[發明專利]一種風力發電機組狀態監測裝置

無效

• 申請號: 201210121572.6
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102645334A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 呂躍剛;劉俊承;楊錫運;田濤;郭鵬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01M15/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，尤其涉及一種風力發電機組狀態監測裝置。

背景技術

風力發電機組屬于大型機電一體化旋轉機械設備，由風力機、齒輪箱、發電機等部件組成的傳動系統是實現風能到電能轉換的主要設備，也是能量傳遞過程的主要承載部件。風力發電機組主要部件壽命一般20年，但是由于我國風電機組多數安裝在西北部和沿海地區，機組經常工作在低溫、沙塵、雷電、冰雪、風暴等惡劣環境條件下，而且由于風速、載荷和風輪轉速變化范圍大，上網要求高，導致機組運行工況復雜，極易造成風電機組傳動系統在壽命期內出現故障甚至損壞。通常風電場機組數量多、分布范圍廣，運行中無人值守，設備出現故障不易及時發現，因此影響到機組的安全可靠性，甚至造成經濟損失。因此，對風力發電機組運行狀態進行實時在線監測是十分必要的。

風力發電機組運行狀態監測涉及內容比較廣泛，目前已應用的狀態監測系統一般在于對機組軸系振動進行檢測，并通過信號分析技術給出設備故障信息，如果能夠結合音頻、視頻信息處理技術，并結合風電場實際需要添加煙霧報警、外部人員非法入侵報警等信息，則可以實現對機組運行狀況更全面的監測，并可以為運行值班人員提供更為全面和直觀的現場信息。

發明內容

針對上述背景技術中提到的現有風力發電機組監測系統沒有風力發電機組對音頻和視頻信息進行監測等不足，本發明提出了一種風力發電機組狀態監測裝置。

本發明的技術方案是，一種風力發電機組狀態監測裝置，通過8路振動加速度傳感器、4路攝像機和以太網對風力發電機組的狀態進行監測；其特征是該裝置包括模擬量采集單元、數字量采集單元、音頻采集單元、視頻采集單元、第一數字信號處理器、第二數字信號處理器、ARM處理器、就地存儲單元、攝像機控制單元和網絡接入單元；

所述模擬量采集單元和數字量采集單元分別與第一數字信號處理器連接；音頻采集單元和視頻采集單元分別與第二數字信號處理器連接；ARM處理器分別與第一數字信號處理器、第二數字信號處理器、就地存儲單元、攝像機控制單元和網絡接入單元連接；

所述模擬量采集單元用來采集8路振動加速度傳感器的信號；數字量采集單元用于采集轉速、溫度和煙霧報警信號；音頻采集單元用來監測機組運行聲音信息；視頻采集單元用來采集4路攝像機視頻監測信號；第一數字信號處理器用來處理模擬及數字量信息，并對振動時域信號進行數據分析，將數據分析的結果傳送到ARM處理器；第二數字信號處理器用來處理音頻及視頻信息，對音頻及視頻數據進行編碼，并將計算結果傳送到ARM嵌入式處理器；就地存儲單元用來臨時存儲信息，作為網絡阻塞時的數據緩存；ARM處理器用于通過網絡接入單元實現與遠程計算機的通信，將通信的信息傳送到遠程計算機實現遠程在線監測，并接受遠程計算機指令。

所述第一數字信號處理器采用型號為TMS320F2812。

所述第二數字處理器采用型號為TMS320DM642。

本發明能夠對風力發電機組進行視頻、音頻和振動監測，并通過監測的數據對風力發電機組的狀態進行評估，能夠找出發生故障的具體部件，為風力發電機組的正常工作和故障檢修提供的方便。

附圖說明

圖1為本發明的原理圖；

圖2為數字及模擬量采集部分原理圖；

圖3為音頻、視頻采集部分原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。

如圖1所示，風力發電機組狀態監測裝置包括模擬量采集單元、數字量采集單元、音頻采集單元、視頻采集單元、第一數字信號處理器、第二數字信號處理器、ARM處理器、就地存儲單元、攝像機控制單元及網絡接入單元，模擬量采集單元、數字量采集單元與第一數字信號處理器連接，音頻采集單元、視頻采集單元與第二數字信號處理器連接，第一數字信號處理器、第二數字信號處理器、就地存儲單元、攝像機控制單元及網絡接入單元與ARM嵌入式處理器連接。