CN116481596A - 风电场环境数据的监测系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种风电场环境数据的监测系统，属于风力发电技术领域。该监测系统包括：监测单元、数据处理单元和报警单元；监测单元，用于监测并采集风电场的环境数据，该环境数据包括以下至少一项：风力数据、雷电数据、雨雪数据、噪音数据以及地质数据；数据处理单元，用于分析处理监测单元采集的环境数据，确定环境数据是否存在异常，对分析处理后的环境数据进行3D模拟，并动态输出3D模拟后的环境数据；报警单元，用于在数据处理单元确定环境数据异常的情况下输出报警信息。基于本公开实施例提供的监测系统，可以灵活准确地监测风电场的环境数据。

Description

风电场环境数据的监测系统

技术领域

本公开属于风力发电技术领域，具体涉及一种风电场环境数据的监测系统。

背景技术

随着风力发电技术的快速发展，风力发电已经逐渐成为电力系统中的重要组成部分。

通常，风电场分布在风能资源丰富，但环境比较恶劣的地区，而实时变化的外部环境可能会影响风力发电机组的正常运行，从而导致电网出现失衡，因此亟需监测风电场的环境数据。

发明内容

本公开实施例的目的是提供一种风电场环境数据的监测系统，能够灵活准确地监测风电场的环境数据。

为了解决上述技术问题，本公开是这样实现的：

第一方面，本公开实施例提供了一种风电场环境数据的监测系统，该监测系统包括：监测单元、数据处理单元和报警单元；该监测单元，用于监测并采集风电场的环境数据，该环境数据包括以下至少一项：风力数据、雷电数据、雨雪数据、噪音数据以及地质数据；该数据处理单元，用于分析处理该监测单元采集的环境数据，确定环境数据是否存在异常，对分析处理后的环境数据进行3D（three-dimensional，三维）模拟，并动态输出3D模拟后的环境数据；该报警单元，用于在该数据处理单元确定环境数据异常的情况下输出报警信息。

可选地，该监测单元包括：风力数据监测模块、雷电数据监测模块、雨雪数据监测模块、噪音数据监测模块以及地质数据监测模块；该风力数据监测模块，用于监测并采集风力数据，该风力数据包括以下至少一项：风力大小、风向，以及风力持续时间；该雷电数据监测模块，用于监测并采集雷电数据，该雷电数据包括以下至少一项：雷电发生频率、雷电范围以及风电场的避雷效果；该雨雪数据监测模块，用于监测并采集雨雪数据，该风力数据包括以下至少一项：降雨量、降雪量、积水深度以及积雪厚度；噪音数据监测模块，用于监测并采集噪音数据，该噪音数据包括以下至少一项：风电场运行产生的噪音、该风电场运行产生的噪音扩散至风电场边缘处的噪音、以及该风电场周围产生的噪音；该地质数据监测模块，用于监测并采集地质数据，该地质数据包括待监测的风电场各个监测点的地质结构数据。

可选地，该风力数据监测模块包括：多个风力传感器，该多个风力传感器设置在风电场内的风力发电机主臂上；该雷电数据监测模块包括：多个气象监测仪器，该多个气象监测仪器设置在风电场的不同区域内；该雨雪数据监测模块包括：多个雨雪数据监测仪器，该多个雨雪数据监测仪器设置在风电场的不同区域内；该噪音数据监测模块包括：多个噪音监测仪器；该多个噪音监测仪器设置在以下至少一个位置：风电场内的至少一个风力发电机组上、至少两个风力发电机组之间的中间位置，以及风电场的至少一个边缘区域；该地质数据监测模块包括：雷达探测仪器，该雷达探测仪器用于探测风电场环境中各个区域中监测点的地质结构。

可选地，该数据处理单元，还用于提取该噪音数据监测模块采集的噪音数据中风力发电机运行噪音特征。

可选地，该数据处理单元包括：控制器、数据分析模块、3D模拟模块以及动态输出模块；该控制器，用于控制该数据处理单元的其他功能模块执行对应的功能；该数据分析模块，用于对监测单元采集的环境数据进行模数转换，并确定环境数据是否超过阈值范围；该3D模拟模块，用于对分析处理后的环境数据进行3D模拟；该动态输出模块，用于可视化显示该3D模拟模块模拟的3D动态环境数据。

