CN204166347U - 风力发电机组监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了风力发电机组监控系统，风力发电机组监控系统，包括，风力发电机组、风轮图像采集装置、监控处理装置及4G无线图像传送装置，风轮图像采集装置设置于叶片的对应位置，对叶片的视频图像进行采集，监控处理装置从风轮图像采集装置接收当前视频图像，将当前视频图像封装为4G无线图像格式，传送给4G无线图像传送装置，4G无线图像传送装置将接收到的当前视频图像向远程监控端发送。从而解决了上述现有技术中风力发电机组监控实时性及有效性差的问题。从而，更便于对故障进行随时排除。实现对风电机组的实时监测，因此，最大程度的减少了现场维护的操作成本。

Description

风力发电机组监控系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组的维修及监控领域，尤其涉及风力发电机组监控系统。 

背景技术

风力发电属于新能源的一种，近年来发展迅速。但是风力发电场由于受到自然条件的限制，往往建设在环境比较恶劣的地方，因此，日常维护比较困难。特别是野外风力发电机组在无人看守的情况下，当其出现故障时，将无法及时发现，从而影响了风力发电机组的正常运行。为解决上述问题，现有技术中多采用在风力发电机组装置中设置传感器的方式给予实现，但该方法只能通过各项传感器参数对风力发电机组的性能参数给予判断，缺乏现场判断的直观性及有效性，特别是，上述传感数据的采集要在现场进行，增加了操作人员的数量，因此，仍无法保证风机监控的实时性及有效性，从而降低了风力发电的发电效率及收益。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供风力发电机组监控系统，解决了上述现有技术中风力发电机组监控实时性及有效性差的问题。 

为了达到上述目的，本实用新型提供了风力发电机组监控系统，所述风力发电机组包括，风轮及发电机，所述风轮中包括，叶片，该风力发电机组监控 系统还包括：风轮图像采集装置、监控处理装置及4G无线图像传送装置，所述监控处理装置中包括，4G图像转换单元；所述风轮图像采集装置设置于所述叶片的对应位置，对所述叶片的视频图像进行采集，所述监控处理装置的4G图像转换单元的输入端与所述风轮图像采集装置的输出端连接，所述监控处理装置的输出端与所述4G无线图像传送装置的输入端连接，从所述风轮图像采集装置接收当前视频图像，将所述当前视频图像封装为4G无线图像格式，传送给所述4G无线图像传送装置，所述4G无线图像传送装置将接收到的当前视频图像向远程监控端发送。 

在一种优选的实施方式中，还包括，发动机图像采集装置；所述发动机图像采集装置设置于所述发电机的对应位置，对所述发电机的视频图像进行采集；所述4G图像转换单元的输入端与所述发动机图像采集装置的输出端连接，输出端与所述4G无线图像传送装置的输入端连接，从所述发动机图像采集装置接收当前发电机视频图像，将所述当前发电机视频图像封装为4G无线图像格式，传送给所述4G无线图像传送装置，所述4G无线图像传送装置将接收到的当前发动机视频图像向远程监控端发送。 

在一种优选的实施方式中，还包括：视频图像显示单元，所述视频图像显示单元与所述4G图像转换单元的输出连接，对所述当前叶片视频图像或所述当前发动机进行显示。 

在一种优选的实施方式中所述监控处理装置中还包括：帧对比单元，所述帧对比单元的输入端与所述风轮图像采集装置的输出端连接，输出端与所述4G图像转换单元的输入端连接；从所述风轮图像采集装置接收当前视频图像，对该当前视频进行帧提取，对比相邻帧差异，若无差异，则提取无差异帧，将所述无差异帧发送到4G图像转换单元，并发出报警信息；所述4G图像转换单元 将所述无差异帧图像封装为4G无线图像格式，传送给所述4G无线图像传送装置，所述4G无线图像传送装置将接收到的无差异帧图像向远程监控端发送。 

在一种优选的实施方式中，还包括：报警装置，所述报警装置与所述帧对比单元的输出端连接，根据所述报警信息发出报警提示。 

在一种优选的实施方式中，还包括，发动机信息采集装置，所述监控处理装置中包括：监控信息处理单元，所述发动机信息采集装置与发电机连接，对所述发电机的转速及温度信息进行采集，所述监控信息处理单元的输入端与所述发动机信息采集装置的输出端连接，输出端与显示单元连接，从所述发动机信息采集装置接收所述发电机的当前转速及温度信息，将所述转速及温度信息发送到视频图像显示单元，通过所述视频图像显示单元进行显示。 

在一种优选的实施方式中，还包括：设定数据存储器，所述设定数据存储器的输出端与所述监控信息处理单元连接；所述监控信息处理单元的输出端与报警装置连接，从所述设定数据存储器接收设定温度及转速信息，判断所述发电机的当前转速及温度信息是否超过所述设定温度及转速信息，若是，则向所述报警装置输出报警信息。 

在一种优选的实施方式中，所述风力发电机组还包括，机头转动电机；所述帧对比单元的输出端与所述机头转动电机的驱动端连接，当所述帧对比单元发出报警信息时，向所述机头转动电机发送机头转动电机驱动信息，驱动所述机头转动电机摆动。 

