CN219774271U - 基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，包括北斗数传终端、北斗指挥机和云数据监控平台；每台海上风电机组均配置有一个北斗数传终端，所述北斗数传终端安装在海上风电机组基座处，并海上风电机组主控室内的数据采集智能主机通信连接，所有北斗数传终端与所述北斗指挥机通过北斗三号短报文卫星空中链路连接，所述北斗指挥机通信连接有本地服务器，并通过该本地服务器与所述云数据监控平台通信连接；本实用新型基于北斗三号卫星导航系统，使用北斗三号数传终端将风电机组传动系统状态监测数据传输到云数据监控平台，每台机组配置独立北斗数传终端，各自采集并传送数据，互不干扰且便于系统管理，建设及维护成本低。

Description

基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统

技术领域

本实用新型涉及海上风电机组状态监测的技术领域，尤其是指基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统。

背景技术

为保障海上风电机组的顺利运行，需要通过有效的监测手段，实时监测风电机组传动系统的工作状态，通过监测点各类传感器的数据监测，判定风电机组传动系统的故障原因，并采取相应的措施进行故障排除。监测数据的及时回传需要稳定可靠的通信方式进行保证，现在海上主要的通信方式为海底通信光缆、微波点对点通信和卫星通信三种。

海底通信光缆是现行最主要的通信方式之一。海底光缆通信通道宽，能够满足大数据量通信的需求，铺设光缆设计寿命达到25年。海底通信光缆前期投入相对较高，使用过程中容易受到海洋生物或海洋船只的破坏，造成数据中断，维护成本相对较高。

微波点对点通信主要用于解决短距离通信，在通信较为集中的区域，可通过路基与海基的微波站进行点对点通信传输。微波点对点建设成本较低，维护相对简单；由于频段限制，容易受到天气的影响，传输距离一般在10-30KM。

卫星通信是利用位于太空的不同轨道位置的通信卫星作为中继站，将地面卫星终端的数据从局端传输到另外一个局端。卫星通信作为单点接入的设备，特别适用于无网络覆盖或网络覆盖不佳的区域。在海洋、航空中，由于环境限制，卫星通信成为海洋船舶、海洋油井钻探平台、航空载体最主要的通信方式。其中，北斗卫星导航试验系统正式提供服务以来，在交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援等诸多领域得到广泛应用，产生了显著的社会效益和经济效益。北斗RDSS短报文应用于物联网自动气象监测站，产生了显著的成效。

实用新型内容

本实用新型目的在于为解决现有技术中的不足，提供了基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，利用北斗卫星全天候双向通信功能，通过短报文通信方式，将采集到的海上风电机组数据实时回传上报。当数据出现异常时，可以第一时间发现异常并远程进行命令下达，形成稳定安全的无线通信保障；在海上风电机组工作区域，北斗卫星通信可以确保海上风电机组与陆地控制中心实现实时数据传输和通信。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，包括北斗数传终端、北斗指挥机和云数据监控平台；每台海上风电机组均配置有一个北斗数传终端，所述北斗数传终端安装在海上风电机组基座处，并与海上风电机组主控室内的数据采集智能主机通信连接，用于获取海上风电机组的健康监测数据以及运行状态监测数据，所有北斗数传终端与所述北斗指挥机通过北斗三号短报文卫星空中链路连接，用于将监测的数据以短报文的形式传输，所述北斗指挥机通信连接有本地服务器，并通过该本地服务器与所述云数据监控平台通信连接，用于实时显示、分析监测数据以及感应相关报警信息。

进一步，所述数据采集智能主机分别与安装在海上风电机组叶片及塔架处的风速仪、风向仪、加速度传感器、位移传感器、温度传感器、转速传感器以及安装在海上风电机组机舱处的传动轴系发电机偏航系统通信连接。

进一步，所述北斗数传终端为北斗三号短报文数传终端。

进一步，所述北斗指挥机为北斗三号短报文指挥型用户机。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型基于北斗三号卫星导航系统，使用北斗三号数传终端将风电机组传动系统状态监测数据传输到云数据监控平台；北斗三号通信系统最快可提供30～300秒的通信服务频度，单次最大可传输1750字节的通信容量，且建设成本低，维护成本低，为每一个机组搭配独立的北斗数传终端，各自采集并传送机组内的监测数据并传送至云数据监控平台，互不干扰且便于系统管理。

2、北斗数传终端能够满足实时通信需求，北斗卫星通信系统对比海底通信光缆，适用场景不受任何限制，可适用于所有海上风电机组，而且北斗卫星通信系统架设简单，不受大陆架地形、距离以及海洋天气影响，建设和维护成本低，故障解决便捷快速，全年的可用性高，是海上风电机组监测与控制更有效、可靠、易操作的方式。

附图说明

图1为本实用新型的通信系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1所示，为本实施例所提供的基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，包括北斗数传终端1、北斗指挥机2和云数据监控平台3；