可选地，该动态输出模块，具体用于将该3D模拟模块模拟的3D动态环境数据动态显示在风电场的BIM（building information modeling，建筑信息模型）模型中对应位置上。

可选地，该控制器包括：数据管理模块；该数据管理模块，用于整合采集的环境数据和模拟的3D动态环境数据，统计风电场的历史故障数据以及风电场的历史维护数据，生成风电场环境下监控数据的信息化台账。

可选地，该监测系统还包括：存储单元和通信单元；该存储单元，用于存储该监测系统中的系统数据，该系统数据包括以下至少一项：该监测单元采集的环境数据、该数据处理单元模拟的3D环境数据、风电场的历史故障数据以及风电场的历史维护数据；该通信单元，用于在监测单元、数据处理单元、报警单元和存储单元中的任意两个之间建立传输通道。

可选地，该存储单元包括线上数据存储模块和线下数据存储模块中的至少一个；该通信单元包括无线通信模块和有线通信模块中的至少一个。

可选地，该报警单元包括：设置模块和报警模块；该设置模块，用于设置风电场环境数据阈值；该报警模块，用于在数据处理单元确定监测单元采集的环境数据超过设定的环境数据阈值的情况下输出报警信息。

在本公开实施例中，风电场环境数据的监测系统可以通过设置在各个监测点的监测单元监测并采集的风电场的环境数据，例如采集风力数据、雷电数据、雨雪数据、噪音数据以及地质数据中的至少一项，然后通过数据处理单元对采集的数据进行处理，一方面可以得到3D模拟后的动态环境模拟图像，动态可视化输出模拟的风电场的环境，输出方式灵活，可以使得工作人员直观地观察风电场的环境情况；另一方面，在监测系统的数据处理单元确定环境数据异常的情况下，可以通过报警单元输出报警信息，在风电场环境出现异常时，减少工作人员人工判断的工作量，快速输出报警提示，可以及时提醒风电场的工作人员进行检测和维护，可以减少风电场环境变化对风电机组正常运行的影响，有利于风电场的运行管理，避免电网出现失衡，智能化管理程度更高；最后，通过监测风力数据、噪音数据以及地质数据等环境数据，还可以监测建立风电场之后对生态环境的影响，例如对动物种群的影响，对植被生长情况的影响。

附图说明

图1为本公开实施例提供的风电场环境数据的监测系统的系统架构示意图之一。

图2为本公开实施例提供的一种监测单元的示意图。

图3为本公开实施例提供的一种数据处理单元的示意图。

图4为本公开实施例提供的一种控制器的示意图。

图5为本公开实施例提供的一种报警单元的示意图。

图6为本公开实施例提供的风电场环境数据的监测系统的系统架构示意图之二。

图7为本公开实施例提供的一种存储单元的示意图。

图8为本公开实施例提供的一种通信单元的示意图。

图9为本公开实施例提供的一种监测系统中的功能单元可能的结构示意图。

图10为本公开实施例提供的一种监测系统中的硬件设备的示意图。

具体实施方式

下面的描述下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本公开实施例提供的风电场环境数据的监测系统进行详细地说明。

图1为本公开实施例提供的风电场环境数据的监测系统的系统架构示意图之一。如图1中的系统架构所示，该监测系统10包括：监测单元11、数据处理单元12和报警单元13；其中，监测单元11，用于监测并采集风电场的环境数据；数据处理单元12，用于分析处理监测单元11采集的环境数据，确定环境数据是否存在异常，对分析处理后的环境数据进行3D模拟，并动态输出3D模拟后的环境数据；报警单元13，用于在数据处理单元12确定环境数据异常的情况下输出报警信息。

