CN215927663U

CN215927663U - 一种风电场设备关键连接部位异常位移监测系统

Info

Publication number: CN215927663U
Application number: CN202121203826.XU
Authority: CN
Inventors: 王俊杰; 安斌; 曹伟; 唐国耀; 王小龙; 王凯; 王宇
Original assignee: Huaneng Changyi Wind Power Co ltd
Current assignee: Huaneng Changyi Wind Power Co ltd
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2031-06-01

Abstract

本实用新型公开了一种风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，包括视觉识别标识安装于风电场设备的关键部件；数据采集装置定时采集所述视觉识别标识的图像数据；图像数据处理器与所述数据采集装置相连接，处理采集到的图像数据；数据组网包括数据通讯单元、服务器，所述数据通讯单元连接所述数据采集装置和图像数据处理器，进行数据传输；预警模块安装于所述服务器周围，并连接于所述图像数据处理器，根据图像处理结果，进行预警。利用识别标签对风电设备位置进行标记，提高了异常位置的识别精度，降低识别难度，并且利用物联网对监测设备进行连接，避免了网络的安全问题。

Description

一种风电场设备关键连接部位异常位移监测系统

技术领域

本实用新型涉及风电场异常监测的技术领域，尤其涉及一种风电场设备关键连接部位异常位移系统。

背景技术

近些年全国范围内风电场发生多起风机发电机和齿轮箱联轴器损坏事件，齿轮箱支撑销轴折断事件，以及35kV开关柜内断路器小车下方地基沉降引发开关柜跳闸，进而引起整条高压集电线路跳闸等连锁不安全事件。目前依靠风机故障停机、振动监测系统难以及时准确发现以上问题，特别是高压开关柜内断路器机构移位问题更是缺失有效监测手段，不能及时发现问题采取措施，因此对风电场设备关键连接部位异常位移的及时检测尤为重要。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述现有风电场关键部位位移监测存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型解决的技术问题是：目前依靠风机故障停机、振动监测系统难以及时准确安全问题，对高压开关柜内断路器机构的移位问题无法及时监测，采取措施。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：视觉识别标识安装于风电场设备的关键部件；数据采集装置定时采集所述视觉识别标识的图像数据；图像数据处理器与所述数据采集装置相连接，处理采集到的图像数据；数据组网包括数据通讯单元、服务器，所述数据通讯单元连接所述数据采集装置和图像数据处理器，进行数据传输；预警模块安装于所述服务器周围，并连接于所述图像数据处理器，根据图像处理结果，进行预警。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：所述数据采集装置，为带夜视功能摄像头，安装于所述风电场设备外，完整拍摄到所述视觉识别标识处。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：为标记设备相对位置的识别标签，安装在所述关键部件的中心位置。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：所述图像数据处理器包括，图像处理单元、特征提取单元、位移计算单元以及异常位移判断单元，各个单元之间以图像处理、提取、计算以及异常判断的顺序进行依次连接。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：所述图像数据处理器，安装于所述服务器，提取采集到的图像特征，判断设备的位移情况。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：所述服务器，与风电场的电力安全监控区域物理隔离，独立在电力安全防护分区之外，与风电场的电力安全监控区域物理隔离，独立在电力安全防护分区之外，装载所述图像数据处理器并连接所述预警模块，进行数据处理和异常预警。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：所述预警模块包括，声光报警器和报警取消单元，对所述图像数据处理器判断的异常位移发出报警，并在异常情况解除后，取消报警。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：所述报警取消单元，与所述声光报警器相连接，维修人员对异常位移情况维修处理后，通过所述报警取消单元，解除所述声光报警器的声光报警。

作为本实用新型所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统的一种优选方案，其中：所述视觉识别标识、数据采集装置、图像数据处理器、数据组网和预警模块通过物联网进行独立组网。

本实用新型的有益效果：利用识别标签对风电设备位置进行标记，提高了异常位置的识别精度，降低识别难度，并且利用物联网对监测设备进行连接，避免了网络的安全问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型第一个实施例提供的风电场设备关键连接部位异常位移系统的结构框架图；

图2为本实用新型第二个实施例提供的风电场设备关键连接部位异常位移系统的预警模块结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本实用新型的一个实施例，提供了一种风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，包括：视觉识别标识100、数据采集装置200、图像数据处理器300、数据组网400和预警模块500。

其中视觉识别标识100安装于风电场设备的关键部件；数据采集装置200定时采集视觉识别标识100的图像数据；图像数据处理器300与数据采集装置200相连接，处理采集到的图像数据；数据组网400包括数据通讯单元401、服务器402，数据通讯单元401连接数据采集装置200和图像数据处理器300，进行数据传输；预警模块安装于所述服务器周围，并连接于图像数据处理器300，根据图像处理结果，进行预警。

进一步的是，视觉识别标识100，为标记设备相对位置的识别标签，为纸质标签或电子标签，安装在风电场关键部件的中心位置。

数据采集装置200，为带夜视功能摄像头，安装于所述风电场设备外，并且摄像头可以采集视觉识别标识100的图像信息，对图像进行定时采集，采集到的图像信息通过数据通讯单元401传输至图像数据处理器300，其中数据通讯单元401为光纤网络。

