CN203925877U - 风电场智能监控系统 - Google Patents

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公维祥
冯兆红
陈国初
金建
陈勤勤
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魏浩
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Abstract

本实用新型涉及一种风电场智能监控系统，包括至少一传感器组、至少一单片机及至少一机组基站，所述传感器组通过对应该传感器组的单片机连接至对应该传感器组的机组基站，所有机组基站连接至一总基站，所述总基站通过至少一传输基站组无线连接至一服务器。本实用新型优点在于，本装置利用无线传输装置，解决了恶劣环境下布线问题，对近海风场或者山区风场进行实时监控，将风场的风速温度等信息有效的实时传输，对风场进行实时监控，从而有效的监控风场的各机组功率出力情况。

Description

风电场智能监控系统
技术领域
本实用新型涉及一种风电场智能监控系统。
背景技术
为了解决环境和能源问题，风力发电技术迅速发展；然而，风电输出功率的不确定性，势必严重影响电力系统的稳定性，因此需要对风力发电进行实时监控。对风电场监控的最有效途径是对风力发电机组周边风速的监控，然而，风电场位置大多处在地势偏远的山区、海上或海边，风电场环境恶劣，且距离监控中心距离较远，不利于布线监控。
实用新型内容
本实用新型提供一种风电场智能监控系统，有效解决了现有技术中存在的动力转化效率低、安装精度要求高、成本昂贵、井道空间需求大等技术问题。
为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型涉及一种风电场智能监控系统，包括至少一传感器组、至少一单片机及至少一机组基站，所述传感器组通过对应该传感器组的单片机连接至对应该传感器组的机组基站，所有机组基站连接至一总基站，所述总基站通过至少一传输基站组无线连接至一服务器。
进一步地，所述传感器组包括风速传感器、风向传感器、压强传感器、温度传感器中的任意两种或两种以上，所述风速传感器、所述风向传感器、所述压强传感器、所述温度传感器分别连接至所述单片机。
进一步地，每一传输基站组包括至少一传输基站，当一传输基站组包括两个以上传输基站时，所述总基站通过两个以上的传输基站组依次无线连接至所述服务器。
进一步地，所述机组基站包括一无线发射模块，所述总基站包括一信号收发模块，所述传输基站包括一信号收发模块，所述服务器包括一信号接收模块，所述机组基站的无线发射模块无线连接至所述总基站的信号收发模块，所述总基站的信号收发模块通过所述传输基站的信号收发模块无线连接至所述服务器的信号接收模块。
进一步地，所述无线发射模块、所述信号收发模块、所述信号接收模块皆为CC2530芯片。一种风电场智能监控系统，包括至少一传感器组、至少一单片机及至少一机组基站，所述传感器组通过对应该传感器组的单片机连接至对应该传感器组的机组基站，所有机组基站连接至一总基站，所述总基站通过至少一传输基站组无线连接至一服务器，每一传输基站组包括至少一传输基站，当一传输基站组包括两个以上传输基站时，所述总基站通过依次无线连接的、两个以上的传输基站组无线连接至所述服务器，所述机组基站包括一无线发射模块，所述总基站包括一信号收发模块，所述传输基站包括一信号收发模块，所述服务器包括一信号接收模块，所述机组基站的无线发射模块无线连接至所述总基站的信号收发模块，所述总基站的信号收发模块通过所述传输基站的信号收发模块无线连接至所述服务器的信号接收模块。
所述传感器组包括风速传感器、风向传感器、压强传感器、温度传感器中的任意两种或两种以上，所述风速传感器、所述风向传感器、所述压强传感器、所述温度传感器分别连接至所述单片机。
一传输基站组的传输基站的信号收发模块无线连接至另一传输基站组的传输基站的信号收发模块。
所述无线发射模块、所述信号收发模块、所述信号接收模块皆为CC2530芯片。
本实用新型优点在于，本装置利用无线传输装置，解决了恶劣环境下布线问题，对近海风场或者山区风场进行实时监控，将风场的风速温度等信息有效的实时传输，对风场进行实时监控，从而有效的监控风场的各机组功率出力情况。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。应当理解，尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案拟阐述，而不是限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型及一种风电场智能监控系统，包括至少一传感器组1、至少一单片机2及至少一机组基站3，传感器组1通过对应该传感器组1的单片机2连接至对应该传感器组1的机组基站3，机组基站3连接至一总基站4，总基站4通过至少一传输基站组5无线连接至一服务器6。
单片机2的型号为80C51单片机，用于收集传感器上获取的实时监控数据，并将实时监控数据传送到机组基站3，以便对信号进行进一步的传送处理。
传感器组1包括风速传感器11、风向传感器12、压强传感器13、温度传感器14中的任意两种或两种以上，风速传感器11、风向传感器12、压强传感器13、温度传感器14分别连接至单片机2。
