一种风电场综合监控系统技术方案

一种风电场综合监控系统，包括风力发电机组主控ＰＬＣ、风力发电机组在线状态监测传感器、可控摄像设备、测风塔信息采集终端、变电站数据采集终端、数据服务器和至少一台应用服务器。本实用新型专利技术监测数据全面，有利于风电场的精确监控，充分利用现有资源，数据传输均通过风电场光纤环网传输，避免通讯网络重复建设，节约了建设成本；由一台数据服务器集中采集数据，多台应用服务器对应不同的客户端请求，有效提高数据处理的效率和准确性。本实用新型专利技术还能方便进行功能扩展以及扩展风机数量，通过数据服务器的设置，对应多种通讯接口协议，可以方便的接入各种风力发电机组。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风力发电场远程数据采集和监控，以及风力发电机组在线状态检 测
，为一种风电场综合监控系统。
技术介绍
目前风电场采用的远程集中监控系统大多功能比较简单，只能够实现数据的浏 览，生成一些简单的报表。随着风电场建设的不断推进，规模不断扩大，风力发电机组的日 常维护工作量也随之不断增多，对风电场远程监控系统的要求也日益增高，简单的风电场 远程监控系统已经不能够满足要求。现有风电场远程监控系统，仅仅能够提供历史数据查询，有的可以实现故障追忆 以及一些报表创建的功能，这些功能只能够做到事后的分析与处理。给风电场的运营维护 带来很大的不便，运行维护人员只能根据监控系统报出的故障信息被动的去检修故障，这 样风电场的随机运维的工作量极大，不能够有足够的信息来进行计划性的安排维护工作， 给风电场的运行维护开支带来浪费，以及影响到风电场的收益。另外，现有的风电场远程监控系统都是通过风电场光纤环网进行数据传输，主要 监控对象为风力发电机组主控PLC，由于目前的风电场监控系统功能简单，传输数据有限， 风电场光纤环网的资源存在大量冗余浪费，而风电场的其它监控设备又都是采用独立监控 系统，监控后台要分别从多数接收处理多个监控系统终端传来的数据信息，并需对应需设 置多种监控接收端，资源占用大，处理繁琐。
技术实现思路
本技术要解决的问题是现有风电场监控系统功能单一，不能满足需求，分散 的监控设备浪费资源，处理繁琐。本技术的技术方案为一种风电场综合监控系统，包括风力发电机组主控 PLC、风力发电机组在线状态监测传感器、可控摄像设备、测风塔信息采集终端、变电站数据 采集终端、数据服务器和至少一台应用服务器，可控摄像设备设置在风力发电机上，风力发 电机组主控PLC、风力发电机组在线状态监测传感器、可控摄像设备、测风塔信息采集终端 和变电站数据采集终端通过风电场光纤环网连接数据服务器，数据服务器通过网络与至少 一台应用服务器以及客户端连接。风力发电机组在线状态监测传感器与风电场光纤环网的连接间设有风力发电机 组在线状态监测前置器。风力发电机组在线状态监测前置器设有信息缓存器，当通讯网络 中断时以防数据丢失，能够存储1个月的数据，到网络恢复时集中传输到数据服务器。本技术优选设有三台应用服务器，分别为风力发电机数据处理应用服务器、 可控摄像设备数据处理应用服务器和在线状态监测数据处理应用服务器。风力发电机组在线状态监测传感器包括安装于风力发电机组叶片、变桨轴承、主 轴承、偏航轴承、齿轮箱、发电机和机舱底架之上的振动传感器。本技术能够集中的远程及时了解风力发电机组的运行数据、机组机械状态信 息、风电场发电量预测，及时处理风力发电机组运行故障，提前计划风力发电机组机械部件的维护或更换，与调度计划相协调，调整风电场上网电量，做到有计划性发电。本技术监测数据全面，有利于风电场的精确监控，所有的现场通讯统一采用风电场千兆光纤冗余环网，保证通讯的可靠性，充分利用现有资源，风力发电机组主控系统 数据、机组机械状态在线状态监测数据、机组视频数据、测风塔以及变电站的数据传输均通 过风电场光纤环网传输，避免通讯网络重复建设，节约了建设成本；通过网络连接客户端， 世界各地任何一台可以上网的终端设备都可以访问该系统，并可以实现远程的系统更新和 维护；由一台数据服务器集中采集数据，有利于后台监控的数据处理，同时设置多台应用服 务器对应不同的客户端请求，由于风力发电机组数据处理、在线状态监测数据处理以及视 频信息数据处理的方法和机制并不相同而且数据量巨大，分别采用各自的应用服务器分别 处理相关信息，能够有效提高数据处理的效率和准确性。