本發(fā)明涉及風力發(fā)電，尤其涉及一種風力發(fā)電機的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、風力發(fā)電機的遠程監(jiān)控技術是確保風電場高效、安全運行的關鍵。智能監(jiān)控系統(tǒng)包括水下智能監(jiān)控、結構疲勞和損傷監(jiān)控、電纜監(jiān)控和基礎沖刷監(jiān)控。這些系統(tǒng)能夠通過傳感器實時監(jiān)測結構的變形、應力、位移、振動和腐蝕狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)有技術通過檢測風力發(fā)電機的運行狀況并輸出感應信號，以將風力發(fā)電機的異常運行數(shù)據(jù)傳輸至遠程監(jiān)控終端，便于不在風力發(fā)電機現(xiàn)場的值班人員及時了解風力發(fā)電機發(fā)生故障時的運行狀況。

2、中國專利申請?zhí)枺篶n201810032201.8公開了一種風力發(fā)電機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，解決了不在風力發(fā)電機現(xiàn)場的值班人員無法及時了解風力發(fā)電機發(fā)生故障時的運行狀況問題，其技術方案要點是：包括風力發(fā)電機、與風力發(fā)電機連接的控制單元、與控制單元連接供值班人員遠程實時監(jiān)控發(fā)電機運行狀況的遠程監(jiān)控終端；控制單元包括檢測風力發(fā)電機的運行狀況并輸出感應信號t1-n的運行異常感應模塊、連接于運行異常感應模塊并受控于感應信號t1-n對風力發(fā)電機進行制動保護的運行異常制動模塊、對風力發(fā)電機的異常運行數(shù)據(jù)進傳輸至遠程監(jiān)控終端的運行數(shù)據(jù)傳輸模塊，便于不在風力發(fā)電機現(xiàn)場的值班人員第一時間了解風力發(fā)電機發(fā)生故障時的運行狀況。

3、但是，現(xiàn)有技術還存在以下問題：

4、風力發(fā)電機發(fā)電量發(fā)生故障時多采用停機等待人工分析故障原因的方式，維修時間長，導致資源浪費。

技術實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種風力發(fā)電機的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及方法，用以克服現(xiàn)有技術中風力發(fā)電機發(fā)電量發(fā)生故障時多采用停機等待人工分析故障原因的方式，維修時間長，導致資源浪費的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種風力發(fā)電機的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

3、環(huán)境監(jiān)測單元，其包括若干設置在風力發(fā)電機的待測點位的鹽霧收集器，用以根據(jù)鹽霧收集器在預定時間內(nèi)收集的鹽霧沉降量監(jiān)測鹽霧濃度；

4、動能接收單元，其與所述環(huán)境監(jiān)測單元相連，包括塔筒，葉片以及通過旋轉(zhuǎn)機構與葉片相連的轉(zhuǎn)子軸，用以接收風能并利用風能帶動轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)；

5、冷卻單元，其與所述動能接收單元相連，通過若干輸送水的管路對動能接收單元進行冷卻；

6、檢測單元，其與所述動能接收單元相連，包括設置在所述轉(zhuǎn)子軸上的溫度傳感器以及設置在所述葉片上的轉(zhuǎn)速檢測器，用以分別檢測轉(zhuǎn)子軸的溫度以及葉片的轉(zhuǎn)速；

7、發(fā)電單元，其與所述動能接收單元相連，用以將動能接收單元接收的風能轉(zhuǎn)化為電能；

8、發(fā)電量檢測單元，其與所述發(fā)電單元相連，用以周期性檢測發(fā)電量；

9、智能分析單元，其分別與所述環(huán)境監(jiān)測單元、所述動能接收單元、所述冷卻單元、所述檢測單元、所述發(fā)電單元以及所述發(fā)電量檢測單元相連，用以根據(jù)所述發(fā)電量分析風力發(fā)電機的運行狀況是否合格，基于歷史數(shù)據(jù)中各周期的發(fā)電量的變化情況二次判定風力發(fā)電機的運行狀況，基于所述葉片的轉(zhuǎn)速分析風力發(fā)電機的運行狀況不合格的原因。

10、進一步地，所述智能分析單元用以根據(jù)所述發(fā)電量檢測單元測得的單個檢測周期內(nèi)的發(fā)電量分析風力發(fā)電機的運行狀況是否合格，包括：

11、智能分析單元判定風力發(fā)電機的運行狀況合格；

12、所述智能分析單元判定基于歷史數(shù)據(jù)中的發(fā)電量對風力發(fā)電機的運行狀況是否合格進行二次判定，或，判定風力發(fā)電機的運行狀況不合格，并基于所述葉片的轉(zhuǎn)速分析其不合格的原因。

13、進一步地，所述智能分析單元基于歷史數(shù)據(jù)中各周期的發(fā)電量的變化情況二次判定風力發(fā)電機的運行狀況，包括：

14、智能分析單元用以獲取所述發(fā)電量檢測單元測得的預定時間段內(nèi)各周期的發(fā)電量，

15、智能分析單元用以基于獲取的各周期的發(fā)電量繪制發(fā)電量-時間曲線，計算發(fā)電量-時間曲線中各時間節(jié)點的斜率，求解斜率均值，

16、所述智能分析單元基于斜率均值判定風力發(fā)電機的運行狀況合格，或，判定環(huán)境不合格。

17、進一步地，所述智能分析單元在環(huán)境不合格的條件下，根據(jù)所述環(huán)境監(jiān)測單元測得的所述鹽霧沉降量繪制鹽霧沉降量-時間曲線，計算鹽霧沉降量-時間曲線中各時間節(jié)點的斜率，求解斜率均值，將斜率均值記為沉降速率表征，

