CN111301654A - 一种海上风电巡检系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种海上风电巡检系统及其工作方法，属于海上风电运维技术领域。包括插电式混合动力巡检船和设在海上风机基础上的固定充电装置，在插电式混合动力巡检船上配备的太阳能蓄能板能够利用光能提供动力，并且能够利用无线充电接收端进行充电，还能够利用燃油发动机直接驱动巡检船；同时，蓄能装置平时也能够通过光伏板组件进行电能的储存。基于海上作业的复杂性，采用多种能源保障了风电巡检作业的安全性和稳定性，使巡检船能使用各种天气状况，提升了巡检作业时的续航能力，提高了工作效率，提高了能源的利用率，降低了能源消耗，经济环保。

Description

一种海上风电巡检系统及其工作方法
技术领域
本发明属于海上风电运维技术领域，具体涉及一种海上风电巡检系统及其工作方法。
背景技术
海上风电场运行维护需综合考虑离岸距离、气象海况、机组故障率、维护行为、发电能力、运维经济性等因素来进行运维船的配置。一般来说较大规模的风电场采用船队形式，如高速运维船、专业运维船、居住船、自升式运维船船及其他专用工程船舶。
海上风电运维船是用于海上风力发电机组运行维护的专用船舶。该船舶在波浪中应具有良好的运动性能，能够低速精准地靠泊到风力发电机组的基础，防止对基础造成较大冲击，并能够与基础持续接触。运维船配置的一般原则是：天气较好、离岸较近的采用普通运维船，天气复杂、离岸较近的采用先进的专业运维船，天气较好、离岸较远的采用普通运维船或专业运维船和运维母船，天气较复杂、离岸较远的采用专业运维船和运维母船。
目前运维船大多采用燃油电动机作为动力源，但是燃油电动机在非最佳工况时能源利用率不高，例如起步、加速、制动等，且能耗高，致使每次出海巡检的成本也大大提高，不够经济环保。在单一能源出现故障后，存在一定的安全问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种海上风电巡检系统及其工作方法，采用多种能源保障了风电巡检作业的安全性和稳定性，降低了能源消耗，经济环保。
本发明通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种海上风电巡检系统，包括插电式混合动力巡检船和固定充电装置；
插电式混合动力巡检船包括电机、燃油发动机、太阳能蓄能板、无线充电接收端、蓄能电池组、传动系统和推进装置；传动系统分别与电机、燃油发动机和推进装置连接，电机与蓄能电池组连接，蓄能电池组分别与太阳能蓄能板和无线充电接收端连接；
固定充电装置设置在海上风机的基础上，固定充电装置包括光伏板组件、蓄能装置和无线充电发射端，光伏板组件与蓄能装置连接，蓄能装置与无线充电发射端连接。
优选地，太阳能蓄能板布设在插电式混合动力巡检船的甲板及船身表面。
优选地，插电式混合动力巡检船的船身上设有用以测量与无线充电发射端距离的测距装置。
优选地，蓄能电池组设有电量显示装置和低电量报警装置。
优选地，同一区域的多台海上风机设置一套固定充电装置。
进一步优选地，设置固定充电装置的海上风机设有标识。
本发明公开了上述海上风电巡检系统的工作方法，包括：
插电式混合动力巡检船进行海上风电巡检作业：
当阳光充足时，利用太阳能蓄能板发电后对蓄能电池组进行充电，给电机供电后由电机驱动传动系统进而使推进装置运行；同时，光伏板组件发电后对蓄能装置进行充电；
当阳光不足且蓄能电池组中电量不足时，靠近最近的设置有固定充电装置的海上风机基础，蓄能装置通过无线充电发射端和无线充电接收端对蓄能电池组进行充电；
当阳光不足、蓄能电池组中电量不足且无法靠近海上风机基础进行无线充电时，启动燃油发动机直接驱动传动系统使推进装置运行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种海上风电巡检系统，在插电式混合动力巡检船上配备的太阳能蓄能板能够利用光能提供动力，并且能够利用无线充电接收端进行充电，还能够利用燃油发动机直接驱动巡检船；同时，蓄能装置平时也能够通过光伏板组件进行电能的储存。基于海上作业的复杂性，采用多种能源保障了风电巡检作业的安全性和稳定性，使巡检船能使用各种天气状况，提升了巡检作业时的续航能力，提高了工作效率，提高了能源的利用率，降低了能源消耗，经济环保。
进一步地，太阳能蓄能板布设在插电式混合动力巡检船的甲板及船身表面，能够提高光照覆盖面积，提高光能的利用率。
进一步地，因无线充电对距离有一定的要求，采用测距装置能够准确的进行控制，提高工作效率。
进一步地，蓄能电池组设有电量显示装置和低电量报警装置，能够使作业人员随时掌握电池电量，当电量不足时根据情况及时采取有效措施，保证作业的稳定性和安全性。
进一步地，同一区域的多台海上风机设置一套固定充电装置，能够减少成本。
更进一步地，设置固定充电装置的海上风机设有标识，能够使巡检船上的作业人员快速定位进行充电，提高了工作效率。
本发明公开的上述海上风电巡检系统的工作方法，能够针对作业条件选择不同的能源利用模式，有效提升了巡检作业时的续航能力，提高了工作效率，提高了能源的利用率，降低了能源消耗，经济环保，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：1-插电式混合动力巡检船，1-1-电机，1-2-燃油发动机，1-3-太阳能蓄能板，1-4-无线充电接收端，1-5-蓄能电池组，1-6-传动系统，1-7-推进装置，2-固定充电装置，2-1-光伏板组件，2-2-蓄能装置，2-3-无线充电发射端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
