CN107061187B - 一种风电机组雷击次数监测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电机组雷击次数监测方法，包括：(1)采集风电机组中各防雷模块的温度变化值和温升时间数据，以及各防雷模块所处环境的状态数据值；(2)结合步骤(1)采集到的各防雷模块的温度数据信号和与其所处环境的状态数据信号，分析判断各防雷模块是否受到雷击，并统计各防雷模块所受雷击的累计次数。还公开一种风电机组雷击次数监测装置，包括防雷模块、数据采集模块和数据处理模块。本发明通过监测防雷模块的温度变化，实现对防雷模块雷击次数的监测，还可以根据采集到的数据信号实现有针对性的防雷设计，减少风机因雷击对控制系统的冲击和影响，在一定程度上降低风机的雷击风险，提高风力发电机组的运行安全性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组防雷击技术领域，特别是涉及一种风电机组雷击次数监测方法和装置。
背景技术
随着风力发电领域的不断地发展，风电场装机容量逐年上升，风电场的分布也越来越广泛，风力发电所占的比例越来越大，已逐渐成为了一种常规能源。随着风电装机容量逐年上升，风力发电机组所处的环境也日益复杂，特别是山地和海洋环境的占比也逐渐升高，这样就需要风机防雷和雷击监测设备更完备。由于前几年风电的迅速发展，很多目前在运行的风电机组都没有对防雷模块的雷击次数进行监测，仅仅具有击穿监测即防雷模块被雷击损坏的反馈。但由于当初考虑不全或者重视度不够等因素，造成的历史遗留问题已经开始对风电机组产生了较大影响。
在风力发电机组的实际运行过程中，当接闪器接闪后会将雷电流引导到机组接地系统中，风电机组的供电线路就有可能产生串扰雷电流。而当叶片接闪器转动离开泄放通道时，就会造成雷电流的泄放通道发生漂移，即上行或下行泄放通道会离开接闪器，从而造成接闪的失效，而这时会在机组周围产生感应雷电流。无论是串扰雷电流还是感应雷电流都会对机组的安全运行造成危害，其中尤其以感应雷电流对机组控制系统的危害频次高，所以对机组雷击特别是感应雷雷击次数的监测是十分必要的。
由此可见，本发明在现有技术的基础上，要创设一种新的风电机组雷击次数监测方法和装置，使其对风电机组的防雷模块实现雷击次数的监测，提高风电机组的安全性和稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组雷击次数监测方法，使其对风电机组的防雷模块实现雷击次数的监测，提高风电机组的安全性和稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组雷击次数监测方法，所述方法包括如下步骤：
(1)采集所述风电机组中各防雷模块的温度变化值和温升时间数据，以及所述各防雷模块所处环境的状态数据值；
(2)结合步骤(1)采集到的各防雷模块的温度数据信号和与其所处环境的状态数据信号，分析判断所述各防雷模块是否受到雷击，并统计所述各防雷模块所受雷击的累计次数。
作为本发明的一种改进，所述各防雷模块包括AC690子系统防雷模块、发电机防雷模块、变流器防雷模块、AC400V子系统防雷模块、DC24V子系统防雷模块、振动系统防雷模块和测风系统防雷模块中的一种或多种。
进一步改进，所述步骤(2)中具体包括：判定所述步骤(1)采集到的各防雷模块的温度数据信号是否属于由雷击引起的数据变化信号，若属于，按有效数据处理，计数一次，并累计雷击次数；若不属于，按异常数据处理，忽略此数据。
进一步改进，所述异常数据处理中根据异常数据的具体情况，判定所述异常数据是否属于步骤(1)中数据采集步骤的故障，若属于，对所述步骤(1)进行检测；如不属于，忽略此数据。
进一步改进，根据采集到的所述各防雷模块中温度数据变化情况，判断所述防雷模块是否满足所述风电机组的防雷要求。
本发明还要解决的技术问题是提供一种风电机组雷击次数监测装置，使其对风电机组的防雷模块实现雷击次数的监测，提高风电机组的安全性和稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组雷击次数监测装置，包括防雷模块、数据采集模块和数据处理模块，