18、所述智能分析單元基于沉降速率表征調(diào)節(jié)對應的所述預設發(fā)電量，其中，

19、對應的預設發(fā)電量的減小量與沉降速率表征成正相關。

20、進一步地，所述智能分析單元基于所述葉片的轉(zhuǎn)速分析風力發(fā)電機的運行狀況不合格的原因，包括：

21、所述智能分析單元確定所述葉片的平均轉(zhuǎn)速，

22、所述智能分析單元基于平均轉(zhuǎn)速判定風力發(fā)電機的運行狀況不合格的原因為風力不足，或，判定基于所述檢測單元測得的轉(zhuǎn)子軸的溫度對風力發(fā)電機的運行狀況不合格的原因進行二次判定。

23、進一步地，所述智能分析單元用以基于所述平均轉(zhuǎn)速減小所述葉片與風移動方向之間的夾角，

24、其中，所述夾角的減小量與平均轉(zhuǎn)速成正相關。

25、進一步地，所述智能分析單元用以基于所述檢測單元測得的轉(zhuǎn)子軸的溫度對風力發(fā)電機的運行狀況不合格的原因進行二次判定，包括：

26、所述智能分析單元基于轉(zhuǎn)子軸的溫度判定風力發(fā)電機的運行狀況不合格的原因為傳動問題，或，判定風力發(fā)電機的運行狀況不合格的原因為散熱處理不合格。

27、進一步地，所述智能分析單元用以在散熱處理不合格時基于所述轉(zhuǎn)子軸的溫度調(diào)節(jié)所述管路中水的流速，其中，

28、流速的增加量與轉(zhuǎn)子軸的溫度呈正相關。

29、進一步地，所述智能分析單元用以在完成對所述管路中水的流速的調(diào)節(jié)時，判定所述旋轉(zhuǎn)機構的潤滑度不足。

30、本發(fā)明提供一種風力發(fā)電機的遠程監(jiān)控方法，包括：

31、周期性收集鹽霧沉降量以監(jiān)測鹽霧濃度，檢測轉(zhuǎn)子軸的溫度以及葉片的轉(zhuǎn)速；

32、周期性檢測風力發(fā)電機的發(fā)電量，基于單個檢測周期的發(fā)電量分析風力發(fā)電機的運行狀況是否合格，包括；

33、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)中的各周期的發(fā)電量的變化情況對風力發(fā)電機的運行狀況是否合格進行二次判定，或，基于所述葉片的轉(zhuǎn)速分析其不合格的原因；

34、基于分析結果確定對應的處理方式，包括：

35、在二次判定風力發(fā)電機的運行狀況不合格時降低用以分析風力發(fā)電機的運行狀況是否合格的判定基準，在判定風力不足時減小葉片與風移動方向之間的夾角，以及在判定散熱不合格時調(diào)節(jié)管路中水的流速。

36、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明中根據(jù)風力發(fā)電機的發(fā)電量分析風力發(fā)電機的運行狀況，考慮到風力發(fā)電機的發(fā)電情況與所處環(huán)境有很大關系，例如當?shù)氐娘L力大小，因而在發(fā)電量較低時基于歷史數(shù)據(jù)中的發(fā)電量的變化情況二次分析，計算歷史數(shù)據(jù)中發(fā)電量曲線的斜率，若斜率較大，判定為風力發(fā)電機處于啟動狀態(tài)，風力發(fā)電機的運行狀況合格，而在斜率較小時，判定環(huán)境狀況導致風力發(fā)電機發(fā)電量少，提高針對風力發(fā)電機的運行狀況的控制精度，根據(jù)分析結果確定對應的處理方式，提高針對風力發(fā)電機故障的維修及時性，減少因停機維修造成的資源浪費。

37、進一步地，本發(fā)明中考慮到海上風力發(fā)電機會受鹽霧影響，鹽霧與空氣中的其他顆粒物在葉片靜電的作用下，在葉片表面形成覆蓋層，這種覆蓋層會改變?nèi)~片表面的形狀和紋理，從而影響氣流的流動特性，本發(fā)明通過檢測鹽霧沉降量確定當前風力發(fā)電機所處環(huán)境的鹽霧濃度，進而確定鹽霧對風力發(fā)電機的干涉程度，在鹽霧沉降速度過快時，調(diào)節(jié)針對風機運行狀態(tài)的判定基準，避免對于不同環(huán)境采用同一基準進行判定，導致誤判，從而提高針對風力發(fā)電機運行狀況的分析準確度。

38、進一步地，本發(fā)明中根據(jù)葉片的轉(zhuǎn)速分析風力發(fā)電機的運行狀況，在葉片轉(zhuǎn)速較小時判定風力太小導致風力發(fā)電機發(fā)電量少，在葉片轉(zhuǎn)速較高時考慮到由于轉(zhuǎn)子軸的溫度過高影響發(fā)電機運轉(zhuǎn)，從而導致發(fā)電量不足的情況，因而進一步根據(jù)轉(zhuǎn)子軸的溫度分析發(fā)電機的運行狀況不合格的原因，提高了針對風力發(fā)電機的運行狀況的分析準確度。