如图1，本发明的一种海上风电巡检系统，包括插电式混合动力巡检船1和固定充电装置2；
插电式混合动力巡检船1包括电机1-1、燃油发动机1-2、太阳能蓄能板1-3、无线充电接收端1-4、蓄能电池组1-5、传动系统1-6和推进装置1-7；太阳能蓄能板1-3布设在插电式混合动力巡检船1的甲板及船身表面。传动系统1-6分别与电机1-1、燃油发动机1-2和推进装置1-7连接，电机1-1与蓄能电池组1-5连接，蓄能电池组1-5分别与太阳能蓄能板1-3和无线充电接收端1-4连接。
因市场上大功率的无线充电装置可以提供5至12米的感应充电距离，插电式混合动力巡检船1的船身上设置有用以测量与无线充电发射端2-3距离的测距装置，能够指引作业人员快速定位停靠进行充电，提高了作业效率。
还可以给蓄能电池组1-5配备电量显示装置和低电量报警装置，使作业人员即使掌握电量信息，同时由于海上作业环境嘈杂，在电量过低时可以发出大分贝的报警来警示作业人员。
固定充电装置2设置在海上风机的基础上，固定充电装置2包括光伏板组件2-1、蓄能装置2-2和无线充电发射端2-3，光伏板组件2-1与蓄能装置2-2连接，蓄能装置2-2与无线充电发射端2-3连接。
同时考虑到经济性，可根据不同海上风电场的实际情况将所有风机进行分组，每一组或多组内只有一台海上风机设置固定充电装置2，并且在该台海上风机上设置标识，可以是标记物、标号等，考虑夜间作业的可能，也可以是信号灯、声信号发生器等。这样便可以在保证经济性的前提下，大大延长插电式混合动力巡检船的巡航时间与巡航距离。
还可在插电式混合动力巡检船1设置控制系统，与遥控设备搭配，在海面情况恶劣时作为无人巡检船使用，来实现无人巡检、快速诊断等常规运维工作。
上述海上风电巡检系统的工作方法，包括：
插电式混合动力巡检船1进行海上风电巡检作业：
当阳光充足时，利用太阳能蓄能板1-3发电后对蓄能电池组1-5进行充电，给电机1-1供电后由电机1-1驱动传动系统1-6进而使推进装置1-7运行；同时，光伏板组件2-1发电后对蓄能装置2-2进行充电；
当阳光不足且蓄能电池组1-5中电量不足时，靠近最近的设置有固定充电装置2的海上风机基础，蓄能装置2-2通过无线充电发射端2-3和无线充电接收端1-4对蓄能电池组1-5进行充电；
当阳光不足、蓄能电池组1-5中电量不足且无法靠近海上风机基础进行无线充电时，启动燃油发动机1-2直接驱动传动系统1-6使推进装置1-7运行。
需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式之一，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种海上风电巡检系统，其特征在于，包括插电式混合动力巡检船(1)和固定充电装置(2)；
插电式混合动力巡检船(1)包括电机(1-1)、燃油发动机(1-2)、太阳能蓄能板(1-3)、无线充电接收端(1-4)、蓄能电池组(1-5)、传动系统(1-6)和推进装置(1-7)；传动系统(1-6)分别与电机(1-1)、燃油发动机(1-2)和推进装置(1-7)连接，电机(1-1)与蓄能电池组(1-5)连接，蓄能电池组(1-5)分别与太阳能蓄能板(1-3)和无线充电接收端(1-4)连接；
固定充电装置(2)设置在海上风机的基础上，固定充电装置(2)包括光伏板组件(2-1)、蓄能装置(2-2)和无线充电发射端(2-3)，光伏板组件(2-1)与蓄能装置(2-2)连接，蓄能装置(2-2)与无线充电发射端(2-3)连接。
2.根据权利要求1所述的海上风电巡检系统，其特征在于，太阳能蓄能板(1-3)布设在插电式混合动力巡检船(1)的甲板及船身表面。
3.根据权利要求1所述的海上风电巡检系统，其特征在于，插电式混合动力巡检船(1)的船身上设有用以测量与无线充电发射端(2-3)距离的测距装置。
4.根据权利要求1所述的海上风电巡检系统，其特征在于，蓄能电池组(1-5)设有电量显示装置和低电量报警装置。
5.根据权利要求1所述的海上风电巡检系统，其特征在于，同一区域的多台海上风机设置一套固定充电装置(2)。
6.根据权利要求5所述的海上风电巡检系统，其特征在于，设置固定充电装置(2)的海上风机设有标识。
7.根据权利要求1～6任意一项所述海上风电巡检系统的工作方法，其特征在于，包括：
插电式混合动力巡检船(1)进行海上风电巡检作业：
当阳光充足时，利用太阳能蓄能板(1-3)发电后对蓄能电池组(1-5)进行充电，给电机(1-1)供电后由电机(1-1)驱动传动系统(1-6)进而使推进装置(1-7)运行；同时，光伏板组件(2-1)发电后对蓄能装置(2-2)进行充电；
当阳光不足且蓄能电池组(1-5)中电量不足时，靠近最近的设置有固定充电装置(2)的海上风机基础，蓄能装置(2-2)通过无线充电发射端(2-3)和无线充电接收端(1-4)对蓄能电池组(1-5)进行充电；
当阳光不足、蓄能电池组(1-5)中电量不足且无法靠近海上风机基础进行无线充电时，启动燃油发动机(1-2)直接驱动传动系统(1-6)使推进装置(1-7)运行。
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