CN104155924A - 海上风力发电系统管理装置及管理方法 - Google Patents

海上风力发电系统管理装置及管理方法 Download PDF

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CN104155924A CN201410144153.3A CN201410144153A CN104155924A CN 104155924 A CN104155924 A CN 104155924A CN 201410144153 A CN201410144153 A CN 201410144153A CN 104155924 A CN104155924 A CN 104155924A
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Abstract

本发明提出了一种海上风力发电系统管理装置，包括：风力发电机，其在海上安装一个以上；控制器，其控制所述风力发电机的运转；服务器，其远程接收关于所述风力发电机的状态信息；中继器，其取得所述风力发电机的状态信息，存储既定时间后，传送给所述服务器；便携终端装置，其与所述中继器进行近距离无线通信；所述中继器感知所述便携终端装置，确认所述便携终端装置的ID信息后，如果判断有正当权限，则把风力发电机的状态信息传送给便携终端装置，所述便携终端装置把风力发电机控制信号无线发送给所述控制器。

Description

海上风力发电系统管理装置及管理方法
技术领域
本发明涉及海上风力发电系统管理装置，还涉及一种海上风力发电系统管理方法。
背景技术
在发电机控制器中，SCADA（Supervisory Control And DataAcquisition，数据采集与监视控制系统）已经标配加装，但随着发电机故障等原因导致的经济性损失加大，需要能够预先判断故障征候的装置CMS，CMS是附加性装置，但现在趋于标配加装。
海上风力基地不同于陆上，由于距离遥远，一般距离海岸10km以上，所有数据的取得、分析以及控制只能远程进行。
如果对海上风力基地中的问题进行监控，由于所有信息的发送/接收均需远程实现，因此一旦网络被切断，则根本无法进行监视及控制。另外，如同所有成套设备一样，海上风力基地需要巡视检修等作业，但根据海上条件，会频繁发生作业者无法登上发电机的情形，甚至会发生难以接近的情形，例如受波涛等影响而难以靠岸的情形。对此，欧洲有在发电机自身配备直升机停机坪的情形，但存在费用过大的问题。
因此，如何提供一种作业人员在海上即使不进入风力发电机内部、也能够在近距离(例如船舶上)检修发电机的主要状态并进行控制的装置，特别是能够在网络断开等紧急情况时进行控制的紧急系统，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出一种利用无线通信的海上风力发电系统管理装置及管理方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种海上风力发电系统管理装置，包括：
风力发电机10，其在海上安装一个以上；
控制器20，其控制所述风力发电机10的运转；
服务器30，其远程接收关于所述风力发电机10的状态信息；
中继器40，其取得所述风力发电机10的状态信息，存储既定时间后，传送给所述服务器30；
便携终端装置50，其与所述中继器40进行近距离无线通信；
所述中继器40感知所述便携终端装置50，确认所述便携终端装置50的ID信息后，如果判断有正当权限，则把风力发电机10的状态信息传送给便携终端装置50，所述便携终端装置50把风力发电机控制信号无线发送给所述控制器20。
本发明还提供一种海上风力发电系统管理方法，包括：
装置提供步骤S10，提供利用无线通信的常用网络切断开时海上风力发电系统管理装置，所述装置包括控制风力发电机10运转的控制器20、远程接收关于所述风力发电机10的状态信息的服务器30、取得所述风力发电机10状态信息并在存储既定时间后传递给所述服务器30的中继器40、能够与所述中继器40进行近距离无线通信的便携终端装置50；
ID确认步骤S20，如果所述便携终端装置50接近所述风力发电机10，所述中继器40则确认所述便携终端装置50的ID信息；