图像数据处理器300包括，图像处理单元301、特征提取单元302、位移计算单元303以及异常位移判断单元304，各个单元之间以图像处理、提取、计算以及异常判断的顺序进行依次连接，图像处理单元301对采集到的图像数据进行图像预处理，消除图像噪音，特征提取单元302提取出图像中视觉识别标志位置特征数据，位移计算单元303针对提取出的位置特征数据，计算所代表的实际物理大小，异常位移判断单元304对比前后帧图像中的位置数据，计算空间各方向上的位移情况，判断位移是否超出阈值，超出阈值则产生预警信号，传输至预警模块500。

更进一步的是，图像数据处理器300，安装于服务器402内，提取采集到的图像特征，判断设备的位移情况，在本实用新型中，图像数据处理器300利用现有的数据处理芯片，实现图像数据的处理过程，其中图像处理单元301和特征提取单元302均使用数字芯片TITMS320F28027PTT，其价格较低，适用于多种工作温度环境，位移计算单元303和异常位移判断单元304均使用数据处理芯片TITMS320F2812PGFA，其工作速率较快，计算准确率高，能够保障位移计算的准确性。

服务器402，与风电场的电力安全监控区域物理隔离，独立在电力安全防护分区之外，装载图像数据处理器300和预警模块500，进行数据处理和异常预警。

本实施例的监测系统，将视觉识别标识100安装至风电场关键部件的中心位置，以标识位置标识关键部件位置，数据采集装置200对视觉识别标识100进行定时拍摄，将采集到的图像信息通过数据组网400中的数据通讯单元401传输至图像数据处理器300进行图像数据处理，提取图像中识别标识的位置特征信息，并对比计算连续帧图像之间的位置信息，判断关键部件是否发生位移，以及位移是否异常，若判定系统发生异常，则发出预警信号至预警模块500，对异常位移进行预警，及时通知工作人员进行维修处理，本实用信息提出的监测系统，通过对识别标识的图像识别计算，判断设备是否出现异常位移，其识别、计算过程简单，识别精度较高，能快速识别关键部件的异常位移，保障风电场设备的安全运行。

实施例2

参照图2为本实用新型另一个实施例，与实施例1不同的是，本实施例将监测系统设备通过物联网进行连接，并提供报警取消装置，保障监测系统的网络安全。

预警模块500包括，声光报警器501和报警取消单元502，声光报警器501对图像数据处理器300判断的异常位移发出报警，报警取消单元502与声光报警器501相连接，工作人员收到报警后，对异常位移部件进行维修处理，在处理结束后，通过报警取消单元502解除声光报警器501的声光报警。

在本实施例的异常位移监测系统中，视觉识别标识100、数据采集装置200、图像数据处理器300、数据组网400和预警模块500通过物联网进行独立组网，避免了网络安全方面的问题，并且物联网独立于风电场生产控制区，可以根据风电场的实际条件复用生产控制区通讯网络扩展原来风机、系统的功能。

应当认识到，本实用新型的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本实用新型的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的实用新型包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本实用新型所述的方法和技术编程时，本实用新型还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本实用新型优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特性在于，包括：

视觉识别标识(100)安装于风电场设备的关键部件；

数据采集装置(200)定时采集所述视觉识别标识(100)的图像数据；

图像数据处理器(300)与所述数据采集装置(200)相连接，处理采集到的图像数据；

数据组网(400)包括数据通讯单元(401)、服务器(402)，所述数据通讯单元(401)连接所述数据采集装置(200)和图像数据处理器(300)，进行数据传输；

预警模块(500)安装于所述服务器(402)周围，并连接于所述图像数据处理器(300)，根据图像处理结果，进行预警。

2.如权利要求1所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：所述数据采集装置(200)，

为带夜视功能摄像头，安装于所述风电场设备外，完整拍摄到所述视觉识别标识(100)处。

3.如权利要求1或2所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：所述视觉识别标识(100)，

为标记设备相对位置的识别标签，安装在所述关键部件的中心位置。

4.如权利要求1或2所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：所述图像数据处理器(300)包括，

图像处理单元(301)、特征提取单元(302)、位移计算单元(303)以及异常位移判断单元(304)，各个单元之间以图像处理、提取、计算以及异常判断的顺序进行依次连接。

5.如权利要求4所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：所述图像数据处理器(300)，

安装于所述服务器(402)内，提取采集到的图像特征，判断设备的位移情况。

6.如权利要求1、2、5任一所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：所述服务器(402)，

与风电场的电力安全监控区域物理隔离，独立在电力安全防护分区之外，装载所述图像数据处理器(300)并连接所述预警模块(500)，进行数据处理和异常预警。

7.如权利要求6所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：所述预警模块(500)包括，

声光报警器(501)和报警取消单元(502)，对所述图像数据处理器(300)判断的异常位移发出报警，并在异常情况解除后，取消报警。

8.如权利要求7所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：所述报警取消单元(502)，

与所述声光报警器(501)相连接，维修人员对异常位移情况维修处理后，通过所述报警取消单元(502)，解除所述声光报警器(501)的声光报警。

9.如权利要求1～2、7～8任一所述的风电场设备关键连接部位异常位移监测系统，其特征在于：

所述视觉识别标识(100)、数据采集装置(200)、图像数据处理器(300)、数据组网(400)和预警模块(500)通过物联网进行独立组网。