CN201412272Y - 风电场监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风电场监控系统，包括：通讯单元，用于接收风电场的参数；中央处理单元，包括数据分析子单元、判断子单元和控制信号生成子单元，其中，数据分析子单元用于根据通讯单元接收到的参数计算得到监控数据；判断子单元用于判断数据分析子单元计算得到的监控数据是否超出预存的设定值范围；控制信号生成子单元用于在判断子单元判断监控数据超过设定值范围时生成相应的控制信号；警示单元，用于根据控制信号生成子单元生成的控制信号产生相应的报警信号。本实用新型提供的风电场监控系统，集成了多种通讯方式，具有很好的通用性和兼容性。

Description

风电场监控系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备的监控装置，特别涉及一种风电场监控系统。

背景技术

为充分利用风能资源以及确保风电场的风力发电机组和输电系统的正常运行，通常需要对位于偏远地区的风电场的大量数据进行采集、传输和分析。

目前，大多数风电场监控系统只侧重于数据的采集，而且主要针对一种风力发电设备，存在通用性和兼容性差的缺点，不能适用于由多种类型的风力发电设备组成的风电场。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种风电场监控系统，集成多种通讯方式，具有很好的通用性和兼容性。

本实用新型提供的风电场监控系统，包括：

通讯单元101，用于接收风电场的参数；

中央处理单元102，包括数据分析子单元1021、判断子单元1022和控制信号生成子单元1023，其中，

数据分析子单元1021用于根据通讯单元101接收到的参数计算得到监控数据；

判断子单元1022用于判断数据分析子单元1021计算得到的监控数据是否超出预存的设定值范围；

控制信号生成子单元1023用于在判断子单元1022判断监控数据超过设定值范围时生成相应的控制信号；

警示单元103，用于根据控制信号生成子单元1023生成的控制信号产生相应的报警信号。

由上可知，上述各单元构成的风电场监控系统，能够接收电场的各种参数，具有很好的通用性和兼容性。

其中，所述通讯单元101包括：

局域网通讯子单元1012，用于通过远程以太网数据传输来接收风电场的参数；

串口通讯子单元1011，用于通过本地设置和本地数据传输来接收风电场的参数。

由上可知，采用上述局域网通讯子单元1012和串口通讯子单元1011，使本实用新型具有多种通讯方式，具有更好的通用性和兼容性。

其中，中央处理单元102还包括：

数据打包处理子单元1024，用于将通讯单元101接收的参数和数据分析子单元1021计算得到的监控数据按照一定的协议进行打包处理；

网络传输单元105，用于将数据打包处理子单元1024打包的数据传输出去。

由上可知，采用上述数据打包处理子单元1024和网络传输单元105，能够将各项参数信号和监测数值传输给外接的计算机，以便用户对数据进行存储和进一步的分析。

其中，还包括：输出控制单元104，用于根据控制信号生成子单元1023生成的控制信号进行通电或断电的开关量信号输出动作。

由上可知，采用上述输出控制单元104，用户就能够根据需要通过输出控制单元104连接冷却风扇、电加热器或声光报警器等设备，可以用来维持机组的正常运行或提示用户进行相关的维修工作。

较佳的，所述局域网通讯子单元1012至少采用AUI接口、RJ-45接口或SC接口中的一种。

由上可知，采用AUI接口、RJ-45接口或SC接口的一种或几种，可以在不同情况下满足用户的需求。

较佳的，所述串口通讯子单元1011包括RS232接口和RS485接口。

由上可知，串口通讯子单元1011包括RS232接口和RS485接口，可以满足用户的多种需求。

较佳的，所述输出控制单元104采用固态继电器。

由上可知，输出控制单元104采用固态继电器，能够在高冲击、振动的环境下工作。

附图说明

图1为风电场监控系统的原理图；

图2为RS232接口的电路图；

图3为RS485接口的电路图；

图4为RS485接口的过电压防护电路；

图5为中央处理单元及其供电电路的电路图；

图6为输出控制单元的电路图。

具体实施方式

图1为风电场监控系统的原理图，如图所示，本实用新型提供的风电场监控系统包括：通讯单元101、中央处理单元102、输出控制单元104、警示单元103和网络传输单元105。其中，