所述防雷模块，用于与所述风电机组中需防雷的各装置连接；
所述数据采集模块，与所述防雷模块连接，用于采集所述防雷模块的温度变化值，记录所述防雷模块温升时间数据以及采集所述防雷模块所处环境的状态数据值，并将采集的数据信号值传送至与其连接的所述数据处理模块；
所述数据处理模块，用于结合所述数据采集模块传送的各防雷模块的温度数据信号和与其所处环境的状态数据信号，分析判断所述防雷模块是否受到雷击，并统计所述各防雷模块所受雷击的累计次数。
进一步改进，所述防雷模块包括AC690子系统防雷模块、发电机防雷模块、变流器防雷模块、AC400V子系统防雷模块、DC24V子系统防雷模块、振动系统防雷模块和测风系统防雷模块中的一种或多种。
进一步改进，所述数据处理模块包括数据判定模块、数据确认模块、计数模块和故障判定模块，
所述数据判定模块，用于判断所述防雷模块的温度数据信号是否为由雷击引起的数据变化；
所述数据确认模块，用于接收由所述数据判定模块得出的由于雷击引起的数据，并将所述由雷击引起数据传送至所述计数模块；
所述计数模块，用于统计由所述数据确认模块传送的雷击累计次数；
所述故障判定模块，用于接收由所述数据判定模块得出的不属于由雷击引起的异常数据，并判定所述异常数据是否由所述数据采集模块故障引起。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明利用电流通过金属导体的发热原理，通过监测防雷模块的温度变化，实现对防雷模块雷击次数的监测，即实现对风电机组受雷击的状态监测，该发明一方面可以获取风电机组防雷模块通过雷电流的次数，获取到当地雷电流的相关数据；另一方面也可以根据收集到的数据实现针对性的防雷设计，减少风机因雷击对控制系统的冲击和影响，在一定程度上降低风机的雷击风险，提高风力发电机组的运行安全性和稳定性。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明风电机组雷击次数监测装置的结构原理图。
具体实施方式
本发明对风电机组雷击次数的监测，是通过在风力发电机组电气系统中增加风电机组雷击次数监测装置来实现。
参照附图1所示，该风电机组雷击次数监测装置包括防雷模块、数据采集模块和数据处理模块。
该防雷模块，用于与该风电机组中需防雷的各装置连接，以防止雷击对各装置的损坏。本实施例中防雷模块包括AC690子系统防雷模块、发电机防雷模块、变流器防雷模块、AC400V子系统防雷模块、DC24V子系统防雷模块、振动系统防雷模块和测风系统防雷模块中的一种或多种。
该数据采集模块，与各防雷模块连接，用于采集各个防雷模块的温度变化值，记录其温升时间数据以及采集各防雷模块所处环境的状态数据值，并将采集的数据信号值进行滤波处理后传送至与其连接的该数据处理模块。
该数据处理模块，用于结合该数据采集模块传送的各防雷模块的温度数据信号和与其所处环境的状态数据信号，分析判断该防雷模块是否受到雷击，并统计各防雷模块所受雷击的累计次数。
具体的，该数据处理模块包括数据判定模块、数据确认模块、计数模块和故障判定模块。
该数据判定模块，用于判断该防雷模块的温度数据信号是否为由雷击引起的数据变化，若属于，则将该防雷模块的温度数据信号传送至该数据确认模块；若不属于，则将该防雷模块的温度数据信号传送至该故障判定模块。
该数据确认模块，用于接收由该数据判定模块得出的由于雷击引起的数据，并将该由雷击引起数据传送至该计数模块。
该计数模块，用于统计由该数据确认模块传送的雷击累计次数，则得出各个防雷模块受雷击的次数，最终实现对风电机组防雷次数的监测。
该故障判定模块，用于接收由该数据判定模块得出的不属于由雷击引起的异常数据，并判定该异常数据是否由该数据采集模块故障引起的，若是由该数据采集模块故障引起的，则对该数据采集模块故障进行检测和排除；若不是由该数据采集模块故障引起的，如跳帧，则勿略此数据。
本发明风电机组雷击次数监测装置的工作原理为：利用电流通过金属导体的发热原理，当防雷模块在受到雷击时，该防雷模块在雷电流的作用下出现发热现象，则本申请通过监测防雷模块的温度变化，实现对防雷模块雷击次数的监测，即实现对风电机组受雷击的状态监测。
上述该风电机组雷击次数监测装置的风电机组雷击次数监测方法包括如下步骤：
(1)采集该风电机组中各防雷模块的温度变化值和温升时间数据，以及该各防雷模块所处环境的状态数据值；
(2)结合步骤(1)采集到的各防雷模块的温度数据信号和与其所处环境的状态数据信号，分析判断该各防雷模块是否受到雷击，并统计该各防雷模块所受雷击的累计次数，从而实现防雷模块所受雷击次数监测的目的。
其中，首先判定该步骤(1)采集到的各防雷模块的温度数据信号是否属于由雷击引起的数据变化信号，若属于，按有效数据处理，计数一次，并累计雷击次数；若不属于，按异常数据处理。
该异常数据处理中根据异常数据的具体情况，判定该异常数据是否属于步骤(1)中数据采集步骤的故障，若属于，对该步骤(1)进行检测，以使该风电机组雷击次数监测方法运行正常；如不属于，忽略此数据。
本发明还可根据采集到的该各防雷模块中温度数据变化情况，判断该防雷模块能否满足该风电机组防雷的要求，是否需要对其进行调换，以进一步的实现该风电机组防雷系统的优化。
本发明通过监测防雷模块的温度变化值，既可以获取风电机组防雷模块通过雷电流的次数，又可以获取到当地雷电流的相关数据，实现风电机组防雷系统有效性的监测；还可以根据监测结果实现针对性的防雷，有针对性的进行防雷系统优化，减少风电机机因雷击对控制系统的冲击和影响，在一定程度上降低风机的雷击风险，提高风力发电机组的运行安全性和稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种风电机组雷击次数监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)采集所述风电机组中各防雷模块的温度变化值和温升时间数据，以及所述各防雷模块所处环境的状态数据值；其中，所述各防雷模块包括AC690V子系统防雷模块、发电机防雷模块、变流器防雷模块、AC400V子系统防雷模块、DC24V子系统防雷模块、振动系统防雷模块和测风系统防雷模块中的一种或多种；
(2)结合步骤(1)采集到的各防雷模块的温度数据信号和与其所处环境的状态数据信号，分析判断所述各防雷模块是否受到雷击，并统计所述各防雷模块所受雷击的累计次数；
其中，判定所述步骤(1)采集到的各防雷模块的温度数据信号是否属于由雷击引起的数据变化信号，若属于，按有效数据处理，计数一次，并累计雷击次数；若不属于，按异常数据处理，忽略此数据；所述异常数据处理中根据异常数据的具体情况，判定所述异常数据是否属于步骤(1)中数据采集步骤的故障，若属于，对所述步骤(1)进行检测；如不属于，忽略此数据。
2.根据权利要求1所述的风电机组雷击次数监测方法，其特征在于，根据采集到的所述各防雷模块中温度数据变化情况，判断所述防雷模块是否满足所述风电机组的防雷要求。
3.一种风电机组雷击次数监测装置，其特征在于，包括防雷模块、数据采集模块和数据处理模块，
所述防雷模块，用于与所述风电机组中需防雷的各装置连接；所述防雷模块包括AC690子系统防雷模块、发电机防雷模块、变流器防雷模块、AC400V子系统防雷模块、DC24V子系统防雷模块、振动系统防雷模块和测风系统防雷模块中的一种或多种；
所述数据采集模块，与所述防雷模块连接，用于采集所述防雷模块的温度变化值，记录所述防雷模块温升时间数据以及采集所述防雷模块所处环境的状态数据值，并将采集的数据信号值传送至与其连接的所述数据处理模块；
所述数据处理模块，用于结合所述数据采集模块传送的各防雷模块的温度数据信号和与其所处环境的状态数据信号，分析判断所述防雷模块是否受到雷击，并统计所述各防雷模块所受雷击的累计次数；
所述数据处理模块还包括数据判定模块、数据确认模块、计数模块和故障判定模块，
所述数据判定模块，用于判断所述防雷模块的温度数据信号是否为由雷击引起的数据变化；
所述数据确认模块，用于接收由所述数据判定模块得出的由于雷击引起的数据，并将所述由雷击引起数据传送至所述计数模块；
所述计数模块，用于统计由所述数据确认模块传送的雷击累计次数；
所述故障判定模块，用于接收由所述数据判定模块得出的不属于由雷击引起的异常数据，并判定所述异常数据是否由所述数据采集模块故障引起。
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