在一种优选的实施方式中，监控处理装置的电源为UPS电源。 

本实用新型的有益效果为，当风电机组发生故障，且风电场自身无法排除故障，需要进行维修时，本实用新型可以通过4G网络与维护人员的移动设备建立远程连接。维护人员可通过现场的视频画面，对风机的状态进行实时了解， 从而，更便于对故障进行随时排除。实现对风电机组的实时监测，因此，最大程度的减少了现场维护的操作成本。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本实用新型一种实施方式中，风力发电机组的组成结构示意图； 

图2本实用新型一种实施方式中风力发电机组监控系统的结构示意图； 

图3本实用新型另一种实施方式中风力发电机组监控系统的结构示意图； 

图4本实用新型一种实施方式中，包括帧对比单元的风力发电机组监控系统的结构示意图； 

图5本实用新型一种实施方式中，包括发电机信息采集装置的风力发电机组监控系统的结构示意图； 

图6本实用新型又一种实施方式中风力发电机组监控系统的结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图图1～图6对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范 围。 

如图1所示，本实用新型的一种实施方式中的风力发电机组101监控系统包括：风力发电机组101、风轮图像采集装置10、监控处理装置20及4G无线图像传送装置30。风力发电机组101的前端为包括3个旋转叶片1021的风轮102，发电机103装配于机组的后端机壳中，当风轮102转动时通过传输轴带动发电机103的主轴转动，使发电机103发电。在机壳中固定监控处理装置20，在该监控处理装置20中设置4G图像转换单元21，其中，监控处理装置20可采用单片机或可编程控制器等硬件给予实现，并可通过编程在监控处理装置20中设置4G图像转换单元。风轮图像采集装置10安装于壳体的外部，设置于叶片的对应位置，其图像采集方向为旋转叶片1021的转动方向，对叶片的视频图像进行采集，上述风轮图像采集装置10可使用摄像头或其他摄像采集装置给予实现。如图2所示，4G图像转换单元的输入端与风轮图像采集装置10的输出端连接，输出端与4G无线图像传送装置30的输入端连接，从风轮图像采集装置10接收当前视频图像，将当前视频图像封装为4G无线图像格式，传送给4G无线图像传送装置30。4G无线图像传送装置30将接收到的当前视频图像向远程监控端发送，4G无线图像传送装置30可使用专用号码的无线发射实现，也可在具有4G传输功能的智能移动终端给予实现。对上述视频图像的采集，为便于传输，其视频的长度可以为10～15分钟，为便于传输及后期处理，4G图像转换单元21中还可包括去色单元，该去色单元为的功能为，将接收的图像进行去色，只保留灰度图像，从而避免的大容量的视频文件传输。需要说明的是，上述监控处理装置20也可同时设置于地面的处理基站中，其监控处理装置20与风轮图像采集装置10可通过无线或有线网络进行传输，当监控处理装置20设置于地面的处理基站时，为便于对上述录制的视频进行及时观看，如图3所示， 在4G图像转换单元21的输出端与视频图像显示单元22连接，从而便于对叶片的当前视频图像及当前发电机的状态进行显示。便于操作人员实现实时监测。上述监控处理装置20的电源优选为UPS电源。 

为便于对发电机103的状态进行实时监控，在本实用新型的一种实施方式中，如图1所示，在机壳中还设置发电机图像采集装置104。其发电机图像采集装置104，如摄像头，设置于发电机103的对应安装位置上，视频采集朝向发电机103，从而对发电机103的视频图像进行采集。4G图像转换单元21的输入端与发电机图像采集装置104的输出端连接，输出端与4G无线图像传送装置30的输入端连接，从发电机图像采集装置104接收当前发电机视频图像，将当前发电机视频图像封装为4G无线图像格式，传送给4G无线图像传送装置30，4G无线图像传送装置30将接收到的当前发电机103视频图像向远程监控端发送。从而实现对发电机103当前状态的实时监控，特别是可对发动机是否着火、短路等状态，能给予直观判断。 

为对重点的故障状态给予明确提示，及时发出报警提示或指示，在本实用新型的一种实施方式中，如图4所示，在监控处理装置20中还配置帧对比单元23。帧对比单元23的输入端与风轮图像采集装置10的输出端连接，输出端与4G图像转换单元21的输入端连接；从风轮图像采集装置10中接收当前的视频图像，对该当前视频进行帧提取，例如，以10秒为间隔从视频中提取帧。之后，对比相邻帧差异，例如，将10秒的帧图像与20秒的图像进行像素对比，若无差异，则提取无差异帧，将无差异帧发送到4G图像转换单元21，例如，若上10秒的帧图像与20秒的图像为同一图像，则并不存在差异，则说明现在的风轮为静止状态，从而向外发出报警信息或提示，为便于报警提示，在帧对比单元23的输入端还连接报警装置24。报警装置24根据报警信息发出报警提示。4G 图像转换单元21将无差异帧的当前图像封装为4G无线图像格式，传送给4G无线图像传送装置30，如，将接收到的20秒的帧图像保存传输给4G无线图像传送装置30，并转换为4G图形文件格式。4G无线图像传送装置30将接收到的无差异帧图像向远程监控端发送，例如，4G无线图像传送装置30将接收到的20秒的帧图像传输给远程监控端。 