可选地，在本公开实施例中，上述环境数据包括以下至少一项：风力数据、雷电数据、雨雪数据、噪音数据以及地质数据。

可选地，监测单元11可以实时监测环境数据，也可以周期性的监测环境数据，也可以在监测到开始出现特定现象时开始周期性监测环境数据。

其中，各个环境数据的监测周期可以部分相同、可以完全相同，也可以完全不同，本公开实施例对此不作具体限定。

例如，可以每天每间隔1小时采样一次风力数据，在开始监测到雷电数据之后间隔10分钟采样一次雷电数据。

基于该方案，风电场环境数据的监测系统可以通过设置在各个监测点的监测单元监测并采集的风电场的环境数据，例如采集风力数据、雷电数据、雨雪数据、噪音数据以及地质数据中的至少一项，然后通过数据处理单元对采集的数据进行处理，一方面可以得到3D模拟后的动态环境模拟图像，动态可视化输出模拟的风电场的环境，输出方式灵活，可以使得工作人员直观地观察风电场的环境情况；另一方面，在监测系统的数据处理单元确定环境数据异常的情况下，可以通过报警单元输出报警信息，在风电场环境出现异常时，减少工作人员人工判断的工作量，快速输出报警提示，可以及时提醒风电场的工作人员进行检测和维护，可以减少风电场环境变化对风电机组正常运行的影响，有利于风电场的运行管理，避免电网出现失衡，智能化管理程度更高；最后，通过监测风力数据、噪音数据以及地质数据等环境数据，还可以监测建立风电场之后对生态环境的影响，例如对动物种群的影响，对植被生长情况的影响。

可选地，图2为本公开实施例提供的一种监测单元的示意图，如图2中所示，监测单元11可以包括：风力数据监测模块111、雷电数据监测模块112、雨雪数据监测模块113、噪音数据监测模块114以及地质数据监测模块115。

其中，风力数据监测模块111，用于监测并采集风电场环境下的风力数据。

可选地，在本公开实施例提供的一种环境数据的监测系统中，风力数据包括以下至少一项：风力大小、风向以及风力持续时间。

示例性地，风力数据监测模块111可以包括：多个风力传感器，该多个风力传感器设置在风电场内的风力发电机主臂上。

其中，风力传感器上可以设置有RS485串口、RS232串口和RS422串口中的任意一种，以使得采用不同输入方式向风力传感器输入数据，或者使得风力传感器采用不同的输出方式输出数据。

可以理解，风力数据监测模块111的多个风力传感器分别位于不同的监测点。可以在不同位置的风力发电机的主臂上分别安装风力传感器。针对同一个风力发电机，同一个风力发电机的主臂上可以安装一个风力传感器，也可以在同一个风力发电机的主臂的不同位置上安装多个风力传感器，也可以在同一个风力发电机的不同主臂上安装风力传感器，本公开实施例对此不作具体限定。

需要说明的是，风力数据监测模块111可以利用该多个风力传感器，实时监控风电场环境下的风力数据。风电场的环境数据监测系统可以采用风力数据监测模块111实时监控并采集风电场环境下的风力数据。

可以理解，风电场环境数据的监测系统可以基于监测的风力数据，例如可以基于风力大小确定是否需要调整风力发电机的工作时间，是否需要关闭或启动风力发电机组，不仅可以提高风力发电机的发电效率，还可以降低风力过大对风电场环境中的设备损坏或发生事故的概率，可以基于风向、风力评估建立风电场对当地生态环境的影响，例如确定是否影响当地植被和动物的分布情况。

在本公开实施例中，雷电数据监测模块112，可以用于监测并采集风电场环境下的雷电数据。

可选地，在本公开实施例提供的一种环境数据的监测系统中，雷电数据包括以下至少一项：雷电发生频率、雷电范围以及风电场避雷效果。

示例性地，雷电数据监测模块112可以包括：多个气象监测仪器，该多个气象监测仪器设置在风电场的不同区域内。

其中，气象监测仪器上可以设置有RS485串口、RS232串口和RS422串口中的任意一种，以使得向气象监测仪器采用不同输入方式输入数据，或者使得气象监测仪器采用不同的输出方式输出数据。

可以理解，风电场环境数据的监测系统可以基于监测的雷电数据，确定是否需要调整雷电范围内的风力发电设备的工作状态，可以降低雷电对风电场中的设备损害的概率。可以根据监测的避雷效果，确定风电场中电路的避雷保护是否正常，根据监测的历史雷电数据确定是否调整雷电数据的监测阈值，调整电路的避雷保护阈值，检修现场避雷设备，例如接地设备，在雷电数据超过设计阈值的情况下，及时增加避雷保护措施。

