CN114024987A - 一种海上风电场远程运维系统 - Google Patents

一种海上风电场远程运维系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于风电场技术领域，公开了一种海上风电场远程运维系统，所述运维系统包括：移动终端、风机塔网络端、集控中心、云服务器和远程响应终端；移动终端用于获取风机内的第一运维信息并第一运维信息发送到集控中心，集控中心接收并展示第一运维信息，以使集控中心的工作人员反馈第二运维信息到移动终端；云服务器接收、存储和转发第一运维信息、接收远程响应终端反馈的第三运维信息。有益效果：可以实时的将海上风电场内的信息实时的发送到集控中心，当工作人员的经验不足以解决或者问题过于复杂时引入集控中心的技术人员或通过云服务器联系其它技术专家共同解决问题，从而确保运行维护过程中的问题高效解决，避免人员折返。

Description

一种海上风电场远程运维系统
技术领域
本发明涉及风电场技术领域，特别是涉及一种海上风电场远程运维系统。
背景技术
能源是推进社会发展的驱动力。海上风电作为清洁的可再生能源，近年来获得了规模发展。目前，海上风电场一般设立在距离岸边较远的地方且海上风电场所处的运行条件恶劣，经常面临海上的极端天气变化，因此不宜派人值守。由于距离远、环境差和无人值守，海上风电场的运维的可及性差，运维的时间长、成本高、效率低不利于确保海上风电场的正常运行。
因此需要对现有的海上风电场运维系统进行改进，克服现有运维系统可及性差的问题，提高海上风电场运行的可靠性。
发明内容
本发明的目的是：对现有的海上风电场运维系统进行改进，克服现有运维系统可及性差的问题，提高海上风电场运行的可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种海上风电场远程运维系统，所述运维系统包括：移动终端、风机塔网络端、集控中心、云服务器和远程响应终端；风机塔内设置有风机塔网络端，所述移动终端和风机塔网络端连接，所述集控中心通过海底线缆和风机塔网络端连接.
所述移动终端用于获取风机内的第一运维信息并将获取到的第一运维信息通过风机网络端发送到集控中心，所述第一运维信息包括图像信息、音频信息和视频信息中的一种或多种。
所述集控中心用于接收并展示风机塔网络端发送的第一运维信息，以使集控中心的工作人员根据所述第一运维信息反馈第二运维信息到移动终端。
所述云服务器用于接收和存储集控中心上传的第一运维信息、实时将获取到的第一运维信息发送到预先授权的远程响应终端、接收远程响应终端反馈的第三运维信息、将所述第三运维信息发送到集控中心以使集控中心将第三运维信息发送到移动终端。
进一步的，所述移动终端包括视频采集模块、音频采集模块、发送接收模块、显示模块和音频播放模块。
所述视频采集模块用于采集风机塔内的设备信息。
所述音频采集模块用于采集音频信息。
所述发送接收模块用于将视频采集模块和音频采集模块采集到的设备信息和音频信息发送到风机塔网络端，还用于接收风机塔网络端发送的第二运维信息和第三运维信息。
所述显示模块用于显示第二运维信息或第三运维信息中的视频或图片信息。
所述音频播放模块用于播放第二运维信息或第三运维信息中的音频信息。
进一步的，所述移动终端为基于AR的远程可视化头盔或基于AR的远程可视化智能眼镜。
进一步的，所述风机网络端包括机舱网络端和塔底网络端，所述机舱网络端包括第一交换机和第一工业AP，所述交换机和第一工业AP连接；所述塔底网络端包括第二交换机和第二工业AP，所述第二交换机和第二工业AP连接，所述第二交换机和第一交换机连接。
进一步的，所述运维系统中包括多个风机塔，每个风机塔均设置有相应的风机网络端，每个风机网络端包括一个第二交换机，所述多个风机塔的第二交换机通过海底线缆连接。
进一步的，所述云服务器还用于存储第二运维信息和第三运维信息，并将存储的第一运维信息、第二运维信息和第三运维信息合并为一份运维记录；将所述运维记录发送到集控中心并响应集控中心对运维记录的名称修改和标签标记。
