涉及风电机组监测
，具体涉及风电机组振动无线监测系统。
技术介绍
风能是一种干净的、可再生的能源，利用风能发电是极为重要、且极具发展潜力的发电方式。风力发电是通过能将风力机械能转化为电能的风电机组来实现的。风电机组主要包括叶片、机舱和塔筒三部分，风电机组的齿轮箱和发电机等均设置在机舱内，叶片与机舱内的发电机通过主轴连接以使得叶片在风力作用下转动时可驱动发电机进行发电，从而实现风力机械能至电能的转换。在风电机组将风力机械能转化为电能这一过程中，风电机组的许多部件均会产生振动，这种振动达到一定程度时，将导致振动故障的出现，从而损坏整个风电机组。因此，对风电机组的振动状况进行监测，以在故障预兆期内，迅速做出正确的诊断，并对风电机组采取相应的保护措施，具有重要的意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供风电机组振动无线监测系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了风电机组振动无线监测系统，该系统包括被配置为采集风电机组振动传感数据的采集装置、被配置为存储风电机组振动传感数据的云存储器和被配置为显示所述风电机组振动传感数据的显示装置；所述采集装置、显示装置皆与所述云存储器连接。优选地，所述采集装置包括汇聚节点和多个监测节点，汇聚节点和监测节点通过自组织方式构建分簇型结构的无线传感器网络；在无线传感器网络构建过程中，通过LEACH分簇路由协议(低功耗自适应集簇分层型协议)将多个监测节点分成设定数量的分簇，每个分簇选择一个监测节点作为簇头节点；簇头节点主要被配置为收集簇内监测节点采集的风电机组振动传感数据并发送至汇聚节点；汇聚节点主要被配置为将各簇头节点发送的风电机组振动传感数据汇总发送至所述云存储器；在数据传输过程中，监测节点与对应簇头节点为单跳距离时，将自身采集的风电机组振动传感数据直接发送至对应簇头节点；监测节点与对应簇头节点为多跳距离时，监测节点选择一个邻居节点作为下一跳，将采集的风电机组振动传感数据发送至该下一跳。优选地，所述监测节点包括至少一个传感器，监测节点还包括被配置为将传感器信号转换为对应的风电机组振动传感数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接；还包括被配置为控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。优选地，所述传感器为低频振动传感器或者高频振动传感器；其中，低频振动传感器设置在风电机组的叶片上以采集叶片振动信号，或者设置在主轴上以采集主轴振动信号，或者设置在塔筒上以采集塔筒振动信号；所述高频振动传感器设置在风电机组的齿轮箱以采集齿轮箱振动信号，或者设置在发电机上以采集发电机振动信号。其中，所述显示装置包括显示屏、智能手机、笔记本、桌上型电脑中的任意一种或任意几种。本专利技术的有益效果为：本专利技术能够智能实时获取风电机组振动传感数据，便于监测人员及时了解风电机组振动信息，从而根据风电机组振动信息进一步分析风电机组状态，对可能发生故障的风电机组及时进行检查，减少因风电机组故障所造成的损失。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术一个示例性实施例的风电机组振动无线监测系统的结构示意框图；图2是本专利技术一个示例性实施例的监测节点的结构示意框图。附图标记：采集装置1、云存储器2、显示装置3、传感器10、信号适配器20、控制器30。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。图1是本专利技术一个示例性实施例的风电机组振动无线监测系统的结构示意框图。参见图1，本专利技术实施例提供了风电机组振动无线监测系统，该系统包括被配置为采集风电机组振动传感数据的采集装置1、被配置为存储风电机组振动传感数据的云存储器2和被配置为显示所述风电机组振动传感数据的显示装置3；所述采集装置1、显示装置3皆与所述云存储器2连接。在一种能够实施的方式中，所述采集装置1包括汇聚节点和多个监测节点，汇聚节点和监测节点通过自组织方式构建分簇型结构的无线传感器网络。其中，所述采集装置1包括汇聚节点和多个监测节点，汇聚节点和监测节点通过自组织方式构建分簇型结构的无线传感器网络；在无线传感器网络构建过程中，通过LEACH分簇路由协议(低功耗自适应集簇分层型协议)将多个监测节点分成设定数量的分簇，每个分簇选择一个监测节点作为簇头节点；簇头节点主要被配置为收集簇内监测节点采集的风电机组振动传感数据并发送至汇聚节点；汇聚节点主要被配置为将各簇头节点发送的风电机组振动传感数据汇总发送至所述云存储器；在数据传输过程中，监测节点与对应簇头节点为单跳距离时，将自身采集的风电机组振动传感数据直接发送至对应簇头节点；监测节点与对应簇头节点为多跳距离时，监测节点选择一个邻居节点作为下一跳，将采集的风电机组振动传感数据发送至该下一跳。其中，图2示出了本专利技术一个示例性实施例的监测节点的结构示意框图。