CN104468821A - 大型风电场数据通讯系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型风电场数据通讯系统,属于数据通讯网络,本发明系统包括采集模块：采集风电场的气象、主轴、齿轮箱和定子的运行状态信号；节点模块：是采集模块和后台管理器的通讯中介，采集模块通过节点模块将感知数据传送到后台管理器；后台管理器：是用户的人机交互模块；节点模块包括无线客户端、无线接入点和交换机，采集模块通过无线客户端接入无线接入点覆盖的无线网络中，网络链路通过无线接入点汇聚到后台管理器的交换机上，实现数据管理和分析。本发明的数据通讯系统不依赖于任何通信公网，是一个没有地域限制、通讯费限定的稳定无线传输网络，而且解决了有线网络所造成的维护困难的问题。
Description
技术领域
本发明属于数据通讯领域，具体涉及一种大型风电场数据通讯系统。
背景技术
大型风电场风力发电系统包含几十乃至几百个风力发电机组，各个机组之间的距离可能非常远，对整个风电场的状态采集进行远程监测、集中控制格外困难。另外，加上气候环境恶劣，风电机组维护困难，故障率高。状态监控技术的发展和完善有助于提高大型风电机组的运行性能，提高风电场生产效益。
大型风电机组状态健康监测包括状态信息的采集和传输，现有风电机组的状态健康监测大都基于有线通信方式，无线技术基本上还限于理论研究和实验验证阶段。由于环境恶劣以及风电场容量的不断增加，有线方式存在明显缺陷：风电机组状态健康监测信息量大、通信压力大，传统有线通信的“点对多点”的集中式数据处理方式难以满足应用要求；有线设施物理损坏，不便及时查找修复，监控系统本身的可靠性无法保证。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大型风电场数据通讯系统，通过建立一个工业移动通讯网络，解决了现有的风电场依赖有线网络所带来的各种困难。
本发明的技术方案是：一种大型风电场数据通讯系统，其特征在于，采集模块：采集风电场的气象、主轴、齿轮箱和定子的运行状态信号；节点模块：是采集模块和后台管理器的通讯中介，采集模块通过节点模块将感知数据传送到后台管理器；后台管理器：是用户的人机交互模块；所述节点模块包括无线客户端、无线接入点和交换机，采集模块通过无线客户端接入无线接入点覆盖的无线网络中，网络链路通过无线接入点汇聚到后台管理器的交换机上，实现数据管理和分析。所述采集模块包括测量风速、风向、和气压的气象传感器。所述采集模块还包括采集主轴、齿轮箱和定子的振动、温度、电压和电流信号的传感器。所述无线接入点采用基于国际标准 IEEE802.11， 运行频率为 2.4GHz 和 5GHz。所述后台管理器包括安全访问单元、实时情况检测单元、数据查询单元和故障分析报告单元。
本发明有如下积极效果：本发明的数据通讯系统不依赖于任何通信公网，是一个没有地域限制、通讯费限定的稳定无线传输网络。AP无线信号的覆盖范围可以达到3-4公里，多个AP接入点组合，可以方便灵活的扩大无线网的覆盖范围。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的系统结构图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明的数据通讯系统构架可以分为三层：感知层、网络层和应用层，感知层由各种传感器组成，在大型风电场的状态监测管理中，感知层主要负责风电机组的工作状态有关参数及实时的工作环境情况的信息采集；网络层是整个数据通讯系统的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息；应用层是物联网和用户的接口，它与风电场的维护管理的实际需求相结合，实现风电场数据的通讯。
采集模块包括气象传感器，来测量风速、风向和气压，传感器还包括主轴传感器、齿轮箱传感器和定子传感器，来采集振动、温度、电流、电压等状态信号，作为故障诊断的依据。
节点模块包括无线客户端（Client）、无线接入点（AP-Access Point）和交换机，无线客户端是传感器的的网络控制器、通过无线客户端将传感器等设备接入到无线接入点覆盖的无线网络中。本发明的无线接入点设备采用基于国际标准 IEEE802.11， 运行频率为 2.4GHz 和 5GHz，其数据传输速率最高达 54Mbit/s，它对有些障碍物具有一定的穿透性，在一个规则的物理空间内具有很好的反射效果， 这样可以实现非直视数据传输， 可靠性可以在一定程度上得以提高。AP与AP之间采用跳传技术进行联网，这样就增大了网络覆盖范围和传输距离， AP 无线信号的覆盖范围最大为 3～4 公里。
将传感器采集节点上安装无线网络客户端 Client和无线网络接入点 AP 组成无线通讯网络。中间节点安装网络接入点 AP，完成网络的跳传和中继功能。 风电场中的网络链路由接入点 AP 汇聚到后台管理器的交换机上，实现数据的管理和分析。
