[發(fā)明專利]基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410200312.7
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103994088A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玉;孫強(qiáng);陳年生;范光宇;昌凱;馮兆紅;高志偉;戴志軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機(jī)學(xué)院
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的雷擊損害在線監(jiān)測領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法。?

背景技術(shù)

近年來大型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)越來越成熟，大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)逐步占據(jù)了風(fēng)電市場，目前最為活躍的風(fēng)機(jī)單機(jī)容量在1.5MW～2.5MW，其輪轂高度已經(jīng)達(dá)到60～100米，葉片長度達(dá)到35～50米，由于風(fēng)電場一般地處開闊的邊遠(yuǎn)地帶或是海邊，周圍建筑物相對較低，所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)就成為雷擊的主要對象。?

當(dāng)今的風(fēng)機(jī)葉片防雷就是根據(jù)IEC62305-1的I級保護(hù)水平設(shè)計(jì)，在葉尖處安裝接閃器，并在葉片內(nèi)部或表面布置引下導(dǎo)線，將雷電流引到地下，葉片的防雷水平得到了很大的提升。在這種情況下雷擊對葉片造成嚴(yán)重的損害的幾率很小，大多數(shù)情況下都是比較輕的的損害，如葉片開裂、葉片表面的燒灼等，一般不會影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。但是這種小的損害破壞了風(fēng)機(jī)葉片表面的光滑性，被污染的葉片遭受雷擊的概率更大，而且在遭受雷擊時受到的破壞面積也將更大。?

當(dāng)前風(fēng)電場對于風(fēng)機(jī)葉片的這種傷害，只有目視檢測，及由運(yùn)行人員定期的利用高分辨率望遠(yuǎn)鏡對葉片進(jìn)行目視觀察，來檢測葉片表面的損傷。這種方法的弊端顯而易見，不僅檢測時間周期長而且人工檢測有盲目性和主觀性，不利于對風(fēng)機(jī)葉片損害的即時發(fā)現(xiàn)和維修，增加了風(fēng)機(jī)葉片嚴(yán)重?fù)p害的幾率。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，為了彌補(bǔ)目視檢測的弊端，提供了一種利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)測風(fēng)機(jī)葉片雷擊傷害的方法，通過監(jiān)測雷擊過程中的溫度和亮度的變化，來提醒運(yùn)行人員對指定葉片進(jìn)行目視檢測，及時發(fā)現(xiàn)傷害。?

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其包括：多個路由功能節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器和機(jī)艙控制設(shè)備；其中，所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)被布置在風(fēng)機(jī)葉片上并用于在啟動狀態(tài)下采集風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的溫度和光亮度；而且所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)基于ZigBee協(xié)議相互通信，并基于ZigBee協(xié)議與所述協(xié)調(diào)器通信，由此所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)中的任意路由功能節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⒈硎救~片內(nèi)部的溫度和光亮度的采集數(shù)據(jù)直接或經(jīng)由其它路由功能節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給所述協(xié)調(diào)器；而且其中，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時，將所述采集數(shù)據(jù)傳遞給所述機(jī)艙控制設(shè)備。?

優(yōu)選地，所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)被布置在風(fēng)機(jī)葉片的葉尖和葉片中端。?

優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器周期地監(jiān)測風(fēng)機(jī)外部濕度值；并且所述協(xié)調(diào)器在監(jiān)測?到的風(fēng)機(jī)外部濕度值不低于設(shè)置的閾值時，協(xié)調(diào)器喚醒所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)入啟動狀態(tài)，以使得所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)采集風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的溫度和光亮度。?

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器在監(jiān)測到的風(fēng)機(jī)外部濕度值低于設(shè)置的閾值時，協(xié)調(diào)器使得所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)入非啟動狀態(tài)。?

優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時，對接收到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。?

優(yōu)選地，所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)與所述協(xié)調(diào)器之間的通信采用數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，其中所述采集數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)等級標(biāo)志位。?

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時，保存所有路由功能節(jié)點(diǎn)最近傳過來的預(yù)定多個采集數(shù)據(jù)，并將當(dāng)前接收的一個采集數(shù)據(jù)的值與所述預(yù)定多個采集數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行比較，同時讀取當(dāng)前接收的一個采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)等級標(biāo)志位；而且，如果當(dāng)前接收的一個采集數(shù)據(jù)屬于低等級數(shù)據(jù)、同時當(dāng)前接收的一個采集數(shù)據(jù)的值比所述平均值大第一預(yù)定數(shù)值，或者是如果當(dāng)前接收的一個采集數(shù)據(jù)屬于高等級數(shù)據(jù)、同時當(dāng)前接收的一個采集數(shù)據(jù)的值比所述平均值小第一預(yù)定數(shù)值，則利用所述平均值替代所述當(dāng)前接收的一個采集數(shù)據(jù)的值以發(fā)送給所述機(jī)艙控制設(shè)備。?

附圖說明

結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整?的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中：?

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的風(fēng)機(jī)葉片的雷擊監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。?

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的條件喚醒和等待機(jī)制總體框架圖。?

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制流程圖。?

圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的奇偶校驗(yàn)和等級校驗(yàn)機(jī)制流程圖。?

需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。?