如图2所示，所述监测节点包括传感器10和被配置为将传感器10的信号转换为对应的风电机组振动传感数据的信号适配器20，所述信号适配器20与传感器10连接；还包括被配置为控制采集频率的控制器30，所述控制器30与传感器10连接。在一种可选的方式中，所述传感器10为低频振动传感器或者高频振动传感器；其中，低频振动传感器设置在风电机组的叶片上以采集叶片振动信号，或者设置在主轴上以采集主轴振动信号，或者设置在塔筒上以采集塔筒振动信号；所述高频振动传感器设置在风电机组的齿轮箱以采集齿轮箱振动信号，或者设置在发电机上以采集发电机振动信号。其中，所述显示装置3包括显示屏、智能手机、笔记本、桌上型电脑中的任意一种或任意几种。本专利技术上述实施例能够智能实时获取风电机组振动传感数据，便于监测人员及时了解风电机组振动信息，从而根据风电机组振动信息进一步分析风电机组状态，对可能发生故障的风电机组及时进行检查，减少因风电机组故障所造成的损失。在一种能够实施的方式中，监测节点(包括簇头节点在内)在数据传输过程中实时监测自身缓存空间中的风电机组振动传感数据包队列长度，并周期性地计算并更新自身的缓存消耗变化程度因子，同时将更新后的缓存消耗变化程度因子广播至邻居节点；其中，当簇头节点的缓存消耗变化程度因子达到设定的缓存消耗变化程度因子上限，或者簇头节点的当前剩余能量低于预设能量下限时，簇头节点在簇内选择一个监测节点作为新簇头节点，以更新原始簇头节点；其中，所述缓存消耗变化程度因子的计算公式为：式中，Hi(b)表示监测节点i在当前周期b时的缓存消耗变化程度因子，Si(b)为监测节点i在当前周期b时的自身缓存空间中的风电机组振动传感数据包队列长度，Si(b-Δb)为监测节点i在上一周期b时自身缓存空间中的风电机组振动传感数据包队列长度，Δb表示缓存消耗变化程度因子计算的间隔时间，Ci(b)为监测节点i在当前周期b时的自身缓存空间大小；f[Si(b)-Si(b-Δb)]为设定的取值函数，当Si(b)-Si(b-Δb)≥0时，f[Si(b)-Si(b-Δb)]＝1，当Si(b)-Si(b-Δb)＜0时，本实施例创新性地设定了缓存消耗变化程度因子的计算公式，并基于缓存消耗变化程度因子和能量因素，设定了簇头节点更新的条件。其中，缓存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.风电机组振动无线监测系统，其特征是，包括被配置为采集风电机组振动传感数据的采集装置、被配置为存储风电机组振动传感数据的云存储器和被配置为显示所述风电机组振动传感数据的显示装置；所述采集装置、显示装置皆与所述云存储器连接；所述采集装置包括汇聚节点和多个监测节点，汇聚节点和监测节点通过自组织方式构建分簇型结构的无线传感器网络；在无线传感器网络构建过程中，通过LEACH分簇路由协议将多个监测节点分成设定数量的分簇，每个分簇选择一个监测节点作为簇头节点；簇头节点主要被配置为收集簇内监测节点采集的风电机组振动传感数据并发送至汇聚节点；汇聚节点主要被配置为将各簇头节点发送的风电机组振动传感数据汇总发送至所述云存储器；在数据传输过程中，监测节点与对应簇头节点为单跳距离时，将自身采集的风电机组振动传感数据直接发送至对应簇头节点；监测节点与对应簇头节点为多跳距离时，监测节点选择一个邻居节点作为下一跳，将采集的风电机组振动传感数据发送至该下一跳。

【技术特征摘要】
1.风电机组振动无线监测系统，其特征是，包括被配置为采集风电机组振动传感数据的采集装置、被配置为存储风电机组振动传感数据的云存储器和被配置为显示所述风电机组振动传感数据的显示装置；所述采集装置、显示装置皆与所述云存储器连接；所述采集装置包括汇聚节点和多个监测节点，汇聚节点和监测节点通过自组织方式构建分簇型结构的无线传感器网络；在无线传感器网络构建过程中，通过LEACH分簇路由协议将多个监测节点分成设定数量的分簇，每个分簇选择一个监测节点作为簇头节点；簇头节点主要被配置为收集簇内监测节点采集的风电机组振动传感数据并发送至汇聚节点；汇聚节点主要被配置为将各簇头节点发送的风电机组振动传感数据汇总发送至所述云存储器；在数据传输过程中，监测节点与对应簇头节点为单跳距离时，将自身采集的风电机组振动传感数据直接发送至对应簇头节点；监测节点与对应簇头节点为多跳距离时，监测节点选择一个邻居节点作为下一跳，将采集的风电机组振动传感数据发送至该下一跳。2.根据权利要求1所述的风电机组振动无线监测系统，其特征是，所述监测节点包括至少一个传感器，监测节点还包括被配置为将传感器信号转换为对应的风电机组振动传感数据的信号适配器，所述信号适配器与传感器连接。3.根据权利要求2所述的风电机组振动无线监测系统，其特征是，所述监测节点还包括被配置为控制采集频率的控制器，所述控制器与传感器连接。4.根据权利要求1所述的风电机组振动无线监测系统，其特征是，所述显示装置包括显示屏、智能手机、笔记本、桌上型电脑中的任意一种或任意几种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健斌，
申请(专利权)人：深圳众厉电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44