与通常的网络线缆相比，无线传输技术使用的是无线电波，针对大型风电场的安装环境和安装范围，采用工业移动通讯技术来组建数据通讯网络，工业无线通讯产品的无线通信可靠性高、机械耐用性强，而且工业移动通讯网络以无线客户端和无线接入点设备作为网络节点，可以灵活方便的利用节点进行跳转，提高网络覆盖范围和传输距离。
后台管理器包括包括安全访问控制单元、实时情况监测单元、数据查询单元、故障分析报告单元和数据库，将数据文件保存在本地局域网中，以免由于网络故障导致数据丢失，既起到备份数据的作用，也可以用于设备状态的本地诊断。
安全访问控制单元主要是对登录系统ＩＰ的人员进行身份认证，对不同的用户组授予不同的权限。对认证地址非法、认证失败进行信息记录并留存，多次失败限制用户帐号或IP；对认证成功进入系统的人员的全部操作进行记录表并留存，以保护数据资料的安全和系统的稳定。实时情况监测单元主要是将通过3G网络上传的风电机组的状态参数和周围环境的参数，通过后台程序录入数据库并显示在系统的界面上。数据查询单元的功能是提供给授权用户风电机组运行状态、环境数据等有关记录的查询，并对需要的数据以excel的格式导出。故障分析报告单元主要功能是根据数据库内的风电机组和环境监测的数据进行分析和往期数据进行比较，绘制风电机组运行趋势图，当发现实时数据异常或经分析预计可能出现故障时及时向有关用户组报警提示。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大型风电场数据通讯系统，其特征在于，包括：
采集模块：采集风电场的气象、主轴、齿轮箱和定子的运行状态信号；
节点模块：是采集模块和后台管理器的通讯中介，采集模块通过节点模块将感知数据传送到后台管理器；
后台管理器：是用户的人机交互模块；
所述节点模块包括无线客户端、无线接入点和交换机，采集模块通过无线客户端接入无线接入点覆盖的无线网络中，网络链路通过无线接入点汇聚到后台管理器的交换机上，实现数据管理和分析。
2.根据权利要求1所述的大型风电场数据通讯系统，其特征在于：所述采集模块包括测量风速、风向、和气压的气象传感器。
3.根据权利要求2所述的大型风电场数据通讯系统，其特征在于：所述采集模块还包括采集主轴、齿轮箱和定子的振动、温度、电压和电流信号的传感器。
4.根据权利要求1所述的大型风电场数据通讯系统，其特征在于：所述无线接入点采用基于国际标准 IEEE802.11， 运行频率为 2.4GHz 和 5GHz。
5.根据权利要求1所述的大型风电场数据通讯系统，其特征在于：所述后台管理器包括安全访问单元、实时情况检测单元、数据查询单元和故障分析报告单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410812562.6A CN104468821A (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 大型风电场数据通讯系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410812562.6A CN104468821A (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 大型风电场数据通讯系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104468821A true CN104468821A (zh) | 2015-03-25 |
Family
ID=52914172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410812562.6A Withdrawn CN104468821A (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 大型风电场数据通讯系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104468821A (zh) |
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2014
- 2014-12-24 CN CN201410812562.6A patent/CN104468821A/zh not_active Withdrawn
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Application publication date: 20150325 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |