CN213582549U - 一种风电机组通讯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电机组通讯设备，其中，防护管采用双层结构，在后期进行防护管维护时，例如进行外管更换时，被取出的信号线仍然被内管保护，可以暂时放置在户外环境中，无需重新构建信号线防护结构，便于防护管维护施工。通过将用于在风电机组监控装置和服务器之间传输信号的信道更换为有线信道，并将有线信道埋于地底，设置双层防护管结构进行保护，避免了信号线被腐蚀，同时通过有线通讯的方式克服了无线通讯受风电机组运行干扰的问题，提升了通讯质量。将有线信道埋于地底，避免野生动物破坏，提升设备安全性。

Description

一种风电机组通讯设备

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风电机组通讯设备。

背景技术

为了监控每台风电机组运行中的数据(例如，风速计数据、齿轮箱数据等)，一般需要在每台风电机组设置监控装置和发送器，并利用通讯方式将每组风电机组运行中的数据传输至同一台中控室服务器的接收器，进行集中监控。由于户外环境复杂，为了避免野生动物破坏通讯线路，各风电机组通过无线通讯方式向中控室服务器上报数据。

风力发电机组对无线电系统存在干扰，风轮旋转的平面会像镜子一样反射电磁波，可能对广播电视节目的接收产生干扰。干扰的大小取决于风电机组的位置和大小、传输信号的强弱及叶片的材料等。对于来自风力发电机组的EMI，存在两种基本的干扰方式：前向散射和后向散射，如图1所示。当风力发电机组安装在发射器和接收器之间时出现前向散射，干扰方式是风力发电机组对信号的散射或折射，对于无线通讯信号而言，叶片的旋转会导致信号受到干扰。当风力发电机组安装在接收器后方时会出现后向散射情况，使预期信号和反射干扰后的信号之间存在一定的延时。

因此，如何提供一种风电机组通讯设备，以提高在风电机组运行环境中的通讯质量，成为一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风电机组通讯设备，通过将用于在风电机组监控装置和服务器之间传输信号的信道更换为有线信道，并将有线信道埋于地底，设置双层防护管结构进行保护，避免了信号线被腐蚀，同时通过有线通讯的方式克服了无线通讯受风电机组运行干扰的问题，提升了通讯质量。

本实用新型提供一种风电机组通讯设备，适用于风电机组的监控装置与服务器之间的数据传输，所述通讯设备包括：

信号线，用于监控装置和服务器之间数据的传输；

双层结构的防护管，包括内管和外管，所述外管用于埋设在地底，所述内管穿设在所述外管内部，所述信号线穿设在所述内管内部。相较于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：

1.防护管采用双层结构，在后期进行防护管维护时，例如进行外管更换时，被取出的信号线仍然被内管保护，可以暂时放置在户外环境中，无需重新构建信号线防护结构，便于防护管维护施工。

2.通过将用于在风电机组监控装置和服务器之间传输信号的信道更换为有线信道，并将有线信道埋于地底，设置双层防护管结构进行保护，避免了信号线被腐蚀，同时通过有线通讯的方式克服了无线通讯受风电机组运行干扰的问题，提升了通讯质量。

3.将有线信道埋于地底，避免野生动物破坏，提升设备安全性。

作为进一步改进，所述信号线为光纤，所述通讯设备还包括：

光发射机，与监控装置电连接，用于将监控装置的电信转换为光信号；

光接收机，与服务器电连接，用于将光纤上传输的光信号转换为电信号；

所述光纤两端分别连接所述光发射机和所述光接收机。

作为进一步改进，所述监控装置包括控制器以及与所述控制器电连接的风速计。

作为进一步改进，所述监控装置还包括与所述控制器电连接的温度传感器。

作为进一步改进，所述监控装置还包括与所述控制器电连接的湿度传感器。

作为进一步改进，所述服务器通过物理隔离装置与外网连接。

作为进一步改进，所述外管为金属材质。

作为进一步改进，所述内管为塑料材质。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1为风力发电机组对无线电系统产生干扰的示意图。

图2为一个实施例中风电机组通讯设备的结构框图。

图3为一个实施例中单台风力发电机与服务器通过通信设备连接的示意图。

图4为一个实施例中双层结构的防护管的结构示意图。

附图标记：

100、风电机组；101、机舱；102、光纤；110、控制装置；120、光发射机；130、光接收机；140、光纤交换机；210、服务器；220、物理隔离装置；230、互联网；401、外管；402、内管；

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

为了便于本领域技术人员理解本实用新型的实施例，以下对本实施例涉及的技术术语作出简要说明。

风电机组，即风力发电机，风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、机舱、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。一般，机舱内设置有监控装置，监控装置包括控制器和各种传感装置，例如温度传感器、湿度传感器等。

光纤通信系统的基本工作原理是首先将待传输的信号变换为适当的码流，再进行PAM或PWM调制成电脉冲信号，然后再去调制光源(激光二极管LD或发光二极管LED)使之变换成相应的光脉冲，将信息载于光波载体上。利用光纤作为通信线路，将携带信息的光波传输到接收端。在接收端，由光电检测器(PIN管或雪崩二极管APD)作直接检测，将光信号由光载波上分离出来，并转换为电脉冲信号，再进一步译码恢复传输的信号，再现于受信者，达到通信的目的。

上述光纤通信系统所特有的关键性步骤是：在发送端，将电脉冲转换为光脉冲，实现这种功能的设备称为光发射端机；在接收端，再将光脉冲转换为电脉冲，完成这种功能的设备称为光接收端机。光发射端机和光接收端机统称为光端机。在现行光纤通信系统中，光发射机是用信号对光源的光强进行调制，即强度调制(IM)，使之随信号电流成线性变化而实现电/光转换的。这里的光强是指单位面积上的光功率。光接收机是借助光电检测器的平方律对光信号进行直接检波(DD)而实现光/电变换的。所谓直接检波是指信号直接在接收机的光频上检测为电信号。显然，这种调制检波方法没有利用光波频率、相位等方面的信息。

物理隔离装置，物理隔离装置是通过数据“摆渡”的方式实现两个网络之间的信息交换的，何谓“摆渡”，即物理隔离设备在任何时刻只能与一个网络的主机系统建立非TCP/IP协议的数据连接，当它与外部网络的主机系统相连接时，它与内部网络的主机系统必然是断开的，反之亦然，这样就保证了内、外网络不能同时连接在物理隔离设备上。因此，网络的外部主机系统通过网络隔离设备与网络的内部主机系统连接起来，物理隔离设备将外部主机的TCP/IP协议全部剥离，将原始的数据通过存储介质以“摆渡”的方式导入到内部主机系统，实现信息的交换。物理隔离设备在网络的第七层将数据还原为数据文件，再通过“摆渡文件”的形式来传递还原数据，而任何形式的数据包、信息传输命令和TCP/IP协议都不可能穿透物理隔离设备，其不同于透明桥、混杂模式、代理主机等。

下面，将通过几个具体的实施例对本实用新型实施例提供的风电机组100通讯设备进行详细介绍和说明。

如图2和图4所示，在一个实施例中，提供了一种风电机组100通讯设备。该风电机组100通讯设备，适用于风电机组100的监控装置与服务器210之间的数据传输，所述通讯设备包括信号线和双层结构的防护管，其中，信号线用于监控装置和服务器210之间数据的传输；双层结构的防护管包括内管402和外管401，所述外管401用于埋设在地底，所述内管402穿设在所述外管401内部，所述信号线穿设在所述内管402内部，信号线两端连接风电机组100的监控装置与服务器210实现数据传输。

本实施例中，防护管采用双层结构，在后期进行防护管维护时，例如进行外管401更换时，被取出的信号线仍然被内管402保护，可以暂时放置在户外环境中，无需重新构建信号线防护结构，便于防护管维护施工。通过将用于在风电机组100监控装置和服务器210之间传输信号的信道更换为有线信道，并将有线信道埋于地底，设置双层防护管结构进行保护，避免了信号线被腐蚀，同时通过有线通讯的方式克服了无线通讯受风电机组100运行干扰的问题，提升了通讯质量。将有线信道埋于地底，避免野生动物破坏，提升设备安全性。

如图3所示，在一个实施例中，所述信号线为光纤102，所述通讯设备还包括光发射机120、光接收机130。其中，光发射机120，与监控装置电连接，用于将监控装置的电信转换为光信号；光接收机130，与服务器210电连接，用于将光纤102上传输的光信号转换为电信号；所述光纤102两端分别连接所述光发射机120和所述光接收机130。为了实现服务器210与多台风电机组100连接，还在各风电机组100的光发射机120与服务器210的光接收机130之间设置了光纤102路由器，构成一个局域网络。

可以理解的是，为了实现监控装置与服务器210之间的双向通行，光发射机120和光接收机130均采用光纤102收发器，可以同时实现发射和接收光信号。

需要说明的是，光纤102通信不受电磁干扰。因为光纤102是非金属的介质材料，因此它不受电磁干扰，可用于强电磁干扰环境下的通信。并且线径细、重量轻、便于敷设。同时由于光纤102质地脆、机械强度低，因此，本实施例采用双层结构的防护管，便于在更换外管401时，仍然可以通过内管402对易损的光纤102提供充足的保护。

如图3所示，具体的，所述监控装置包括控制器以及与所述控制器电连接的风速计、温度传感器和湿度传感器，其中控制器、温度传感器、以及湿度传感器设置在机舱101内，风速计位于机舱101外用于检测风速，温度传感器和湿度传感器可以实时提供机舱101内的温度和湿度，并通过光纤102传输给服务器210，便于服务器210实时集中监控各个风电机组100，及时发现异常并进行处理，保障风电机组100运行安全。

参照图2，在一个实施例中，所述服务器210通过物理隔离装置220与外网连接，外网可以是互联网230也可以是电网公司的内部网络，具体的，服务器210可以通过网络方式连接到互联网230，便于本地各风电机组100运行的情况反馈给远程调度中心，由于设置了物理隔离装置220，可以避免服务器210被外部恶意入侵，提高了风电机组100运行的安全性能。

具体的，所述外管401为金属材质，所述内管402为塑料材质。金属材质具有良好的机械强度，作为外管401可以很好的保护光纤102。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (8)

1.一种风电机组通讯设备，适用于风电机组的监控装置与服务器之间的数据传输，其特征在于，所述通讯设备包括：

信号线，用于监控装置和服务器之间数据的传输；

双层结构的防护管，包括内管和外管，所述外管用于埋设在地底，所述内管穿设在所述外管内部，所述信号线穿设在所述内管内部。

2.如权利要求1所述的一种风电机组通讯设备，其特征在于，所述信号线为光纤，所述通讯设备还包括：

光发射机，与监控装置电连接，用于将监控装置的电信转换为光信号；

光接收机，与服务器电连接，用于将光纤上传输的光信号转换为电信号；

所述光纤两端分别连接所述光发射机和所述光接收机。

3.如权利要求1所述的一种风电机组通讯设备，其特征在于，所述监控装置包括控制器以及与所述控制器电连接的风速计。

4.如权利要求3所述的一种风电机组通讯设备，其特征在于，所述监控装置还包括与所述控制器电连接的温度传感器。

5.如权利要求3所述的一种风电机组通讯设备，其特征在于，所述监控装置还包括与所述控制器电连接的湿度传感器。

6.如权利要求1所述的一种风电机组通讯设备，其特征在于，所述服务器通过物理隔离装置与外网连接。

7.如权利要求1所述的一种风电机组通讯设备，其特征在于，所述外管为金属材质。

8.如权利要求1所述的一种风电机组通讯设备，其特征在于，所述内管为塑料材质。

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