【技术实现步骤摘要】
本公开实施例属于海上风力发电，具体涉及一种海上风电机组智能感知监测系统。
技术介绍
1、目前的海上机组呈现单机容量越来越大，叶轮直径越来越大。安装水深越来越深的趋势，再加之海上风电机组所处海上环境复杂多变，大气区湿度高、盐雾高、日照长，浪花飞溅区干湿交替频繁，水下区海水长时间浸泡、水生物附着严重，这些都对海上风电设备的长期安全稳定运行带来了严重挑战。
2、风电机组作为一个庞杂的机械电气系统，特别是海上风电机组还受到风、浪、流等多重环境特征耦合的影响，其发电能力的充分发挥收到机组内外部因素影响，其故障产生的机理复杂多样，受限于当前对复杂非线性信号处理能力的制约以及对故障预警与识别的准确度较低，尤其是在涉及到交变环境因素影响下，整机状态综合评估方面十分薄弱。
3、现有的海上风电场运维模式主要借鉴陆上风电运维模式，通常采用定期运维、消缺性运维、预测性运维和预防性运维等四种方式，然而，由于现在机组安装的监测系统尚不完备，后两种智慧化运维模式(即预防性维护，预测性维护)仍不普及，定期运维、消缺性运维仍是国内海上风电运维的主要模式。并且现有的监测系统往往都是独立于风电机组scada系统之外，自成体系，数据往往互不相通，没有实现运行状态数据同步采集和分析，离实现对于风电机组整机及关键部件的全景状态感知尚有较大差距。
4、针对上述问题，有必要提出一种设计合理且有效解决上述问题的海上风电机组智能感知监测系统。
技术实现思路
1、本公开实施例旨在至少解决现有技术中存
2、本公开实施例提供一种海上风电机组智能感知监测系统，包括：
3、前置风能感知模块，用于测量所述风电机组预设范围内的风矢量场数据；
4、叶片监测模块，用于测量叶片运行状态数据；
5、机组动力结构监测模块，用于测量机组动力结构运行状态数据；
6、支撑结构监测模块，用于分别测量塔筒和桩基础状态数据；
7、海洋环境监测模块，用于测量海洋水文和海底环境数据；
8、控制模块，与所述前置风能感知模块、所述叶片监测模块、所述支撑结构监测模块和所述海洋环境监测模块电连接，用于对接收到的各监测数据进行在线分析，进而对整个风电机组的进行全面状态监测和故障预警；其中，
9、所述前置风能感知模块为设置于机舱顶部外表面的机舱式激光雷达；所述风矢量场数据包括来流风速和来流风向；
10、所述控制模块，还用于根据所述来流风速和来流风向以及测风距离和偏航速度对风电机组进行偏航控制。
11、可选的，所述控制模块，还用于根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角；以及，
12、根据所述来流风速、所述风向平均偏差角、所述测风距离和偏航速度，得到偏航提前时间；以及，
13、根据所述偏航提前时间和所述风向平均偏差角，对风电机组进行偏航控制。
14、可选的，还包括与所述控制模块电连接的机舱边缘采集服务器和塔底边缘采集服务器；
15、所述机舱边缘采集服务器分别与所述叶片监测模块和所述机组动力结构监测模块通讯连接，以分别采集所述叶片运行状态数据和所述机组动力结构运行状态并传输至所述控制模块；
16、所述塔底边缘采集服务器与所述支撑结构监测模块通讯连接，用于采集所述塔筒和所述桩基础状态数据并传输至控制模块。
17、可选的，还包括与所述控制模块电连接的海上通讯基站；
18、所述海上通讯基站分别与所述前置风能感知模块和所述海洋环境监测模块通讯连接，用于将所述风矢量场数据和所述海洋水文和海底环境数据传输至所述控制模块。
19、可选的，还包括与所述控制模块电连接的数据传输模块，所述数据传输模块包括获取单元、控制单元和映射单元；
20、所述获取单元用于获取海上风电机组各传感器的运行数据，所述运行数据至少包括实时运行状态数据、原始数据和关键数据；
21、所述控制单元用于预先采集风电机组运行时的数据传输策略对应的数据传输结果；
22、所述映射模块用于将所述运行数据与对应的所述数据传输结果进行关联形成运行数据-数据传输结果映射表；
23、所述控制模块还用于根据所述运行数据和所述运行数据-数据传输结果映射表，对所述运行数据进行选择性传输。
24、可选的，所述控制单元，具体还用于在时延>1s，数据传输速率<10kbps时，不传输数据；以及，
25、在1s>时延>0.2s，50kbps>数据传输速率>10kbps时，仅传输所述实时运状态数据；以及，
26、在0.2s>时延>0.1s，512kbps>数据传输速率>50kbps时，仅传输所述实时运状态数据和所述关键数据；以及，
27、在时延<0.1s，数据传输速率>512kbps时，同时传输所述实时运状态数据、所述原始数据和所述关键数据。
28、可选的，还包括与所述控制模块电连接的报警模块；
29、所述报警模块，用于在接收到故障预警信号时发出报警。
30、可选的，所述报警模块还包括：
31、对同一个故障的同一种类型的告警，在同一时间内，只发送预设次数的告警；或，
32、在不同时段，采用不同的告警通知方式；或，
33、当故障由正常变为异常或由异常恢复正常，均发出告警。
34、可选的，还包括结构安全监测模块，所述结构安全监测模块分别与所述支撑结构监测模块和所述控制模块电连接；
35、所述结构安全监测模块，用于根据所述塔筒和所述桩基础状态数据，对支撑结构的安全性进行评级分类，并根据所述评级分类给出相应的预防措施和处理建议。
36、可选的，还包括与所述控制模块电连接的显示模块；
37、所述显示模块，用于显示风电机组的实时运行状信息和所处的环境信息。
38、本公开实施例的海上风电机组智能感知监测系统，分别通过前置风能感知模块、叶片监测模块、机组动力结构监测模块、支撑结构监测模块和海洋环境监测模块，对于海上风电机组本体结构、机组支撑结构、机组所处大气环境和海洋环境进行了全面监测，提升了海上风电机组对于本体和环境的感知能力，为提高海上风电机组发电性能和故障诊断与预警能力提供了坚实的支撑。多种手段进行水上和水下环境全面监测，实现了海上风电机组本体与其所处环境之间的泛在连接，充分掌握海上风电机组运行的边界条件，为打造“万物互联”的数字化智能化海上风电机组奠定了基础。通过控制模块对接收到的各监测数据进行在线分析，进而对整个风电机组的进行全面状态监测和故障预警，将故障的事后应对、处理模式改变为事前预防、维护模式，提高海上风电机组运行的可靠性。
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1.一种海上风电机组智能感知监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块，还用于根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角；以及，
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的机舱边缘采集服务器和塔底边缘采集服务器；
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的海上通讯基站；
5.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的数据传输模块，所述数据传输模块包括获取单元、控制单元和映射单元；
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制单元，具体还用于在时延>1s，数据传输速率<10kbps时，不传输数据；以及，
7.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的报警模块；
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述报警模块还包括：
9.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括结构安
10.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的显示模块；
...【技术特征摘要】
1.一种海上风电机组智能感知监测系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块，还用于根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角；以及，
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的机舱边缘采集服务器和塔底边缘采集服务器；
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的海上通讯基站；
5.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，还包括与所述控制模块电连接的数据传输模块，所述数据传输模块包括获取单元、控制单元和映射单元；
...【专利技术属性】
技术研发人员：张铭，姚中原，张波，张管武，胡皓，张旭光，习羽，张磊，应岚，
申请(专利权)人：盛东如东海上风力发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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