CN107143469A - 基于gps定位的风机移动监测方法、装置及系统 - Google Patents

基于gps定位的风机移动监测方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于风电技术领域，尤其涉及一种基于GPS定位的风机移动监测方法、装置及系统，其中，该方法包括：获取风场内各个风机的GPS定位信息、风机运行状态监测信息以及风场监测信息；其中，所述GPS定位信息包括各个风机的经纬度信息及高程信息，所述风机运行状态信息包括风机故障信息，所述风场监测信息包括风速信息及风向信息；将获取的各个风机的GPS定位信息与风机运行状态监测信息进行关联，获得包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息；在移动终端上实时显示所述风场信息以及包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。本发明基于GPS定位实现了在移动终端上进行风场及风机的实时监测，同时方便了风机的现场维护。

Description

基于GPS定位的风机移动监测方法、装置及系统
技术领域
本发明属于风电技术领域，尤其涉及一种基于GPS定位的风机移动监测方法、装置及系统。
背景技术
目前，风电信息监控一般采用SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition，数据采集与监视控制系统)进行风电场数据信息监控，即采用远程监控的方式对风电场进行监控。随着移动终端的广泛应用，风场维护人员迫切需要一种能在移动终端上进行风场、风机信息监测，并能指示风场上各个风机位置，以便于实时监测及现场维护的风机移动监测方案。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于GPS定位的风机移动监测方法、装置及系统，通过将各个风机的位置信息与风机运行状态信息关联，并在移动终端上显示包括风机位置信息的风机运行状态监测信息及风场监测信息，实现了风机及风场信息的移动监测，使风机的维护更加方便。
本发明提供了一种基于GPS定位的风机移动监测方法，包括：
获取风场内各个风机的GPS定位信息、风机运行状态监测信息以及风场监测信息；其中，GPS定位信息包括各个风机的经纬度信息、海拔高度及时间信息，风机运行状态信息包括风机故障信息，风场监测信息包括风速信息及风向信息；
将获取的各个风机的GPS定位信息与风机运行状态监测信息进行关联，获得包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息；
在移动终端上实时显示所述风场信息以及包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
进一步地，该方法还包括：
基于获取的风机故障信息对故障风机的位置进行报警提示。
进一步地，该方法还包括：
根据故障风机的位置信息进行导航，以供风机维护人员到达故障风机所在的位置。
进一步地，将风场信息、风机位置信息及风机运行状态监测信息在3D风电场模型中显示。
本发明还提供了一种基于GPS定位的风机移动监测装置，包括：
获取模块，用于获取风场内各个风机的GPS定位信息、风机运行状态监测信息以及风场监测信息；其中，GPS定位信息包括各个风机的经纬度信息、海拔高度及时间信息，风机运行状态信息包括风机故障信息，风场监测信息包括风速信息及风向信息；
关联模块，用于将获取的各个风机的GPS定位信息与风机运行状态监测信息进行关联，获得包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息；
显示模块，用于在移动终端上实时显示所述风场信息以及包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
进一步地，该装置还包括报警模块，报警模块用于基于获取的风机故障信息对故障风机的位置进行报警提示。
进一步地，该装置还包括导航模块，导航模块用于根据故障风机的位置信息进行导航，以供风机维护人员到达故障风机所在的位置。
进一步地，显示模块具体用于将风场信息、风机位置信息及风机运行状态监测信息在3D风电场模型中显示。
本发明还提供了一种基于GPS定位的风机移动监测系统，包括安装于各个风机上的GPS定位模块、移动终端以及风电信息监控系统，移动终端装载上述任一基于GPS定位的风机移动监测装置，GPS定位模块用于对风场内各个风机进行定位，并将定位信息发送至移动终端，移动终端通过风电信息监控系统获取风机运行状态监测信息以及风场监测信息。
借由上述方案，基于GPS定位的风机移动监测方法、装置及系统，基于GPS定位实现了在移动终端上进行风场及风机的实时监测，同时方便了风机的现场维护。
上述说明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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明基于GPS定位的风机移动监测方法一实施例的流程图；
图2是本发明基于GPS定位的风机移动监测装置一实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种基于GPS定位的风机移动监测方法，包括：
步骤S1，获取风场内各个风机的GPS定位信息、风机运行状态监测信息以及风场监测信息。其中，GPS定位信息包括各个风机的经纬度信息、海拔高度及时间信息，风机运行状态信息包括风机故障信息，风场监测信息包括风速信息及风向信息。在本实施例中，将整个GPS定位器放在风机叶肩上。
步骤S2，将获取的各个风机的GPS定位信息与风机运行状态监测信息进行关联，获得包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
步骤S3，在移动终端上(谷歌地球地图APP实施例面增加)实时显示所述风场信息以及包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
在本实施例中，该方法还包括：基于获取的风机故障信息对故障风机的位置进行报警提示，通过故障报警提示维护人员可以快速确定故障风机的位置，并根据故障风机的位置信息进行导航，以最快的速度到达现场故障风机所在的位置，提高风机维护的效率。
在本实施例中，为了更直观地显示，可将风场信息、风机位置信息及风机运行状态监测信息在3D风电场模型中显示。
参图2所示，本实施例还提供了一种基于GPS定位的风机移动监测装置，包括：
获取模块10，用于获取风场内各个风机的GPS定位信息、风机运行状态监测信息以及风场监测信息。其中，GPS定位信息包括各个风机的、海拔高度及时间信息，风机运行状态信息包括风机故障信息，风场监测信息包括风速信息及风向信息。在本实施例中，将整个GPS定位器放在风机叶肩上。
关联模块20，用于将获取的各个风机的GPS定位信息与风机运行状态监测信息进行关联，获得包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
显示模块30，用于在移动终端上(谷歌地球地图APP实施例面增加)实时显示所述风场信息以及包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
在本实施例中，该装置还包括报警模块，报警模块用于基于获取的风机故障信息对故障风机的位置进行报警提示。
在本实施例中，该装置还包括导航模块，导航模块用于根据故障风机的位置信息进行导航，以供风机维护人员到达故障风机所在的位置。
在本实施例中，显示模块具体用于将风场信息、风机位置信息及风机运行状态监测信息在3D风电场模型中显示。
本实施例还提供了一种基于GPS定位的风机移动监测系统，包括安装于各个风机上的GPS定位模块、移动终端以及风电信息监控系统，移动终端装载上述任一基于GPS定位的风机移动监测装置，GPS定位模块用于对风场内各个风机进行定位，并将定位信息发送至移动终端，移动终端通过风电信息监控系统获取风机运行状态监测信息以及风场监测信息。
本发明通过将各个风机的位置信息与风机运行状态信息关联，并在移动终端上显示包括风机位置信息的风机运行状态监测信息及风场监测信息，实现了风机及风场信息的移动监测，使风机的维护更加方便。
为了直观显示风电场监测信息，本实施例还提供了一种3D湍流风及结构应力和振动的3D显示方法，包括：
基于融合有风力机模型的具有3D效果显示的风电场模型，获取流过地表和风力机的流线信息及风力机及叶片表面的压力数据。
基于风力机模型及获取的风力机及叶片表面的压力数据，进行结构应力和模态计算分析，获取最大应力及相应模态信息。
将获取的流过地表和风力机的流线信息及最大应力及相应模态信息，分别用于风电场模型中3D湍流风显示及结构应力和振动的3D显示。
在本实施例中，基于风电场现实地形结构建立的风电场模型包括第一风电场模型及第二风电场模块，第一风电场模型用于3D增强显示，第二风电场模型用于CFD流场计算。
在本实施例中，该方法还包括：基于风力机结构信息建立风力机模型，风力机模型包括第一风力机模型及第二风力机模型，第一风力机模型用于显示风力机内部及外部结构效果，第二风力机模型用于CSD应力模态计算。
在本实施例中，该方法还包括：将基于风电场现实地形结构建立的风电场模型与基于风力机结构信息建立的风力机模型融合，获取该融合有风力机模型的具有3D效果显示的风电场模型。
在本实施例中，将基于风电场现实地形结构建立的风电场模型与基于风力机结构信息建立的风力机模型融合包括：将第一风电场模型与第一风力机模型融合，将第二风电场模型与第二风力机模型融合。
在本实施例中，获取流过地表和风力机的流线信息具体包括：选取典型风况，基于CFD计算整个流场的流动信息，提取流过地表和风力机的流线信息，用于3D湍流风显示；其中，典型风况包括：5m/s、8m/s、10m/s，13m/s、20m/s。
本实施例还提供了一种3D湍流风及结构应力和振动的3D显示装置，包括：
获取模块10，用于基于融合有风力机模型的具有3D效果显示的风电场模型，获取流过地表和风力机的流线信息及风力机及叶片表面的压力数据。获取模块10具体用于：选取典型风况，基于CFD计算整个流场的流动信息，提取流过地表和风力机的流线信息，用于3D湍流风显示；其中，典型风况包括：5m/s、8m/s、10m/s，13m/s、20m/s。
分析模块20，用于基于风力机模型及获取的风力机及叶片表面的压力数据，进行结构应力和模态计算分析，获取最大应力及相应模态信息。
处理模块30，用于将获取的流过地表和风力机的流线信息及最大应力及相应模态信息，分别用于风电场模型中3D湍流风显示及结构应力和振动的3D显示。
在本实施例中，该3D湍流风及结构应力和振动的3D显示装置，可以装载在风电信息监控系统上，也可以内置在上述移动终端上或者建立新的3D处理平台。
本发明的具体实现方案包括：
1、风电场建模，真实，完全按照地形结构，包括植被等，用于VR效果增强现实。(包括两套模型，一是用于显示的，增强三维效果，二是用于CFD流场计算)。
建立风电场模型(用于CFD流场计算)，具体步骤是：
a、包含风电场区域的地形轮廓线数据(一般是DXF/DWG格式，即CAD文件)，导入sketchup软件，精简数据，删除不需要的数据信息，比如建筑物、植被、文字标识等信息，然后利用其沙盒功能，将等高轮廓线数据转换成面数据；
b、输出sketchup格式文件(.skt)到rhinoceros软件，利用扫描表面为实体功能，将面网格数据转化为实体表面。输出文件为标准ACIS文件。
c、将输出的标准格式文件导入CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)前处理软件制作可用于CFD计算的网格文件。
2、风力机建模，使用三维软件，根据具体风力机的型号，建立真实的模型。(包括两套模型，a、显示内外部结构效果，b、CSD应力模态计算)
3、整合风力机模型和风电场模型。将1、2模型分别合并，整场的模型分别用于3D增强效果显示和CFD计算。
4、风电场CFD流场计算分析。根据步骤3建立的风电场模型，选取典型风况(5m/s、8m/s、10m/s，13m/s、20m/s等)，基于CFD计算整个流场的流动信息，用后处理软件提取流过地表和风力机等的流线等信息，用于3D体现湍流风。其次，提取风力机及叶片表面的压力，用于固体应力和模态计算。
5、基于步骤2建立的风力机结构模型，加载步骤4中提取的对应风力机及叶片表面的压力数据，进行结构应力和模态计算分析，提取最大应力及相应模态等信息，用于结构应力和振动的3D显示。
6、基于步骤1-5，将计算分析的湍流风和对应工况下的风力机结构分析结果加载到3D效果显示的风电场模型，构建完整的3D效果显示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于GPS定位的风机移动监测方法，其特征在于，包括：
获取风场内各个风机的GPS定位信、风机运行状态监测信息以及风场监测信息；其中，所述GPS定位信息包括各个风机的经纬度信息、海拔高度及时间信息，所述风机运行状态信息包括风机故障信息，所述风场监测信息包括风速信息及风向信息；
将获取的各个风机的GPS定位信息与风机运行状态监测信息进行关联，获得包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息；
在移动终端上实时显示所述风场信息以及包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
2.根据权利要求1所述的基于GPS定位的风机移动监测方法，其特征在于，还包括：
基于获取的风机故障信息对故障风机的位置进行报警提示。
3.根据权利要求2所述的基于GPS定位的风机移动监测方法，其特征在于，还包括：
根据所述故障风机的位置信息进行导航，以供风机维护人员到达故障风机所在的位置。
4.根据权利要求1所述的基于GPS定位的风机移动监测方法，其特征在于，将所述风场信息、风机位置信息及风机运行状态监测信息在3D风电场模型中显示。
5.一种基于GPS定位的风机移动监测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取风场内各个风机的GPS定位信息、风机运行状态监测信息以及风场监测信息；其中，所述GPS定位信息包括各个风机的经纬度信息、海拔高度及时间信息，所述风机运行状态信息包括风机故障信息，所述风场监测信息包括风速信息及风向信息；
关联模块，用于将获取的各个风机的GPS定位信息与风机运行状态监测信息进行关联，获得包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息；
显示模块，用于在移动终端上实时显示所述风场信息以及包括风机位置信息的各个风机的运行状态监测信息。
6.根据权利要求5所述的基于GPS定位的风机移动监测装置，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块用于基于获取的风机故障信息对故障风机的位置进行报警提示。
7.根据权利要求6所述的基于GPS定位的风机移动监测装置，其特征在于，还包括导航模块，所述导航模块用于根据所述故障风机的位置信息进行导航，以供风机维护人员到达故障风机所在的位置。
8.根据权利要求5所述的基于GPS定位的风机移动监测装置，其特征在于，所述显示模块具体用于将所述风场信息、风机位置信息及风机运行状态监测信息在3D风电场模型中显示。
9.一种基于GPS定位的风机移动监测系统，其特征在于，包括：安装于各个风机上的GPS定位模块、移动终端以及风电信息监控系统，所述移动终端装载权利要求5至8任一项所述的装置，所述GPS定位模块用于对风场内各个风机进行定位，并将定位信息发送至所述移动终端，所述移动终端通过所述风电信息监控系统获取风机运行状态监测信息以及风场监测信息。
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