一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統技術方案

本發明專利技術提供了一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，包括風電機組狀態感知監測模塊、中央監控平臺和用戶終端，所述的風電機組狀態感知監測模塊用于采集風電機組狀態數據并將采集的風電機組狀態數據收集發送至中央監控平臺；所述的中央監控平臺對風電機組狀態數據進行數據分析和處理，及時判斷風電機組的健康狀態；所述的用戶終端通過訪問中央監控平臺獲取風電機組狀態數據和風電機組的健康狀態。本發明專利技術實現了風電機組狀態的無線監測。

A wind turbine state monitoring system for smart grid

The present invention provides a method for smart grid wind turbine condition monitoring system, including wind turbine state sensing monitoring module, central monitoring platform and the user terminal, the wind power monitoring module is used for collecting perception unit status of wind turbine and the state data acquisition of wind turbine state data collection is sent to the central monitoring platform; the central monitoring platform for wind turbine state data analysis and processing, timely judgment of wind turbine health status; wherein the user terminal is accessed through the central monitoring platform for wind turbine state data and wind turbine's state of health. The invention realizes the wireless monitoring of the state of the wind turbine.

【技術實現步驟摘要】
一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統
本專利技術涉及風電設備監測領域，具體涉及一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統。
技術介紹
目前實際應用中的風電機組狀態監測系統大多基于有線通信方式來進行信息采集與傳輸，隨著風電的不斷發展，風電場容量不斷增加，采用有線通信方式的狀態監測存在明顯缺陷：(1)對于遠離陸地的風電場，可進入性差，有線通信設施布設難度大、構建成本高，不利于狀態監測系統的構建；(2)有線通信往往采用傳統的“點對多點”的信息傳輸方式以及集中式的信息處理方式，效率低、實時性差，無法保證狀態監測系統的可靠性。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統。本專利技術的目的采用以下技術方案來實現：提供了一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，包括風電機組狀態感知監測模塊、中央監控平臺和用戶終端，所述的風電機組狀態感知監測模塊用于采集風電機組狀態數據并將采集的風電機組狀態數據收集發送至中央監控平臺；所述的中央監控平臺對風電機組狀態數據進行數據分析和處理，及時判斷風電機組的健康狀態；所述的用戶終端通過訪問中央監控平臺獲取風電機組狀態數據和風電機組的健康狀態。本專利技術的有益效果為：實現了風電機組狀態的無線監測，系統具有布設便捷、監測全面、通信高效等優點，便于在無人值守情況下進行風電機組故障預警和壽命預測，有助于為風電機組的預防性維修提供科學依據，減少故障發生率，從而降低風電機組的維修成本。附圖說明利用附圖對本專利技術作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本專利技術的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。圖1本專利技術的結構框圖；圖2是本專利技術中央監控平臺的連接框圖。附圖標記：風電機組狀態感知監測模塊1、中央監控平臺2、用戶終端3、數據存儲模塊10、數據分析處理模塊20、風電機組健康狀態顯示模塊30。具體實施方式結合以下實施例對本專利技術作進一步描述。參見圖1、圖2，本實施例提供的一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，包括風電機組狀態感知監測模塊1、中央監控平臺2和用戶終端3，所述的風電機組狀態感知監測模塊1用于采集風電機組狀態數據并將采集的風電機組狀態數據收集發送至中央監控平臺2；所述的中央監控平臺2對風電機組狀態數據進行數據分析和處理，及時判斷風電機組的健康狀態；所述的用戶終端3通過訪問中央監控平臺2獲取風電機組狀態數據和風電機組的健康狀態。優選地，所述風電機組狀態數據包括位移、加速度、應變、腐蝕度。優選地，所述中央監控平臺2包括數據存儲模塊10、數據分析處理模塊20、風電機組健康狀態顯示模塊30。優選地，所述的風電機組狀態感知監測模塊1通過無線傳感器網絡進行風電機組狀態監測，包括多個分布于風電機組監測區域內的風電機組狀態監測節點和一個匯聚節點，每個風電機組狀態監測節點具有唯一的身份標識號，各風電機組狀態監測節點具有相同的初始能量以及數據處理和通信能力；風電機組狀態監測節點用于采集風電機組狀態數據，匯聚節點收集所有風電機組狀態監測節點的風電機組狀態數據，并將收集的風電機組狀態數據傳遞給中央監控平臺2。優選地，所述風電機組狀態監測節點和匯聚節點采用剛性機械緊固方式設置在風電機組上，或者通過粘結劑或磁座安裝在風電機組上。本專利技術上述實施例實現了風電機組狀態的無線監測，系統具有布設便捷、監測全面、通信高效等優點，便于在無人值守情況下進行風電機組故障預警和壽命預測，有助于為風電機組的預防性維修提供科學依據，減少故障發生率，從而降低風電機組的維修成本。初始化時，各風電機組狀態監測節點通過廣播初始化消息建立自身的鄰居節點列表，并進行分簇，風電機組狀態監測節點將風電機組狀態數據發送至所在簇內的簇頭節點，進而由簇頭節點對接收的風電機組狀態數據進行融合并發送至匯聚節點。在一個實施例中，若風電機組狀態監測節點與所在簇的簇頭節點為多跳距離，風電機組狀態監測節點按照下列公式確定鄰居節點列表中各鄰居節點的選擇概率，并根據選擇概率在其鄰居節點列表中隨機選擇下一跳節點進行風電機組狀態數據傳輸：式中，Qij(t)表示在當前時刻t時風電機組狀態監測節點i在其鄰居節點列表中選擇鄰居節點j作為下一跳節點進行風電機組狀態數據傳輸的概率，Uij(t)表示j在當前時刻t時的剩余能量，Uv(t)為風電機組狀態監測節點i的鄰居節點列表中第v個鄰居節點的剩余能量，Ei表示風電機組狀態監測節點i所在簇的簇頭節點，L(j,Ei)表示j到Ei的距離，L(v,Ei)表示風電機組狀態監測節點i的鄰居節點列表中第v個鄰居節點到Ei的距離，P(j,Ei)表示j到Ei經過的最小跳數，1/P(v,Ei)風電機組狀態監測節點i的鄰居節點列表中第v個鄰居節點到Ei經過的最小跳數，Ni表示風電機組狀態監測節點i的鄰居節點列表中具有的鄰居節點數目。本優選實施例的風電機組狀態監測節點根據選擇概率在其鄰居節點列表中隨機選擇下一跳節點，其中選擇概率依賴于鄰居節點的剩余能量、到簇頭節點的距離和跳數，從而能夠平衡各鄰居節點的負載，平衡風電機組狀態監測節點的能量消耗，節省風電機組狀態監測系統的通信成本。在一個實施例中，簇頭節點將風電機組狀態數據發送到匯聚節點時，預先判斷匯聚節點是否在其鄰居節點列表中，若匯聚節點在其鄰居節點列表中，則直接將風電機組狀態數據轉發至匯聚節點，若匯聚節點不在其鄰居節點列表中，則簇頭節點以多跳中繼方式將風電機組狀態數據發送至匯聚節點，并在其鄰居節點列表中選擇下一跳中繼節點，具體包括：(1)設需選擇下一跳中繼節點的簇頭節點為b，若b的鄰居節點列表中存在簇頭節點，簇頭節點為1個時選擇該簇頭節點為中繼節點，簇頭節點為多個時則按照下列公式計算各簇頭節點的優選值，選擇優選值最大的簇頭節點為中繼節點：式中，L(d,b)表示b的鄰居節點列表中的簇頭節點d與b之間的距離，L(d,sink)表示d與匯聚節點之間的距離，g為設定的權重系數，設定范圍為0.5<g<1；(2)若b的鄰居節點列表中不存在簇頭節點，則按照下列公式計算鄰居節點列表中各鄰居節點的路由概率，并從中選取路由概率最大對應的鄰居節點作為中繼節點：式中，Qbh(t)表示b的鄰居節點列表中的鄰居節點h在當前時刻t時的路由概率，Uh(t)表示h在當前時刻t時的剩余能量，為b的鄰居節點列表中的鄰居節點的平均剩余能量，L(h,sink)為h與匯聚節點之間的距離，P(h,sink)表示h到匯聚節點經過的最小跳數。本實施例制定了簇頭節點將風電機組狀態數據發送到匯聚節點的策略，避免了長距離傳輸造成的能量過度，節省和均衡了風電機組狀態數據收集的能耗，其中優先選擇簇頭節點作為中繼節點，能夠減少通信延遲，設計了優選值和路由概率的計算公式，使得選出的中繼節點具有較優的性能，且可以平衡各風電機組狀態監測節點之間的負載，從而平衡了各個風電機組狀態監測節點的能耗。在一個實施例中，各風電機組狀態監測節點通過廣播初始化消息建立自身的鄰居節點列表時，具體執行：(1)風電機組狀態監測節點通過廣播初始化消息確定通信范圍內的鄰居節點；(2)若鄰居節點滿足下列公式，風電機組狀態監測節點則將其加入到鄰居節點列表中，從而建立自身的鄰居節點列表：式中，L(i,j)表示風本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，其特征是，包括風電機組狀態感知監測模塊、中央監控平臺和用戶終端，所述的風電機組狀態感知監測模塊用于采集風電機組狀態數據并將采集的風電機組狀態數據收集發送至中央監控平臺；所述的中央監控平臺對風電機組狀態數據進行數據分析和處理，及時判斷風電機組的健康狀態；所述的用戶終端通過訪問中央監控平臺獲取風電機組狀態數據和風電機組的健康狀態。

