一种风电场运行维护系统及方法与流程

1.本发明涉及一种维护系统及方法，具体涉及一种风电场运行维护系统及方法。


背景技术：

2.随着全球能源高速增长，气候变化和生态环境问题日益突出，风能作为一种可再生能源，受到各国重视。风能是一种清洁无污染的可再生能源，利用风能带动风机旋转产生电能是一种有效的发电方式，尤其在当前环境问题受到日益严峻的挑战下，世界各国对新能源的开发越来越重视。
3.近年来，随着科技的进步，风力发电在我国得到了持续快速的发展，截至目前，风电场的装机比例大幅增多，风电渗透率不断增加。但由于风能资源的地域性、间歇性和不确定性，风电场分布分散，各风场监控系统与变压站监控系统相互独立、互不兼容，无法存储较长周期的数据，数据孤岛和历史经验数据丢失，相关数据的上报复杂，导致有效不能及时传送，这些问题给生产运行、管理分析带来了诸多不便。


技术实现要素：

4.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种风电场运行维护系统及方法。
5.为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
6.一种风电场运行维护系统及方法，包括设于各风车内的子系统和统筹整个风电场的主系统；
7.所述子系统用于统计风车的运行信息，包括发电机的发电信息和风轮的转速信息；
8.所述子系统用于接收和发送其他子系统发送的风车运行信息；
9.所述主系统用于接收子系统发送的风车运行信息，用于比较各风车运行信息间的差异，并根据差异判定各风车的运行状态。
10.上述子系统包括分别与子处理器连接的转速测量模块、电量计量模块、子时间模块、子存储模块、无线通信模块；
11.转速测量模块用于测量风车风轮的转速信息，包括周期内的转速、周期内的转圈数；
12.电量计量模块用于计量发电机的发电信息：周期内的发电量；
13.子存储模块用于存放数据，而子存储模块地址则为子存储模块的编号；
14.子处理器用于将转速信息、发电信息，结合子时间模块反馈的时间信息整合为运行信息，存入子存储模块内；
15.子处理器用于将子存储模块内的运行信息结合子存储模块地址，整合为风车运行信息通过无线通信模块发送。
16.进一步的，上述无线通信模块用于接收其他无线通信模块发送的风车运行信息；
17.子处理器用于读取接收的风车运行信息内的子存储模块地址，并与本风车的子存储模块地址匹配；若不匹配，则将接收的风车运行信息通过无线通信模块再发送出去。
18.再进一步的，上述子处理器用于读取接收的风车运行信息内的发电信息和时间信息，再基于时间信息读取子存储模块内的发电信息，并比较；
19.若比较差额大于预设差额，则通过子警报模块发出子警报信息。
20.更进一步的，上述子警报信息包括基于相同时间信息的：接收的风车运行信息、比较差额、预设差额和本风车运行信息；
21.子处理器通过无线通信模块发送警报信息，至主系统。
22.更进一步的，上述子警报信息还包括子声光信息，通过与子系统连接的子声光装置发出。
23.上述主系统包括分别与主处理器连接的无线通信模块、主时间模块、主存储模块；主处理器内置分析模块；
24.所述无线通信模块用于接收子系统发送的风车运行信息，并存入主存储模块；
25.所述主处理器用于读取主存储模块内的风车运行信息，由分析模块比较差异后，生成分析报告存入主存储模块；
26.所述主处理器用于根据分析报告判定各风车的运行状态，若不正常，则生成主警报信息后，通过无线通信模块反馈至相应的子系统。
27.进一步的，上述分析模块的分析方法，包括：
28.a1、将主处理器读取的主存储模块内的风车运行信息根据时间信息分为若干数据列；
29.a2、根据发电信息分析：总发电量、发电效率、平均发电量、发电异常；
30.其中，发电效率＝总发电量/周期时间；平均发电量＝总发电量/风车数量；发电异常为任选2组发电量比较，当比较差额大于预设差额，则为发电异常，结合a3进入a4；
31.a3、根据转速信息分析：平均转速、平均转圈数；
32.其中，平均转速＝总转速/风车数量；平均转圈数＝总转圈数/风车数量
33.a4、读取发电异常的风车的转速信息，与平均转速和平均转圈数比较，若在预设差额内，则判定发电机故障；若在预设差额外，则判定风轮故障。
34.再进一步的，上述周期包括日、周、月。
35.进一步的，上述主存储模块地址还包括主存储模块的编号及gps坐标，
36.主处理器将周期内的分析报告，结合主存储模块地址上传至云端服务器。
