CN102878023A

CN102878023A - 大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统

Info

Publication number: CN102878023A
Application number: CN2012103444876A
Authority: CN
Inventors: 毛振刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明公开了一种大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其主要技术特征在于：包括风力发电机组、信息采集单元、无线网络、中央监控系统、Internet网络和远程监控中心，还包括GPRS网络和手机，所述风力发电机组连接信息采集单元，所述信息采集单元通过无线网络连接中央监控系统，所述中央监控系统通过Internet网络连接远程监控中心，所述信息采集单元通过GPRS网络连接手机。本发明利用在风力发电机组各关键部位安装传感器采集其工作状态信息，然后通过网络将信息发送给工作人员，工作人员根据监测数据和状态类型，及时诊断各部件存在的隐患，预测将来可能会出现的故障，以便于及时采取措施，提高风力发电机组运行的可靠性，延长风力发电机组的使用寿命。

Description

大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统

技术领域

本发明属于绿色能源风力发电领域，特别是一种大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统。

背景技术

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，也是最具有大规模开发和商业化发展前景的可再生资源。随着能源消耗日益增长，环境进一步恶化，世界各国都把发展可再生的绿色能源作为本国可持续发展战略的重要组成部分。风力发电是风能利用的主要方式。从2007年起，风力发电已成为继火力和水电之后的第3大新增发电电源。根据全球风能理事会的统计，过去10年全球风力发电产业平均增长达到25％。而我国的风能开发飞速发展，已经成为全球最大的风电市场。国内外风电场单机容量已增至兆瓦级，因此近年来我国大批兆瓦级新型风力发电机组匆忙投入规模化生产运行，质量和运行可靠性问题突出，增加了技术和经济风险。由于风资源分布的限制，风力发电场多分布在远离城市的荒漠、山区、牧场；随着海上风能的开发和利用，近海或滩涂风力发电场将成为未来风电的重要发展方向，这都给机组的运行管理和维护带来了极大的困难。为了合理地运营和完善地维护风电场，提高风力发电机组的运行效率和可靠性，对每台风力发电机组运行状况进行状态的检测必不可少。

风力发电机组是利用风力发电设备把风能转化成电能，以满足用户的电力要求。

风力发电机组都架设在70米以上的空中，其工作环境条件恶劣，机组的受力情况也非常复杂，风力发电机组的桨叶的转速随环境风况的变化而变化。对于风电场所在的区域，其风况变换一般比较多样，工作风速在2-30米每秒之间，对于沿海区域和海上风机，当台风来临时，最高风速可达50米每秒以上。在风力发电机组的工作过程中，其受到的风速也是不断变化的。当阵风来袭时，风轮和桨叶会受到短暂而频繁的冲击载荷，这个时变载荷会传递给传动链上的每个部件，并通过各部件的刚性连接，给其工作寿命造成极大的影响，使风机在运行过程中出现各种故障。

从国内数据统计可知，大型兆瓦级风力发电机组的故障主要集中在齿轮箱、发电机、低速轴、高速轴、桨叶、电气系统、偏航系统、控制系统等关键部件。由于风电场多建于远离城市的偏远地区或近海区域，交通不便；加上风力发电机组处于高空，对其维护非常困难；一旦某个机组出现故障造成停机，不计停止发电的损失，但是整个机组的重新吊装和部件更换，都需要极大地人力和物力，单次维护成本就可能超过百万元人民币。因此，必须在风力发电机组运行过程中实时监控各关键部件的运行状态，根据监测数据和状态类型，及时诊断各部件存在的隐患，预测将来可能会出现的故障，以便于及时采取措施，防止造成严重损失，提高风力发电机组运行的可靠性，延长其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在风力发电机组的关键部件安装传感器，采集其工作状态信息的大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其主要技术特征在于：包括风力发电机组、信息采集单元、无线网络、中央监控系统、Internet网络和远程监控中心，还包括GPRS网络和手机，所述风力发电机组连接信息采集单元，所述信息采集单元通过无线网络连接中央监控系统，所述中央监控系统通过Internet网络连接远程监控中心，所述信息采集单元通过GPRS网络连接手机。