【技術特征摘要】
1.一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，其特征是，包括風電機組狀態感知監測模塊、中央監控平臺和用戶終端，所述的風電機組狀態感知監測模塊用于采集風電機組狀態數據并將采集的風電機組狀態數據收集發送至中央監控平臺；所述的中央監控平臺對風電機組狀態數據進行數據分析和處理，及時判斷風電機組的健康狀態；所述的用戶終端通過訪問中央監控平臺獲取風電機組狀態數據和風電機組的健康狀態。2.根據權利要求1所述的一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，其特征是，所述中央監控平臺包括數據存儲模塊、數據分析處理模塊和風電機組健康狀態顯示模塊。3.根據權利要求1所述的一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，其特征是，所述的風電機組狀態感知監測模塊通過無線傳感器網絡進行風電機組狀態監測，包括多個分布于風電機組監測區域內的風電機組狀態監測節點和一個匯聚節點，每個風電機組狀態監測節點具有唯一的身份標識號，各風電機組狀態監測節點具有相同的初始能量以及數據處理和通信能力；風電機組狀態監測節點用于采集風電機組狀態數據，匯聚節點收集所有風電機組狀態監測節點的風電機組狀態數據，并將收集的風電機組狀態數據傳遞給中央監控平臺。4.根據權利要求3所述的一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，其特征是，所述風電機組狀態監測節點和匯聚節點采用剛性機械緊固方式設置在風電機組上，或者通過粘結劑或磁座安裝在風電機組上。5.根據權利要求3所述的一種用于智能電網的風電機組狀態監測系統，其特征是，初始化時，各風電機組狀態監測節點通過廣播初始化消息建立自身的鄰居節點列表...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘金文，
申請(專利權)人：潘金文，
類型：發明
國別省市：廣東,44