37.本发明的有益之处在于：
38.本发明的一种风电场运行维护系统及方法，基于收集的风电场内的各风车的风轮转速信息和发电机的发电信息，结合时间和风车的定位，以物联网的方式传递数据至主系统，由主系统存储、分析并根据分析结果发出警报信息，以便于及时维护。同时，基于物联网的数据传递方式，各风车将接收到的风车运行信息和自身的运行信息相比较，并根据比较结果发出实时的警报信息，以提前于主系统汇总所有风车的数据后得出的分析结果的方式，提前发出警报信息，便于现场工作人员及时进行检修、维修、维护。
39.本发明的一种风电场运行维护系统及方法，其结构简单，数据传输方便，数据的获取及数据间的比较均以当前的具体地域性的风电场为前提，数据比较结果更有针对性，主
系统汇总得出的分析报告可用于跨地域的风电场之间的比较，具有很强的实用性和广泛的适用性。
具体实施方式
40.以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
41.一种风电场运行维护系统及方法，由分别设于各风车内的子系统和统筹整个风电场的主系统组成。
42.子系统由分别与子处理器连接的转速测量模块、电量计量模块、子时间模块、子存储模块、无线通信模块组成。
43.转速测量模块优选为转速传感器，用于测量风车风轮的转速信息，包括周期内的转速、周期内的转圈数；周期包括日、周、月。
44.电量计量模块用于计量发电机的发电信息，为周期内的发电量。
45.子存储模块用于存放数据，子存储模块地址为子存储模块的编号。
46.子处理器用于将转速信息、发电信息，结合子时间模块反馈的时间信息整合为运行信息，存入子存储模块内。
47.子处理器用于将子存储模块内的运行信息结合子存储模块地址，整合为风车运行信息通过无线通信模块发送，由其他无线通信模块接收。
48.子处理器用于读取由无线通信模块接收的其他无线通信模块发送的风车运行信息内的子存储模块地址，并与本风车的子存储模块地址匹配；若不匹配，则将接收的风车运行信息通过无线通信模块再发送出去。优选的，在基于相同子存储模块地址的基础上，再基于相同的时间信息的风车运行信息仅发送1次，接收的其他的具有相同的时间信息的风车运行信息作删除处理。
49.子处理器用于读取接收的风车运行信息内的发电信息和时间信息，再基于时间信息读取子存储模块内的发电信息，并比较；若比较差额大于预设差额，则通过子警报模块发出子警报信息。
50.子警报信息包括基于相同时间信息的：接收的风车运行信息、比较差额、预设差额和本风车运行信息；子处理器通过无线通信模块发送，或经其他无线通信模块的转递，至主系统。子警报信息还包括子声光信息，通过与子系统连接的子声光装置发出。
51.主系统由分别与主处理器连接的无线通信模块、主时间模块、主存储模块组成，主处理器内置分析模块。
52.主系统的无线通信模块用于接收子系统发送的风车运行信息，并存入主存储模块。
53.主处理器用于读取主存储模块内的风车运行信息，由分析模块比较差异后，生成分析报告存入主存储模块；主存储模块地址还包括主存储模块的编号及gps坐标，主处理器将周期内的分析报告，结合主存储模块地址上传至云端服务器。
54.分析模块的分析方法，包括：
55.a1、将主处理器读取的主存储模块内的风车运行信息根据时间信息分为若干数据列，即由具有相同时间信息的各风车运行信息组成一个数据列；
56.a2、读取风车运行信息内的发电信息，根据发电信息分析得到：总发电量、发电效
率、平均发电量、发电异常；
57.其中，发电效率＝总发电量/周期时间；平均发电量＝总发电量/风车数量；发电异常为任选2组发电量比较，当比较差额大于预设差额，则为发电异常，结合a3进入a4；
58.a3、读取风车运行信息内的转速信息，根据转速信息分析得到：平均转速、平均转圈数；
59.其中，平均转速＝总转速/风车数量；平均转圈数＝总转圈数/风车数量
60.a4、根据发电异常的子存储模块地址，读取该风车的转速信息，分别与平均转速和平均转圈数比较，比较差额若在预设差额内，则主处理器判定发电机故障；比较差额若在预设差额外，则主处理器判定风轮故障；均生成主警报信息。
61.主处理器将生成的主警报信息，通过无线通信模块反馈至相应的子系统，存入子系统的子存储模块，并发出子警报信息。同时，主处理器通过主警报系统发出主警报信息。
62.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。