为便于对发电机的状态进行实施检查，在本实用新型的一种实施方式中，在发电机103的外围还设置发电机信息采集装置11，对发电机的转速及温度信息进行采集。如图5所示，同时，在监控处理装置20中还设置监控信息处理单元25，监控信息处理单元25的输入端与发电机信息采集装置11的输出端连接，输出端与显示单元连接，从发电机信息采集装置11接收发电机的当前转速及温度信息，将转速及温度信息发送到视频图像显示单元22，在视频图像显示单元22进行显示。同时为便于系统自检，在本实用新型的一种实施方式中还包括：设定数据存储器。设定数据存储器的输出端与监控信息处理单元25连接；监控信息处理单元25的输出端与报警装置24连接，从设定数据存储器接收设定温度及转速信息，判断发电机的当前转速及温度信息是否超过设定温度及转速信息，若是，则向报警装置24输出报警信息。 

为使本监控系统，可实现自调节，在本实用新型的一种实施方式中，如图6所示，帧对比单元23的输出端与机头转动电机12的驱动端连接。当帧对比单元23发出报警信息时，向机头转动电机12发送机头转动电机12驱动信息，驱动机头转动电机12顺时针摆动或逆时针转动。 

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此， 本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 

Claims (9)

1.风力发电机组监控系统，所述风力发电机组包括，风轮及发电机，所述风轮中包括，叶片，其特征在于，该风力发电机组监控系统还包括：风轮图像采集装置、监控处理装置及4G无线图像传送装置，所述监控处理装置中包括，4G图像转换单元；所述风轮图像采集装置设置于所述叶片的对应位置，对所述叶片的视频图像进行采集，所述监控处理装置的4G图像转换单元的输入端与所述风轮图像采集装置的输出端连接，所述监控处理装置的输出端与所述4G无线图像传送装置的输入端连接，从所述风轮图像采集装置接收当前视频图像，将所述当前视频图像封装为4G无线图像格式，传送给所述4G无线图像传送装置，所述4G无线图像传送装置将接收到的当前视频图像向远程监控端发送。 

2.根据权利要求1所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，还包括，发动机图像采集装置；所述发动机图像采集装置设置于所述发电机的对应位置，对所述发电机的视频图像进行采集；所述4G图像转换单元的输入端与所述发动机图像采集装置的输出端连接，输出端与所述4G无线图像传送装置的输入端连接，从所述发动机图像采集装置接收当前发电机视频图像，将所述当前发电机视频图像封装为4G无线图像格式，传送给所述4G无线图像传送装置，所述4G无线图像传送装置将接收到的当前发动机视频图像向远程监控端发送。 

3.根据权利要求2所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，还包括：视频图像显示单元，所述视频图像显示单元与所述4G图像转换单元的输出连接，对所述当前叶片视频图像或所述当前发动机进行显示。 

4.根据权利要求1所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，所述监控处理装置中还包括：帧对比单元，所述帧对比单元的输入端与所述风轮图像采集装置的输出端连接，输出端与所述4G图像转换单元的输入端连接；从所述风轮图像采集装置接收当前视频图像，对该当前视频进行帧提取，对比相邻帧差异，若无差异，则提取无差异帧，将所述无差异帧发送到4G图像转换单元，并发出报警信息；所述4G图像转换单元将所述无差异帧图像封装为4G无线图像格式，传送给所述4G无线图像传送装置，所述4G无线图像传送装置将接收到的无差异帧图像向远程监控端发送。 

5.根据权利要求4所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，还包括：报警装置，所述报警装置与所述帧对比单元的输出端连接，根据所述报警信息发出报警提示。 

6.根据权利要求1或5所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，还包括，发动机信息采集装置，所述监控处理装置中包括：监控信息处理单元，所述发动机信息采集装置与发电机连接，对所述发电机的转速及温度信息进行采集，所述监控信息处理单元的输入端与所述发动机信息采集装置的输出端连接，输出端与显示单元连接，从所述发动机信息采集装置接收所述发电机的当前转速及温度信息，将所述转速及温度信息发送到视频图像显示单元，通过所述视频图像显示单元进行显示。 

7.根据权利要求6所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，还包括：设定数据存储器，所述设定数据存储器的输出端与所述监控信息处理单元连接；所述监控信息处理单元的输出端与报警装置连接，从所述设定数据存储器接收设定温度及转速信息，判断所述发电机的当前转速及温度信息是否超过所述设定温度及转速信息，若是，则向所述报警装置输出报警信息。 

8.根据权利要求4或5所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，所述风力发电机组还包括，机头转动电机；所述帧对比单元的输出端与所述机头转 动电机的驱动端连接，当所述帧对比单元发出报警信息时，向所述机头转动电机发送机头转动电机驱动信息，驱动所述机头转动电机摆动。 

9.根据权利要求8所述的风力发电机组监控系统，其特征在于，监控处理装置的电源为UPS电源。