在本公开实施例中，雨雪数据监测模块113，可以用于监测并采集风电场环境下的雨雪数据。

可选地，在本公开实施例提供的一种风电场环境数据的监测系统中，雨雪数据包括以下至少一项：降雨量、降雪量、积水深度以及积雪厚度。

示例性地，雨雪数据监测模块113包括：多个雨雪数据监测仪器，该多个雨雪数据监测仪器设置在风电场的不同区域内。

例如，可以采用土壤湿度测量仪获取积水深度或积雪厚度，采用气象雷达获取降雨量或降雪量。

在本公开实施例中，工作人员也可以以人工定时监测的方式监测并采集风电场环境下的雨雪数据，并输入到风电场的环境数据监测系统中。

可以理解，一方面，风电场环境数据的监测系统可以基于监测的雨雪数据，确定风力发电机在极端雨雪环境下继续运行是否可能发生故障，在可能发生故障的情况下及时提示工作人员关闭风力发电机，从而避免极端天气对风力发电机造成损坏，减少风力发电机组故障的概率。另一方面可以基于监测的雨雪数据判断对风机基础的影响，例如土壤湿度持续超过预设时长，工作人员可以确定是否影响风机基础，确定对风机水泥墩子的影响，是否可能存在腐蚀、风力发电机组是否可能力学失衡。

在本公开实施例中，噪音数据监测模块114，用于监测并采集风电场环境下的噪音数据。

可选地，在本公开实施例提供的一种环境数据的监测系统中，噪音数据包括以下至少一项：风电场运行产生的噪音、风电场运行产生的噪音扩散至风电场边缘处的噪音以及风电场周围所产生噪音数据。

可选地，噪音数据监测模块114可以包括多个噪音监测仪器，该多个噪音监测仪器设置在以下至少一个位置：风电场内至少一个风力发电机组上，至少两个发电机组之间的中间位置，以及风电场的至少一个边缘区域处。

例如，可以设置在风力发电机组的塔底，每两个发电机组之间的中心点，风电场边缘发电机组的边缘。

其中，噪音监测仪器上可以设置有RS485串口、RS232串口，以及RS422串口中的至少一种，以使得向噪音监测仪器采用不同输入方式输入数据，或者使得噪音监测仪器采用不同的输出方式输出数据。

可以理解，通过监测风电场环境中的风力发电机运行时的噪音大小，以及发电机产生的噪音扩散至风电场边缘处的噪音大小，一方面可以及时确定风力发电机是否正常运作，可以根据噪音大小的变化确定发生故障的风力发电机的位置。另一方面，通过监测噪音数据，还可以监测风电场的风电机组运行的噪音对动物观测，对生态环境中动物族群的影响。

可选地，在本公开实施例中，数据处理单元，还用于提取噪音数据监测模块114采集的噪音数据中风力发电机运行噪音特征。

可以理解，监控系统可以处理采集的噪音数据获取风机运行噪音，进而可以根据风机运行噪音确定对生态系统中的动物种群以及植被的影响。

具体地，地质数据监测模块115，用于监测并采集风电场环境下的地质数据。

可选地，在本公开实施例提供的一种环境数据的监测系统中，地质数据至少包括风电场环境下各个区域中监测点的地质结构数据。

示例性地，地质数据监测模块115可以包括雷达探测仪，工作人员可以进行人工地质监测的方式在特征点位通过雷达探测仪采集地质样本以探测风电场环境下的地质结构，雷达探测以将监测的地质结构数据自动上传至监控系统中。

可以理解，通过监测风电场环境下的地质结构数据，可以确定风电场是否对地质结构产生影响，在地质结构发生变化之后，可以根据变化的地质结构确定风电场继续运行的安全性，以降低地质结构变化引发的风电场发生故障的概率。

可选地，图3为本公开实施例提供的一种数据处理单元的示意图，如图3中所示，数据处理单元12包括：控制器121、数据分析模块122、3D （3 Dimensions，三维）模拟模块123以及动态输出模块124。

其中，控制器121，用于控制数据处理单元12的其他功能模块执行对应的功能。

可选地，控制器可以为可移动设备，也可以为不可移动设备，本公开实施例对此不作具体限定。

示例性地，在控制器选择可移动设备的情况下，控制器可以选择PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制柜，通过PLC控制柜执行风电场监测系统的控制指令，控制风电场环境内的监测单元、数据处理单元、报警单元和存储单元执行风电场环境数据的监控。