进一步的，所述集控中心还设置有应急响应模块，所述应急响应模块用于提取第一运维信息中关键词或关键图像，并根据关键词或关键图像对运维记录进行搜索并发送匹配度最高的运维记录到移动终端。
进一步的，所述云服务器还用于接收集控中心或远程响应终端的运维记录访问请求并进行身份验证，根据身份验证结果进行访问权限授权。
进一步的，所述远程响应终端包括：远程专家的移动终端或固定终端、风机塔厂家的移动终端或固定终端。
本发明公开了一种海上风电场远程运维系统与现有技术相比，其有益效果在于：工作人员携带移动终端，可以实时的将海上风电场内的信息实时的发送到集控中心，当工作人员的经验不足以解决或者问题过于复杂时可以让集控中心的技术人员一块参与到海上风电场的检查和问题解决；当技术人员不在集控中心或者集控中心值守的技术人员也无法解决问题时，通过云服务器联系其它技术专家或相关工作人员共同解决问题。可以确保运行维护过程中的问题高效解决，避免人员折返。
附图说明
图1是本发明一种海上风电场远程运维系统的整体结构示意图。
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。
实施例1：
参照附图1，本发明公开了一种海上风电场远程运维系统，所述运维系统包括：移动终端、风机塔网络端、集控中心、云服务器和远程响应终端；风机塔内设置有风机塔网络端，所述移动终端和风机塔网络端连接，所述集控中心通过海底线缆和风机塔网络端连接。
所述移动终端用于获取风机内的第一运维信息并将获取到的第一运维信息通过风机网络端发送到集控中心，所述第一运维信息包括图像信息、音频信息和视频信息中的一种或多种。
所述集控中心用于接收并展示风机塔网络端发送的第一运维信息，以使集控中心的工作人员根据所述第一运维信息反馈第二运维信息到移动终端。
所述云服务器用于接收和存储集控中心上传的第一运维信息、实时将获取到的第一运维信息发送到预先授权的远程响应终端、接收远程响应终端反馈的第三运维信息、将所述第三运维信息发送到集控中心以使集控中心将第三运维信息发送到移动终端。
在本实施例中，所述第二运维信息和第三运维信息包括图像信息、音频信息和视频信息中的一种或多种。
本领域技术人员知晓海上风电场设立于距离海岸较远的地方，陆地上的信号基站往往无法覆盖到，因此一般建设海底线缆连接海上风电场。进一步的，由于海上风电场的设备较大，需要在海上风电场建设相应的网络设备，以使网络信号覆盖海上风电场，使工作人员的移动终端再各个地方均可以连接到网络，方便工作人员进行运维。
在本实施例中，通过风机塔网络端形成覆盖风机塔的网络信号，移动终端和风机塔网络端连接，风机塔网络端与集控中心连接，实现将工作人员移动终端获取到的信息发送到集控中心。
在本实施例中，由于风机塔高度较高，因此需要针对风机塔的高度特征设计相应的网络设备设置方案。所述风机网络端包括机舱网络端和塔底网络端，所述机舱网络端包括第一交换机和第一工业AP，所述交换机和第一工业AP连接；所述塔底网络端包括第二交换机和第二工业AP，所述第二交换机和第二工业AP连接，所述第二交换机和第一交换机连接。
在本实施例中，所述运维系统中包括多个风机塔，每个风机塔均设置有相应的风机网络端，每个风机网络端包括一个第二交换机，所述多个风机塔的第二交换机通过海底线缆连接。多个风机塔通过海底线缆连接后形成链式的风机网络，所述风机网络中距离集控中心较近的风机塔的第二交换机和集控中心的交换机连接。
在本实施例中，集控中心和多个链式的风机网络连接。
在本实施例中，由于移动终端需要完成信息的采集、发送和接收，因此移动终端需要设计相应的功能模块以完成相应的功能。
所述移动终端包括视频采集模块、音频采集模块、发送接收模块、显示模块和音频播放模块。
所述视频采集模块用于采集风机塔内的设备信息。
所述音频采集模块用于采集音频信息。
所述发送接收模块用于将视频采集模块和音频采集模块采集到的设备信息和音频信息发送到风机塔网络端，还用于接收风机塔网络端发送的第二运维信息和第三运维信息。
所述显示模块用于显示第二运维信息或第三运维信息中的视频或图片信息。
所述音频播放模块用于播放第二运维信息或第三运维信息中的音频信息。