而且，所述的信息采集单元包括振动传感器、温度传感器、噪声传感器、速度传感器和油压传感器。

而且，所述的信息采集单元具有无线发射单元。

而且，所述的中央监控系统包括无线接收单元。

而且，所述的远程监控中心包括计算机和打印机，所述计算机连接Internet网络，打印机与计算机连接。

而且，所述的中央监控系统还包括数据采集单元和报警单元。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明的信息采集单元通过GPRS网络连接用户的手机，可以讲风力发电机组的工作状态发送给工作人员，方便工作人员实时了解其工作状态。

2、本发明设计合理，利用在风力发电机组各关键部位安装传感器采集其工作状态信息，然后通过网络将信息发送给工作人员，方便其实时了解风力发电机组的工作状态；工作人员可以根据监测数据和状态类型，及时诊断各部件存在的隐患，预测将来可能会出现的故障，以便于及时采取措施，防止造成严重损失，提高风力发电机组运行的可靠性，延长风力发电机组的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的原理结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其主要技术特征在于：包括风力发电机组、信息采集单元、无线网络、中央监控系统、Internet网络和远程监控中心，还包括GPRS网络和手机，所述风力发电机组连接信息采集单元，所述信息采集单元通过无线网络连接中央监控系统，所述中央监控系统通过Internet网络连接远程监控中心，所述信息采集单元通过GPRS网络连接手机。而且，所述的信息采集单元包括振动传感器、温度传感器、噪声传感器、速度传感器和油压传感器。所述的信息采集单元具有无线发射单元；所述的中央监控系统包括无线接收单元；所述的远程监控中心包括计算机和打印机，所述计算机连接Internet网络，打印机与计算机连接；所述的中央监控系统还包括数据采集单元和报警单元。

结合图1，阐述本发明的工作原理：

桨叶是风力发电机组的风能吸收装置，也是能量转化器。它是通过自身的旋转把风能转化为机械能，带动轮轴转动，进而把机械能传递给机舱内的传动链系统。

轴系包括低速轴和高速轴。低速轴把轮轴的机械能传递给齿轮箱，由齿轮箱带动高速轴旋转，拖动发电机转子运动，发出电能。低速轴、高速轴采用轴承继承，通过联轴器与其他部件连接。

风力发电机组利用发电机将机械能转化为生产、生活需要的电能，因此发电机输入端吸收机械能，通过转子的旋转输出电能，馈送到电网。

所述振动传感器安装在风力发电机组的齿轮箱、发电机、低速轴、高速轴以及桨叶上，测量他们的振动频率信号；噪声传感器安装在风力发电机组的发电机上，测量其噪声信号；温度传感器安装在转子上，测量其温度。所述信息采集单元将通过各传感器测得的数据信号，利用无线发射单元通过无线网络发送到中央监控系统，同时还可以利用GPRS网络将数据信号发送到用户的手机上，方便用户随时查看，实时了解风力发电机组的运行状态。所述远程监控中心包括计算机和打印机，工作人员可以通过计算机远程查看风力发电机组的实时运行状态，还可以根据使用需要利用打印机进行打印。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其主要技术特征在于：包括风力发电机组、信息采集单元、无线网络、中央监控系统、Internet网络和远程监控中心，还包括GPRS网络和手机，所述风力发电机组连接信息采集单元，所述信息采集单元通过无线网络连接中央监控系统，所述中央监控系统通过Internet网络连接远程监控中心，所述信息采集单元通过GPRS网络连接手机。

2.根据权利要求1所述的大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其特征在于：所述的信息采集单元包括振动传感器、温度传感器、噪声传感器、速度传感器和油压传感器。

3.根据权利要求1所述的大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其特征在于：所述的信息采集单元具有无线发射单元。

4.根据权利要求1所述的大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其特征在于：所述的中央监控系统包括无线接收单元。

5.根据权利要求1或4所述的大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其特征在于：所述的远程监控中心包括计算机和打印机，所述计算机连接Internet网络，打印机与计算机连接。

6.根据权利要求1所述的大兆瓦风力发电机组实时状态监控系统，其特征在于：所述的中央监控系统还包括数据采集单元和报警单元。