具体地，可以在PLC控制柜中设计好专用数字运算操作电子系统，应用于本公开实施例提供的风电场环境数据的监测系统中，PLC控制柜通过执行内部存储的逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作指令，经过数字运算或者模拟运算的方式输入或者输出控制指令以控制风电场环境数据的监测系统进行环境数据的监测。

可选地，如图4中所示，图4为本公开实施例提供的一种控制器的示意图，控制器121上设置有电源模块1211和操控模块1214。其中，电源模块1211用于为控制器提供电能，操控模块1214用于控制器的操作控制。

可选地，操控模块具体为外接键盘，例如可以为外接槽孔键盘按钮。

可选地，继续结合图4，控制器121上还设置有对讲模块1212，对讲模块1212可以与监测单元11中的部分或全部环境数据的监测点之间建立无线通信连接，具体可以用于环境数据的监测点、风机现场、风场控制室，以及远程的工作人员之间进行通话交流。

可选地，继续结合图4，控制器上还设置有数据管理模块1213，该数据管理模块1213，用于整合采集的环境数据和模拟的3D动态环境数据，统计风电场的历史故障数据以及风电场的历史维护数据，生成风电场环境下监控数据的信息化台账。

示例性地，数据管理模块1213可以与存储单元建立连接，管理存储单元存储的数据；数据管理模块1213，还用于获取并统计风电场的历史故障数据和历史维护数据，以使得工作人员可以快速地查看历史数据，从而可以提高预判风电场发生故障的概率。具体地，数据管理模块1213，可以将监测单元11中的各个监测模块监测并采集的环境数据在经过数据整合、数据筛选以及数据转换之后，与3D动态环境模拟数据一并存储整合，进而生成风电场环境下监控数据的信息化台账，可以用于判断风电场的环境情况以及判断风电场环境的发展趋势。

在本公开实施例中，数据分析模块122，用于对监测单元11采集的环境数据进行模数转换，并判断采集的各个环境数据与对应的阈值之间的关系。

示例性地，数据分析模块122可以设置有RS485串口、RS232串口，以及RS422串口中的至少一种，通过上述串口可以获取监测单元监测得到的环境数据。

例如，数据分析模块122，可以用于获取风力传感器监测的风电场环境下的风力大小、风向、以及风力持续时间；获取气象监测仪器监测的风电场环境下的雷电数据；获取雨雪数据监测仪器或者人工监测的风电场环境下的降雨、降雪数据；获取噪音监测仪器监测的风力发电机运行时的运行噪音大小以及运行噪音扩散至风电场边缘处的噪音大小。

进一步地，数据分析模块122整合、筛选，并数模转换从监测单元11获取到的环境数据，在进行模数转换之后，将环境数据传输给3D模拟模块123。

在本公开实施例中，3D模拟模块123，用于对数据分析模块122输出的环境数据进行3D模拟，从而得到风电场环境下的3D动态环境模拟数据，并向动态输出模块124输出该3D动态环境模拟数据。动态输出模块124，用于可视化的动态输出3D动态环境模拟数据，以便于工作人员直观地查看风电场周围的环境情况。

示例性地，动态输出模块124可以为可以进行图像展示的显示屏幕。

示例性地，3D动态模拟后的环境数据可以为图、表、动画等，例如可以针对风电场的BIM模型，在BIM模型中的风电场对象上可以以动画的形式在对应的位置显示雷电、云、雨雪，也可以在风电场的BIM模型上动态显示文本信息。

可选地，图5为本公开实施例提供的一种报警单元的示意图，如图5中所示，报警单元13可以包括：设置模块131和报警模块132；设置模块131，用于设置风电场环境数据阈值；报警模块132，用于在数据处理单元确定监测单元采集环境数据超过设定的环境数据阈值的情况下输出报警信息。

具体地，在数据处理模块进行数据转换后的环境数据与设定的环境数据阈值比对异常后，报警模块可以输出报警信息。

示例性地，可以输出音频提示信号、视频提示信息和文本提示信号中的至少一项。

例如，可以在风电场的BIM模型上动态输出报警信息，也可以在工作人员的移动终端上的APP操作界面中输出报警信息，也可以工作任意的移动终端上接收的短信。报警信息可以为BIM模型上的动画提示，例如风电场BIM模型中对应的雷电区域显示雷电动画以及雷电强度等信息，报警信息也可以为风电场BIM模型中的文本提示信息，例如红色字体滚动显示等方式进行报警提示。