通讯单元101用于接收来自风电场的电网、气象和发电机组的参数，其中，电网参数包括：电网三相电压、三相电流、电网频率和功率因素等；气象参数包括：风速、风向和环境温度等；发电机组参数包括：风轮转速、发动机转速、发电机线圈温度、发动机前后轴承温度、齿轮箱油温度、齿轮箱前后轴承温度、液压系统油温、油压、油位、机舱振动、电缆扭转和机舱温度等。其中上述参数可以通过相应的传感器进行采集。

通讯单元101包括局域网通讯子单元1012和串口通讯子单元1011，其中，局域网通讯子单元1012用于远程以太网数据传输，可以采用AUI接口、RJ-45接口或SC接口等接口中的一种或几种。串口通讯子单元1011用于本地设置和本地数据传输，可以包括RS232接口和RS485接口。图2为RS232接口电路图，如图所示，该RS232接口采用MAX232芯片；图3为RS485接口电路图，如图所示，该RS485接口采用MAX487芯片。如图2和图3所示，上述两个接口的电路还采用了由6N137光耦合器构成的光隔离电路。并且如图4所示，RS485接口还包括暂态过电压保护电路。由于通讯单元101采用了多种接口，各种参数可以通过不同的通讯协议进行传输，使得风电场监控系统具有很好的通用性和兼容性。

中央处理单元102包括数据分析子单元1021、判断子单元1022、控制信号生成子单元1023和数据打包处理子单元1024。其中，

数据分析子单元1021用于根据通讯单元101接收到的各项参数计算得到监控数据。所述监控数据可以包括总发电时间、风电机组的平均功率、风电场的平均风速和发电机线圈平均温度等。

判断子单元1022用于判断数据分析子单元1021计算得到的监控数据是否超出预存的设定值的范围，并据此生成相应指令。例如，判断子单元1022判断发电机线圈每小时平均温度是否超过设定值(如100摄氏度)，判断子单元1022判断发电机线圈每小时平均温度超过100摄氏度，则向控制信号生成子单元1023发出生成控制信号的指令；判断子单元1022判断每小时的平均风速是否超过设定值(如5.5m/s)，判断子单元1022判断每小时的平均风速超过5.5m/s，则向控制信号生成子单元1023发出生成控制信号的指令。

控制信号生成子单元1023用于根据判断子单元1022发出的指令生成相应的控制信号。例如，当判断子单元1022判断发电机线圈每小时平均温度超过设定值时，控制信号生成子单元1023根据指令生成相应的控制信号。

数据打包处理子单元1024用于将通讯单元101接收的参数和数据分析子单元1021计算得到的监控数据按照一定的协议(如101协议)进行打包处理。

图5为中央处理单元电路图及其供电电路图，如图所示，中央处理单元102采用DSP F2821芯片构成电路。

输出控制单元104用于根据控制信号生成子单元1023生成的控制信号进行通电或断电的开关量输出动作。输出控制单元104采用固态继电器，图6为包括两个固态继电器的输出控制单元的电路图，如图所示，固态继电器的输入端根据接收到的控制信号控制输出端的闭合或断开，作为开关量输出信号。该固态继电器的输出端平时处于断开状态，当固态继电器的输入端接收到控制信号(高电平或低电平)后控制输出端的闭合。用户可以根据需要在固态继电器的输出端连接冷却风扇、电加热器或声光报警器等设备，上述设备在接通电源后启动，用来维持机组的正常运行或提示用户进行相关的维修工作。例如，当固态继电器的输入端接收到表示发电机线圈每小时平均温度超过设定值的控制信号时，控制其输出端的闭合，冷却风扇得电启动，用来降低发电机线圈的温度。

警示单元103用于根据控制信号生成子单元1023生成的控制信号产生相应的报警信号，例如，当警示单元103接收到表示发电机线圈每小时平均温度超过设定值的控制信号时，对应表示发电机线圈温度的LED报警灯接收到控制信号后发光。