在本实施例中，通过移动终端可以实现工作人员和集控中心技术人员或远程技术人员的实时沟通交流。
进一步的，为了获取更加准确丰富的风机塔内的信息，在本实施例中，所述移动终端为基于AR的远程可视化头盔或基于AR的远程可视化智能眼镜。
在本实施例中，所述移动终端还可以是手机、笔记本、平板等具有视频音频采集和发送功能的设备。
现场作业人员配置基于AR技术的远程可视化头盔或智能眼镜，可视化头盔或智能眼镜上包含视频采集接口和语音通信接口等，能够实现与陆上集控中心、远程专家之间的实时双向音、视频通信。现场作业人员将采集到的图像、视频及语音等数据，通过WIFI无线网络，再利用塔体到风机现有的以太工业环网，安全、直观、实时地传送到陆上集控中心或远程专家的网络终端。
在本实施例中，所述云服务器还用于存储第二运维信息和第三运维信息，并将存储的第一运维信息、第二运维信息和第三运维信息合并为一份运维记录；将所述运维记录发送到集控中心并响应集控中心对运维记录的名称修改和标签标记。
在本实施例中，可以建立数据库收集和整理第一、第二和第三运维信息，并将数据库设置在云服务器，方便各方查阅。将完成一次运维过程中的第一运维信息、第二运维信息和第三运维信息归档整理为一份运维记录后，可以让工作人员根据此次运维过程中所解决的问题对运维记录进行命名和设定标签，方便后续的查询和使用。
在本实施例中，由于海上风电场的运维可能在突发情况下进行，有可能不能在第一时间联系到能够解决问题的技术人员，同时由于风电场运维的数据较多，运维项目较多，普通人难以牢记每个问题的解决方案以及解决某个问题的运维记录，因此需要加入应急响应功能。所述集控中心还设置有应急响应模块，所述应急响应模块用于提取第一运维信息中关键词或关键图像，并根据关键词或关键图像对运维记录进行搜索并发送匹配度最高的运维记录到移动终端。根据第一运维信息对过往的运维记录进行检索，快速确定能够帮助解决当前问题的运维记录，以帮助现场的工作人员解决问题。
在本实施例中，所述云服务器还用于接收集控中心或远程响应终端的运维记录访问请求并进行身份验证，根据身份验证结果进行访问权限授权。方便不同风机塔的工作人员共享以往的运维记录，同时设置身份验证，保护本公司的技术秘密。
在本实施例中，所述远程响应终端包括：远程专家的移动终端或固定终端、风机塔厂家的移动终端或固定终端。
在本实施例中，远程专家可通过远程相应终端查看每台风机的作业现场语音及画面，同时通过语音实时远程指导操作，便于快速定位、解决问题。如有需要，还可以实现“多方会诊”，例如，可将现场数据传送至风机设备厂家或同行专家，邀请各方面专家共同诊断与指导。
综上，本发明实施例提供一种海上风电场远程运维系统，其有益效果在于：
(1)进行海上风电场运行维护时，需要工作人员亲自前往海上风电场；工作人员携带移动终端，可以实时的将海上风电场内的信息实时的发送到集控中心，当工作人员的经验不足以解决或者问题过于复杂时可以让集控中心的技术人员一块参与到海上风电场的检查和问题解决；当技术人员不在集控中心或者集控中心值守的技术人员也无法解决问题时，通过云服务器联系其它技术专家或相关工作人员共同解决问题。可以确保运行维护过程中的问题高效解决，避免人员折返。
(2)为了更好的采集海上风电场内的设备信息，方便远程参与的工作人员能够更好的了解当前海上风电场的实际情况，本发明的移动终端优选为基于AR的远程可视化头盔或基于AR的远程可视化智能眼镜。基于AR的远程可视化技术，可以更好的消除时间和空间上的障碍，实现现场作业人员与后台技术人员、远程专家的音、视频实时交互，后台技术人员、远程专家可实时远程指导操作，有助于快速定位、解决问题，有助于复杂问题的维修和故障排除，能提升海上风电场运维作业效率，降低运维成本。
(3)借助海上风电场远程运维系统可以把前方维修流程和后方支援的信息存储在服务器数据库中，可以进行数据的异地日后调阅查询、分析及处理，还可将经验数据共享给分布在各处的维修基地的支援人员。