可选地，图6为本公开实施例提供的风电场环境数据的监测系统的系统架构示意图之二，如图6中所示，该监测系统还包括：存储单元14和通信单元15；存储单元14，可以用于存储监测单元11采集的环境数据；其中，存储单元14可以存储监测系统中的系统数据；其中，系统数据包括以下至少一项：监测单元采集的环境数据、数据处理单元模拟的3D环境数据、风电场的历史故障数据，以及风电场的历史维护数据；通信单元15，可以用于在监测单元11、数据处理单元12、报警单元13以及存储单元14中的任意两个单元之间建立通信传输通道，以传输数据和信息。

示例性地，如图7中所示，存储单元14可以包括：线上存储模块141和线下存储模块142。示例性地，如图8中所示，通信单元15可以包括：无线通信模块151和有线通信模块152。其中，无线通信模块151用于风电场环境数据的监测系统中至少两个功能单元建立无线传输通道，有线通信模块152用于风电场环境数据的监测系统中至少两个功能单元建立有线传输通道。

具体地，线上存储模块141可以为云存储平台，监测系统10可以基于通信单元15建立的无线传输通道向云存储平台上传数据，用于数据的线上存储。线下存储模块142可以基于通信单元15建立的有线传输通道提供线下云存储平台，用于数据的线下存储。

示例性地，可以基于CC-LINK（Control&Communication Link，控制与通信链路通信）协议建立风电场环境数据的监测系统中无线通信的网络配置，可以包括局域网的网络配置、广域网的网络配置。其中，可以在风电场环境的监测系统中的数据处理单元、监测单元、存储单元以及报警单元之间建立局域网络连接，提供局域网络传输专属网络通道，用于各个功能单元之间传输数据。

在本公开实施例中，可以在多个风电场之间建立网络通讯传输通道，使得不同环境的多个风电场之间的数据互通，从而利于多个风电场的宏观调控。

本公开实施例提供一种风电场环境数据的监测系统，通过监测单元可以监测并采集风电场环境下的风力、风向、风力持续时间等风力数据，可以监测并采集风电场环境下的雷电发生频率、雷电范围，以及风电场避雷效果等避雷数据，可以监测并采集风电场环境下的降雨量、降雪量、积水深度以及积雪深度等雨雪数据，监测并采集风电场环境下的噪音数据以及监测并采集风电场环境下的地质数据等。一方面可以通过数据处理单元对采集的风电场环境数据进行判断，在出现异常的情况下通过报警单元输出报警提示，从而可以对风电场的环境数据进行实时监控，在风电场环境出现异常时，能够及时提醒风电场的工作人员进行检测或维护，从而可以减少风电场环境变化对风电机组工作的影响。另一方面，可以通过数据处理单元对采集的风电场环境数据进行3D模拟，生成风电场环境下的3D动态环境数据，通过动态的可视化输出风电场环境下的3D 动态环境数据，可以使得工作人员能够直观的查看风电场的环境数据，相比于仅输出监测到的数据智能化程度高，可以减少工作人员的工作量，提高风电场环境数据的监控效率，更有利于管理风电场的运行。

可选地，如图9所示，本公开实施例还提供一种监测系统中的功能单元可能的结构示意图，如图9中所示，功能单元900，包括处理器901，存储器902，存储在存储器902上并可在处理器901上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器901执行时实现上述实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

图10为本公开实施例提供的一种监测系统中的硬件设备的示意图，需要说明的是，图10示出的硬件设备1000仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图所示，硬件设备1000包括中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）1001，其可以根据存储在ROM（Read Only Memory，只读存储器）1002中的程序或者从存储部分1008加载到RAM（Random Access Memory，随机访问存储器）1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1001、ROM1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。I/O（Input /Output，输入/输出）接口1005也连接至总线1004。

以下部件连接至I/O接口1005：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）、LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示器）等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如LAN（Local AreaNetwork，无线网络）卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。

特别地，根据本公开的实施例，下文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被中央处理单元（CPU 1001）执行时，执行本公开的系统中限定的各种功能。

本公开实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如ROM、RAM、磁碟或者光盘等。

本公开实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本公开实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

本公开实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述的实施例的步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本公开实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端（可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等）执行本公开各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本公开的实施例进行了描述，但是本公开并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本公开的启示下，在不脱离本公开宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本公开的保护之内。