状态信息通信步骤S30，如果判断所述便携终端装置50的ID具有正当权限，所述中继器40则把所述风力发电机10的状态信息传送给便携终端装置50。
可选地，本发明的海上风力发电系统管理方法还包括：
控制信号通信步骤S40，所述便携终端装置50把风力发电机控制信号无线发送给所述控制器20。
可选地，所述状态信息是包括风力发电机转子部、齿轮箱、发电机的温度或振动信号的CMS信息，或是包括发电量、转子角速度、桨距角信息中至少一种的SCADA信息。
可选地，所述中继器40与所述便携终端装置50的通信半径为10～1000M。
可选地，所述中继器40与所述便携终端装置50使用RF方式、WIFI方式、WCDMA方式中的至少一种无线通信方式。
本发明的有益效果是：
（1）作业人员在海上即使不进入风力发电机内部也能够在近距离检修发电机的主要状态并进行控制；
（2）能够在网络断开等紧急情况时进行控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的海上风力发电系统管理装置整体构成图；
图2是本发明一个实施例的海上风力发电系统管理方法流程图。
符号说明
10:风力发电机          20:控制器
30:服务器
40:中继器
50:便携终端装置
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，所谓风力发电机控制器，是指用于电力生产的风力发电机基本控制器。在本发明中，所谓SCADA，是指处理控制器中发生的发电量、发电机状态等的基本信息的远程监视控制系统(Supervisory Controll And Data Aquisition System)，也称为集中远程监视控制系统或监视控制数据收集系统。
在本发明中，所谓CMS，作为状态监视系统(Condition MonitoringSystem)，是指把独立于SCADA的另外的传感器(加速度计、温度计)等附着于主要机械部件，主要通过振动信号取得/分析故障及异常信号等，诊断当前发电机的健康状态的系统。
在本发明中，所谓CMS F/E，作为CMS Front-End，是指安装于发电机内部，取得计量信号并进行基本信号处理后，向服务器传送数据的装置。在本发明中，所谓服务器，是指用于对SCADA及CMS收集的各种数据进行处理，形成数据库并将其提供给管理员的计算机服务器(computer server)。
在本发明中，所谓管理员，作为发电机(或发电基地)管理员，是指在位于陆上的中央(或集成)管制中心，对服务器(server)中的数据进行实时或后处理和监视、负责发电机管理的人。
下面对主要驱动原理进行叙述。中继器40在平时发挥CMS与SCADA信号的中继器作用，并同时存储既定期间的主要信息，当检修员或既定的移动终端装置，例如智能平板电脑接近到既定距离时，经过既定的认证程序，把存储的数据发送给移动终端装置，接收在移动终端装置中执行的主要控制信号，传递给发电机控制器。与移动终端装置的通信应以无线方式执行，无线通信方式可以应用目前使用的RF、WIFI、WCDMA等常用通信方式。
下面参照附图，对本发明一个实施例的海上风力发电系统管理装置及方法进行详细说明。图1是本发明一个实施例的海上风力发电系统管理装置整体构成图，图2是本发明一个实施例的海上风力发电系统管理方法流程图。
如图1所示，本发明一个实施例的海上风力发电系统管理装置，包括：风力发电机10，其在海上安装一个以上；控制器20，其控制风力发电机10的运转；服务器30，其远程接收关于所述风力发电机10的状态信息；中继器40，其取得风力发电机10的状态信息，存储既定时间后，传送给所述服务器30；便携终端装置50，其能够与中继器40进行近距离无线通信。
如图1所示，在本发明一个实施例的海上风力发电系统管理装置中，如果所述便携终端装置50接近所述风力发电机10，所述中继器40则感知所述便携终端装置50，确认所述便携终端装置50的ID信息后，如果判断有正当权限，则把风力发电机10的状态信息传送给便携终端装置50，所述便携终端装置50把风力发电机控制信号无线发送给所述控制器20。
如图1、图2所示，本发明一个实施例的海上风力发电系统管理方法，包括装置提供步骤S10、ID确认步骤S20和状态信息通信步骤S30。