网络传输单元105用于将数据打包处理子单元1024打包的数据传输给联网的计算机。所述计算机可以将上述数据进行存储和进一步分析。网络传输单元105采用局域网接口。多台风电场监控系统系统可以与一台计算机连接组成局域网，这样就方便用户对多台风电场监控系统获得的监控数据进行管理。

下面对本实用新型的提供的断路器状态监测系统的工作原理进行介绍。

首先，局域网通讯子单元1012和串口通讯子单元1011接收来自电网、气象和发电机组的各项参数，例如，电网三相电压、风速和发电机线圈温度等参数。

然后，数据分析子单元1021根据局域网通讯子单元1012和串口通讯子单元1011接收到的各项参数计算得到监控数据，例如，风电机组平均功率、风电场平均风速和发电机线圈平均温度等监控数据。

之后，判断子单元1022判断数据分析子单元1021计算得到的监控数据是否超出预存的设定值的范围，例如，判断子单元1022判断发电机线圈每小时平均温度超过100摄氏度，则向控制信号生成子单元1023发出生成控制信号的指令。

然后，控制信号生成子单元1023在判断子单元1022判断监控数据超过设定值的范围时生成相应的控制信号，例如，当判断子单元1022判断发电机线圈每小时平均温度超过设定值时，控制信号生成子单元1023根据指令生成相应的控制信号。

由输出控制单元104根据控制信号生成子单元1023生成的控制信号进行通电或断电的开关量输出动作，例如，输出控制单元104采用常开固态继电器，该固态继电器的输出端平时处于断开状态，当固态继电器的输入端接收到闭合的控制信号(高电平或低电平)后控制输出端闭合。这时与固态继电器的输出端连接的设备(如声光报警器)得电、发出声光报警。

同时，警示单元103根据控制信号生成子单元1023生成的控制信号产生相应的报警信号，例如，当警示单元103接收到表示发电机线圈每小时平均温度超过设定值的控制信号时，对应表示发电机线圈温度的LED报警灯接收到控制信号后发光。

另一方面，数据打包处理子单元1024将局域网通讯子单元1012和串口通讯子单元1011接收的各项参数和数据分析子单元1021计算得到的监控数据按照一定的协议(如101协议)进行打包处理。

然后，网络传输单元105将数据打包处理子单元1024打包的数据传输给联网的计算机，由所述计算机将上述数据进行存储和进一步分析。

本实用新型的风电场监控系统得到的监控数据能够及时、准确的反映由多种类型发电机组组成的风电场的情况。用户可以根据监控数据对风电场的设备进行适时的维护、保养，提高风电场的运行可靠性。

Claims (7)

1.一种风电场监控系统，包括：

通讯单元(101)，用于接收风电场的参数；

中央处理单元(102)，包括数据分析子单元(1021)、判断子单元(1022)和控制信号生成子单元(1023)，其中，

数据分析子单元(1021)用于根据通讯单元(101)接收到的参数计算得到监控数据；

判断子单元(1022)用于判断数据分析子单元(1021)计算得到的监控数据是否超出预存的设定值范围；

控制信号生成子单元(1023)用于在判断子单元(1022)判断监控数据超过设定值范围时生成相应的控制信号；

警示单元(103)，用于根据控制信号生成子单元(1023)生成的控制信号产生相应的报警信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通讯单元(101)包括：

局域网通讯子单元(1012)，用于通过远程以太网数据传输来接收风电场的参数；

串口通讯子单元(1011)，用于通过本地设置和本地数据传输来接收风电场的参数。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，中央处理单元(102)还包括：

数据打包处理子单元(1024)，用于将通讯单元(101)接收的参数和数据分析子单元(1021)计算得到的监控数据按照一定的协议进行打包处理；

网络传输单元(105)，用于将数据打包处理子单元(1024)打包的数据传输出去。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，还包括：

输出控制单元(104)，用于根据控制信号生成子单元(1023)生成的控制信号进行通电或断电的开关量信号输出动作。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述局域网通讯子单元(1012)至少采用AUI接口、RJ-45接口或SC接口中的一种。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述串口通讯子单元(1011)包括RS232接口和RS485接口。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述输出控制单元(104)采用固态继电器。

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