每台海上风电机组均配置有一个北斗数传终端1，所述北斗数传终端1安装在海上风电机组基座d处，并与海上风电机组主控室内的数据采集智能主机通信连接，用于获取海上风电机组的健康监测数据以及运行状态监测数据，所有北斗数传终端1与所述北斗指挥机2通过北斗三号短报文卫星空中链路连接，用于将监测的数据以短报文的形式传输，通过北斗指挥机2进行数据预处理，进而存储数据或进行数据分析故障诊断，所述北斗指挥机2通信连接有本地服务器，并通过该本地服务器与所述云数据监控平台3通信连接；基于该云数据监控平台3，通过互联网能够实现用户实时了解海上风电机组的运转状态，及时感应相关报警信息并作出应对。

所述数据采集智能主机分别与安装在海上风电机组叶片a和塔架b处的风速仪、风向仪、加速度传感器、位移传感器、温度传感器、转速传感器以及安装在海上风电机组机舱c处的传动轴系发电机偏航系统通信连接；安装在海上风电机组叶片及塔架处的风速仪、风向仪、加速度传感器、位移传感器、温度传感器、转速传感器用于海上风电机组的健康监测；所述安装在海上风电机组机舱c处的传动轴系发电机偏航系统中包括转速传感器、加速度传感器、位移传感器、解缆传感器、温度传感器、电压传感器和电流传感器，用于对海上风电机组的运行状态进行监测。

所述北斗数传终端为北斗三号短报文数传终端，是专门为数据传输而研制的机型，采用天线主机一体化设计，集成了RDSS天线、射频收发电路、功放电路、基带电路等，集成度高、功耗低，配有专用的固定结构，安装使用极为方便。为适应海上、沙漠、野外等恶劣环境，北斗三号数传/船载终端的设计充分考虑了防水、防盐雾、防腐蚀等要求；

所述北斗指挥机为北斗三号短报文指挥型用户机，北斗指挥机除具有普通北斗设备的定位、通信、授时功能外，还能兼收所管辖子用户的定位、通信信息。可对子用户发送组播、通播信息，实现对子用户的指挥功能。指挥机可应用于电力、气象、应急、公安、人防、海洋、林业等领域；

从实际使用需求，北斗三号数传终端可满足海上风电机组实时监测数据传输的通信需求。北斗三号数传终端全天候的北斗双向报文通信，以及北斗定位功能，体积小，易安装，建设成本低，性能稳定，不受地形、距离、天气的影响。

以下为本实施例所提供的基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统的应用场景：

1、主要应用场景

在无信号海上区域配合风电机组传动系统状态监测策系统对机组状态和环境状态进行实时监控，通过北斗三号数传终端将相关传感数据、报警数据、控制数据和音频/图片数据传送到互联网云平台，管理人员可随时通过手机网络或者有线互联网络对机组工作状态进行监控，有效提高机组工作效率，同时降低故障风险。

通过监测系统内置的只能排障程序或者专业工程师远程数据分析实现远程排障和小故障处理，降低人工成本和海上作业风险。

2、辅助应用场景

2.1、搭配移动手持型北斗终端给海上作业人员，可实施追踪工作人员的位置，提供北斗短报文通信能力，保证海上作业不失联，提高人员海外作业安全性，还可以检测和督促员工工作效率。

2.2、遇到相关传感数据微小异常，经过判断无硬件故障风险，大概率为软件或系统BUG或者卡顿时，可不用派人至机组，通过北斗卫星远程重启相关系统或者修复相关参数，降低人工成本和海上作业风险。

2.3、可服务机组加设更多互联网应用终端，如监控摄像头、环境及海洋监测采集传感终端等，可带动协同或周边产业，制造额外的经济收益。

2.4、可作为海上应急通信站，为海上遇到险情和特殊情况的客船、渔船提供应急求救能力，可产生一定经济收益。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，其特征在于：包括北斗数传终端、北斗指挥机和云数据监控平台；每台海上风电机组均配置有一个北斗数传终端，所述北斗数传终端安装在海上风电机组基座处，并与海上风电机组主控室内的数据采集智能主机通信连接，用于获取海上风电机组的健康监测数据以及运行状态监测数据，所有北斗数传终端与所述北斗指挥机通过北斗三号短报文卫星空中链路连接，用于将监测的数据以短报文的形式传输，所述北斗指挥机通信连接有本地服务器，并通过该本地服务器与所述云数据监控平台通信连接，用于实时显示、分析监测数据以及感应相关报警信息。

2.根据权利要求1所述基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，其特征在于：所述数据采集智能主机分别与安装在海上风电机组叶片及塔架处的风速仪、风向仪、加速度传感器、位移传感器、温度传感器、转速传感器以及安装在海上风电机组机舱处的传动轴系发电机偏航系统通信连接。

3.根据权利要求1所述基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，其特征在于：所述北斗数传终端为北斗三号短报文数传终端。

4.根据权利要求1所述基于北斗三号的海上风电机组通信数据短报文传输系统，其特征在于：所述北斗指挥机为北斗三号短报文指挥型用户机。