Claims (10)

1.一种风电场环境数据的监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：监测单元、数据处理单元和报警单元；

所述监测单元，用于监测并采集风电场的环境数据，所述环境数据包括以下至少一项：风力数据、雷电数据、雨雪数据、噪音数据以及地质数据；

所述数据处理单元，用于分析处理所述监测单元采集的环境数据，确定环境数据是否存在异常，对分析处理后的环境数据进行三维3D模拟，并动态输出3D模拟后的环境数据；

所述报警单元，用于在所述数据处理单元确定环境数据异常的情况下输出报警信息。

2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测单元包括：风力数据监测模块、雷电数据监测模块、雨雪数据监测模块、噪音数据监测模块以及地质数据监测模块；

所述风力数据监测模块，用于监测并采集风力数据，所述风力数据包括以下至少一项：风力大小、风向，以及风力持续时间；

所述雷电数据监测模块，用于监测并采集雷电数据，所述雷电数据包括以下至少一项：雷电发生频率、雷电范围以及风电场的避雷效果；

所述雨雪数据监测模块，用于监测并采集雨雪数据，所述风力数据包括以下至少一项：降雨量、降雪量、积水深度以及积雪厚度；

所述噪音数据监测模块，用于监测并采集噪音数据，所述噪音数据包括以下至少一项：风电场运行产生的噪音、所述风电场运行产生的噪音扩散至风电场边缘处的噪音、以及所述风电场周围产生的噪音；

所述地质数据监测模块，用于监测并采集地质数据，所述地质数据包括待监测的风电场各个监测点的地质结构数据。

3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，

所述风力数据监测模块包括：多个风力传感器，所述多个风力传感器设置在风电场内的风力发电机主臂上；

所述雷电数据监测模块包括：多个气象监测仪器，所述多个气象监测仪器设置在风电场的不同区域内；

所述雨雪数据监测模块包括：多个雨雪数据监测仪器，所述多个雨雪数据监测仪器设置在风电场的不同区域内；

所述噪音数据监测模块包括：多个噪音监测仪器；所述多个噪音监测仪器设置在以下至少一个位置：风电场内的至少一个风力发电机组上、至少两个风力发电机组之间的中间位置，以及风电场的至少一个边缘区域；

所述地质数据监测模块包括：雷达探测仪器，所述雷达探测仪器用于探测风电场环境中各个区域中监测点的地质结构。

4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述数据处理单元，还用于提取所述噪音数据监测模块采集的噪音数据中风力发电机运行噪音特征。

5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：控制器、数据分析模块、3D模拟模块以及动态输出模块；

所述控制器，用于控制所述数据处理单元的其他功能模块执行对应的功能；

所述数据分析模块，用于对监测单元采集的环境数据进行模数转换，并确定环境数据是否超过阈值范围；

所述3D模拟模块，用于对分析处理后的环境数据进行3D模拟；

所述动态输出模块，用于可视化显示所述3D模拟模块模拟的3D动态环境数据。

6.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述动态输出模块，具体用于将所述3D模拟模块模拟的3D动态环境数据动态显示在风电场的建筑信息模型BIM模型中对应位置上。

7.根据权利要求5所述的监测系统，其特征在于，所述控制器包括：数据管理模块；

所述数据管理模块，用于整合采集的环境数据和模拟的3D动态环境数据，统计风电场的历史故障数据以及风电场的历史维护数据，生成风电场环境下监控数据的信息化台账。

8.根据权利要求1至6任一项所述的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括：存储单元和通信单元；

所述存储单元，用于存储所述监测系统中的系统数据，所述系统数据包括以下至少一项：所述监测单元采集的环境数据、所述数据处理单元模拟的3D环境数据、风电场的历史故障数据以及风电场的历史维护数据；

所述通信单元，用于在监测单元、数据处理单元、报警单元和存储单元中的任意两个之间建立传输通道。

9.根据权利要求8所述的监测系统，其特征在于，所述存储单元包括线上数据存储模块和线下数据存储模块中的至少一个；所述通信单元包括无线通信模块和有线通信模块中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述报警单元包括：设置模块和报警模块；

所述设置模块，用于设置风电场环境数据阈值；

所述报警模块，用于在数据处理单元确定监测单元采集的环境数据超过设定的环境数据阈值的情况下输出报警信息。