风速传感器11为北京莱姆电子有限公司生产的HL-FS2型霍尼维尔传感器，供电电压: DC12～24V ，信号输出电压：0-5V，信号传输距离：大于1KM，有效风速测量范围：0-40m/s，启动风速：0.5m/s，也称为风速变送器、风速仪。
风向传感器12为北京中西科仪科技有限责任公司生产的KPH-100SX型尾翼式传感器，供电电压： DC7～24V, 信号输出电压：0.4～2V启动风速：0.5m/s,信号传输距离：大于1KM，启动风速：0.5m/s，有效风向测量范围：16个方向（360度），测量误差：±3%。
压强传感器13为深圳市电应普科技有限公司生产的GY-65型大气压强传感器，使用BMP085芯片，内置AD转换器；供电电压：3-5V，通信方式：I2C通信协议。。
温度传感器14为深圳市力帆电子有限公司生产的DS18B20 探头式温度传感器，温度感控范围为 -55℃ ～ +125℃。
上述传感器分别连接至单片机1，传感器获取的数据按照I2C通讯协议传送至单片机（80C51单片机），I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。
总基站4与服务器6之间设有多组传输基站组5，确保总基站4与服务器6之间的无线通讯不会因为某一传输传输基站的故障而被断开。
每一传输基站组5包括至少一传输基站51、52，当一传输基站组5包括两个以上传输基站51、52时，总基站4通过依次无线连接的、两个以上的传输基站组51、52无线连接至服务器6。总基站4与服务器6的距离比较远时，传输基站组5需要更多无线串联的传输基站。对应同一总基站4与同一服务器6之间、分属于不同传输基站组5的多个传输基站之间也可以实现无线通讯，进行数据交换，可以有效防止无线传输的数据丢失。
机组基站3包括一无线发射模块31，总基站4包括一信号收发模块41，每一传输基站51、52包括一信号收发模块511、521，服务器6包括一信号接收模块61，机组基站3的无线发射模块31无线连接至总基站4的信号收发模块41，总基站4的信号收发模块41通过传输基站51、52的信号收发模块511、521无线连接至服务器6的信号接收模块61。服务器6包括一输入装置（键盘）、输出装置（显示器），工作人员通过键盘输入指令，通过显示器实时获取监控数据。
机组基站3、总基站4、传输基站51、52皆为无线通讯基站，包括用于无线通讯的无线发射模块31、信号收发模块41、511、521，其核心芯片为CC2530，可以设置为不同级别的基站。CC2530是TI公司针对2.4GHz ISM频带推出的第二代支持ZigBee/IEEE 802.15.4协议的片上集成芯片，其内部集成了高性能射频收发器、工业标准增强型8051MCU内核、256KB Flash ROM和8KB RAM。CC2530F256 结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee协议栈（Z-Stack），提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案，适应2.4-GHz IEEE 802.15.4 的RF 收发器，极高的接收灵敏度和抗干扰性能，可编程的输出功率高达4.5 dBm。所述服务器的信号接收模块，可以为无线网卡，其核心芯片可以为CC2530型芯片。CC2530芯片包括RF 收发器，本实用新型中的无线通讯为射频通讯，射频RF（Radio Frequency）是指频率较高，可用于发射无线电频率，一般常指几十到几百兆赫的频段，即VHF-UHF频段。广义地说，在无线电频谱上微波是指频率为300MHz-300GHz的无线电波，其相应的波长范围是在0.1mm～1m;一般更具体的指1～30GHz频段，即波长在厘米范围的厘米波。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种风电场智能监控系统，其特征在于，包括至少一传感器组、至少一单片机及至少一机组基站，所述传感器组通过对应该传感器组的单片机连接至对应该传感器组的机组基站，所有机组基站连接至一总基站，所述总基站通过至少一传输基站组无线连接至一服务器，每一传输基站组包括至少一传输基站，当一传输基站组包括两个以上传输基站时，所述总基站通过两个以上的传输基站组依次无线连接至所述服务器，所述机组基站包括一无线发射模块，所述总基站包括一信号收发模块，所述传输基站包括一信号收发模块，所述服务器包括一信号接收模块，所述机组基站的无线发射模块无线连接至所述总基站的信号收发模块，所述总基站的信号收发模块通过所述传输基站的信号收发模块无线连接至所述服务器的信号接收模块。
2.如权利要求1所述的风电场智能监控系统，其特征在于，所述传感器组包括风速传感器、风向传感器、压强传感器、温度传感器中的任意两种或两种以上，所述风速传感器、所述风向传感器、所述压强传感器、所述温度传感器分别连接至所述单片机。
3.如权利要求1所述的风电场智能监控系统，其特征在于，一传输基站组的传输基站的信号收发模块无线连接至另一传输基站组的传输基站的信号收发模块。
4.如权利要求1所述的风电场智能监控系统，其特征在于，所述无线发射模块、所述信号收发模块、所述信号接收模块皆为CC2530芯片。
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