本技术还能方便进行功能扩 展以及扩展风机数量，通过数据服务器的设置，对应多种通讯接口协议，可以方便的接入各 种风力发电机组。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为本技术在风电场的设置示意图。具体实施方式如图1，本技术包括风力发电机组主控PLC、风力发电机组在线状态监测传感 器、可控摄像设备、测风塔信息采集终端、变电站数据采集终端、数据服务器和至少一台应 用服务器，可控摄像设备设置在风力发电机上，风力发电机组主控PLC、风力发电机组在线 状态监测传感器、可控摄像设备、测风塔信息采集终端和变电站数据采集终端通过风电场 光纤环网连接数据服务器，数据服务器通过网络与至少一台应用服务器以及客户端连接。 风力发电机组在线状态监测传感器与风电场光纤环网的连接间设有风力发电机组在线状 态监测前置器。本技术优选设有三台应用服务器，分别为风力发电机数据处理应用服务器、 可控摄像设备数据处理应用服务器和在线状态监测数据处理应用服务器。风力发电机数据 处理应用服务器对应风力发电机组主控PLC、测风塔信息采集终端和变电站数据采集终端 的数据，可控摄像设备数据处理应用服务器对应可控摄像设备的数据，在线状态监测数据 处理应用服务器对应风力发电机组在线状态监测传感器的数据。现有的风力发电机监控系统功能单一，监控对象也限于风力发电机组主控PLC和 测风塔、变电站等，本技术充分利用现有资源，增加了视频监控和风力发电机组在线状 态监控，通过设置在特定位置的可控视频设备和监测传感器，实现对风电场的全面远程监 控。风力发电机组在线状态监测传感器包括安装于风力发电机组叶片、变桨轴承、主 轴承、偏航轴承、齿轮箱、发电机、机舱底架之上的各振动传感器，通过这些特别设置的传感 器获得风力发电机组的在线数据。采用多通道并行数据采集技术，即同一台风力发电机组 的多个监测信号及相关工艺量信号进行并行采集；进一步的，风力发电机组在线状态监测 前置器设有信息缓存器，可在本地保存历史数据，当通讯网络中断时，信息缓存器能够存储1个月的数据，到网络恢复时集中再传输到数据服务器，以保障数据的连续存储，做到本地数据缓冲。本技术增加了视频监控，在每台风力发电机的机舱外侧尾部安装一台远程可 控摄像设备，监视风机机舱顶部和风轮运行的信息，调整摄像机镜头的方向还可以监视其 邻近风机的整体运行情况。运行人员可以根据视频监控画面和机组的实际运行信息判断机 组运行实况，做到不必前往风力发电机组，就可以直观的了解到风力发电机组的实际运行 情况。本技术通过风电场光纤环网实现数据服务器与风力发电机组主控PLC的通 讯；实时获取风力发电机组运行信息，包括风速、发电机转速、风轮转速、电磁转矩、桨距角、 输出功率、发电量统计、温度信息、压力信息等所有必要的运行信息进行分析处理。针对单 台机组进行以时间轴为序列的纵向对比，针对多台风力发电机组进行运行信息的横向对 比，充分了解每一台风力发电机组的运行性能，工作状况，建立机组档案数据。如图2，为本技术的设置实施例，包括η组风力发电机组，风力发电机组主控 PLC、风力发电机组在线状态监测传感器和可控摄像设备设置在风力发电机组处；测风塔信 息采集终端设置在测风塔；变电站数据采集终端设置在变电站，并且能在不同接口协议的 变电站之间实现通讯和数据采集，所有监控数据通过风电场光纤环网传输至数据服务器， 数据服务器实时通过以太网快速与各应用服务器以及客户端连接，应用服务器1-3分别为 风力发电机数据处理应用服务器、可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场综合监控系统，其特征是包括风力发电机组主控ＰＬＣ、风力发电机组在线状态监测传感器、可控摄像设备、测风塔信息采集终端、变电站数据采集终端、数据服务器和至少一台应用服务器，可控摄像设备设置在风力发电机上，风力发电机组主控ＰＬＣ、风力发电机组在线状态监测传感器、可控摄像设备、测风塔信息采集终端和变电站数据采集终端通过风电场光纤环网连接数据服务器，数据服务器通过网络与至少一台应用服务器以及客户端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜煜，屈虎，俞斌，袁和林，赵文庆，
申请(专利权)人：南京盛唐电力控制系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]