(4)由于海上风电场的运维可能在突发情况下进行，有可能不能在第一时间联系到能够解决问题的技术人员，同时由于风电场运维的数据较多，运维项目较多，普通人难以牢记每个问题的解决方案以及解决某个问题的运维记录，因此需要加入应急响应功能，根据第一运维信息对过往的运维记录进行检索，快速确定能够帮助解决当前问题的运维记录，以帮助现场的工作人员解决问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述运维系统包括：移动终端、风机塔网络端、集控中心、云服务器和远程响应终端；风机塔内设置有风机塔网络端，所述移动终端和风机塔网络端连接，所述集控中心通过海底线缆和风机塔网络端连接；
所述移动终端用于获取风机内的第一运维信息并将获取到的第一运维信息通过风机网络端发送到集控中心，所述第一运维信息包括图像信息、音频信息和视频信息中的一种或多种；
所述集控中心用于接收并展示风机塔网络端发送的第一运维信息，以使集控中心的工作人员根据所述第一运维信息反馈第二运维信息到移动终端；
所述云服务器用于接收和存储集控中心上传的第一运维信息、实时将获取到的第一运维信息发送到预先授权的远程响应终端、接收远程响应终端反馈的第三运维信息、将所述第三运维信息发送到集控中心以使集控中心将第三运维信息发送到移动终端。
2.根据权利要求1所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述移动终端包括视频采集模块、音频采集模块、发送接收模块、显示模块和音频播放模块；
所述视频采集模块用于采集风机塔内的设备信息；
所述音频采集模块用于采集音频信息；
所述发送接收模块用于将视频采集模块和音频采集模块采集到的设备信息和音频信息发送到风机塔网络端，还用于接收风机塔网络端发送的第二运维信息和第三运维信息；
所述显示模块用于显示第二运维信息或第三运维信息中的视频或图片信息；
所述音频播放模块用于播放第二运维信息或第三运维信息中的音频信息。
3.根据权利要求2所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述移动终端为基于AR的远程可视化头盔或基于AR的远程可视化智能眼镜。
4.根据权利要求1所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述风机网络端包括机舱网络端和塔底网络端，所述机舱网络端包括第一交换机和第一工业AP，所述交换机和第一工业AP连接；所述塔底网络端包括第二交换机和第二工业AP，所述第二交换机和第二工业AP连接，所述第二交换机和第一交换机连接。
5.根据权利要求4所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述运维系统中包括多个风机塔，每个风机塔均设置有相应的风机网络端，每个风机网络端包括一个第二交换机，所述多个风机塔的第二交换机通过海底线缆连接。
6.根据权利要求1所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述云服务器还用于存储第二运维信息和第三运维信息，并将存储的第一运维信息、第二运维信息和第三运维信息合并为一份运维记录；将所述运维记录发送到集控中心并响应集控中心对运维记录的名称修改和标签标记。
7.根据权利要求6所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述集控中心还设置有应急响应模块，所述应急响应模块用于提取第一运维信息中关键词或关键图像，并根据关键词或关键图像对运维记录进行搜索并发送匹配度最高的运维记录到移动终端。
8.根据权利要求6所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述云服务器还用于接收集控中心或远程响应终端的运维记录访问请求并进行身份验证，根据身份验证结果进行访问权限授权。
9.根据权利要求1所述的一种海上风电场远程运维系统，其特征在于，所述远程响应终端包括：远程专家的移动终端或固定终端、风机塔厂家的移动终端或固定终端。
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