如图1、图2所示，在本发明一个实施例的海上风力发电系统管理方法的装置提供步骤S10中，提供利用无线通信的常用网络断开时海上风力发电系统管理装置，所述装置包括控制风力发电机10运转的控制器20、远程接收关于所述风力发电机10的状态信息的服务器30、取得所述风力发电机10状态信息并在存储既定时间后传递给所述服务器30的中继器40、能够与所述中继器40进行近距离无线通信的便携终端装置50。
如图1、图2所示，在本发明一个实施例的海上风力发电系统管理方法的ID确认步骤S20中，如果所述便携终端装置50接近所述风力发电机10，所述中继器40则确认所述便携终端装置50的ID信息。
如图1、图2所示，在本发明一个实施例的海上风力发电系统管理方法的状态信息通信步骤S30中，如果判断便携终端装置50的ID具有正当权限，所述中继器40则把所述风力发电机10的状态信息传送给便携终端装置50。
如图1、图2所示，在本发明一个实施例的海上风力发电系统管理方法的控制信号通信步骤S40中，便携终端装置50把风力发电机控制信号无线发送给所述控制器20。
在本发明的一个实施例中，优选状态信息是包括风力发电机转子部、齿轮箱、发电机的温度或振动信号的CMS信息，或是包括发电量、转子角速度、桨距角信息中至少一种的SCADA信息。
在本发明的一个实施例中，优选中继器40与所述便携终端装置50的通信半径为10～1000M。中继器40与所述便携终端装置50可以使用RF方式、WIFI方式、WCDMA方式中的至少一种无线通信方式。如果距离过短，则由于塔的高度而难以通信，考虑到风力基地的大小及接近性、近距离通信距离，优选为1000M以内。
本发明的海上风力发电系统管理装置及方法，作业人员在海上即使不进入风力发电机内部也能够在近距离检修发电机的主要状态并进行控制，特别是能够在网络断开等紧急情况时进行控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种海上风力发电系统管理装置，其特征在于，包括：
风力发电机(10)，其在海上安装一个以上；
控制器(20)，其控制所述风力发电机(10)的运转；
服务器(30)，其远程接收关于所述风力发电机(10)的状态信息；
中继器(40)，其取得所述风力发电机(10)的状态信息，存储既定时间后，传送给所述服务器(30)；
便携终端装置(50)，其与所述中继器(40)进行近距离无线通信；
所述中继器(40)感知所述便携终端装置(50)，确认所述便携终端装置(50)的ID信息后，如果判断有正当权限，则把风力发电机(10)的状态信息传送给便携终端装置(50)，所述便携终端装置(50)把风力发电机控制信号无线发送给所述控制器(20)。
2.一种海上风力发电系统管理方法，其特征在于，包括：
装置提供步骤(S10)，提供利用无线通信的常用网络断开时海上风力发电系统管理装置，所述装置包括控制风力发电机(10)运转的控制器(20)、远程接收关于所述风力发电机(10)的状态信息的服务器(30)、取得所述风力发电机(10)状态信息并在存储既定时间后传递给所述服务器(30)的中继器(40)、能够与所述中继器(40)进行近距离无线通信的便携终端装置(50)；
ID确认步骤(S20)，如果所述便携终端装置(50)接近所述风力发电机(10)，所述中继器(40)则确认所述便携终端装置(50)的ID信息；
状态信息通信步骤(S30)，如果判断所述便携终端装置(50)的ID具有正当权限，所述中继器(40)则把所述风力发电机(10)的状态信息传送给便携终端装置(50)。
3.根据权利要求2所述的海上风力发电系统管理方法，其特征在于，还包括：
控制信号通信步骤(S40)，所述便携终端装置(50)把风力发电机控制信号无线发送给所述控制器(20)。
4.根据权利要求3所述的海上风力发电系统管理方法，其特征在于，
所述状态信息是包括风力发电机转子部、齿轮箱、发电机的温度或振动信号的CMS信息，或是包括发电量、转子角速度、桨距角信息中至少一种的SCADA信息。
5.根据权利要求2所述的海上风力发电系统管理方法，其特征在于，
所述中继器(40)与所述便携终端装置(50)的通信半径为10～1000M。
6.根据权利要求2所述的海上风力发电系统管理方法，其特征在于，
所述中继器(40)与所述便携终端装置(50)使用RF方式、WIFI方式、WCDMA方式中的至少一种无线通信方式。
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