[發明專利]基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統

在審

• 申請號: 201810122393.1
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108362246A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 孫浩;王家歡;劉冠君;賈海曉
• 申請（專利權）人: 大連航天北斗科技有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01C5/00;G01C9/00;G01S19/42
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

本發明公開了一種基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統,具體包括：移動CORS站，用于提供差分數據，并將該差分數據發送到數據中心平臺；數據中心平臺，用于接收移動CORS站的差分數據，并轉發給位移檢測終端；還用于存儲位移檢測終端監測到的風力發電機水平位移、傾角、沉降參數；位移檢測終端，用于監測風力發電機水平位移、傾角、沉降參數；所述位移檢測終端包括監測單元和采集單元，所述監測單元包括無線傳輸模塊、主控模塊；所述采集單元包括風速傳感器和北斗測量天線。該系統能夠保障風機持續安全運行，快速、高效、實時的將風機位移、傾角、沉降、葉片損傷問題進行智能識別，提高檢測效率、降低作業風險、能有效提高企業生產效率。

技術領域

本申請屬于風力發電機塔、桿塔、橋梁、路基、高建筑物等的測量、監測領域，具體說是一種基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統。

背景技術

近年來，人們把目光逐漸聚集到可替代的再生能源-風能。風電場的建設逐漸遍布全國地區，從草原風力發展到海上風能的利用，可見風電已逐漸走上成熟之路。風機屬于高聳建筑物(1.5MW風機輪轂高度在60m以上)，輕微的沉降，將使風機產生較大的水平偏差，在機艙、葉片風力等荷載作用下，產生較大偏心彎矩，從而使風機桿體更加傾斜，同時風機對沉降具有較強敏感性，風機的傾斜與沉降給風電機組運行帶來了較大的安全隱患。近年來，國內外因風機地質災害、葉片損壞等導致風機傾覆事故頻發，風力發電機安全監測系統可有效針對安全隱患進行預警，降低事故發生率。

風力發電塔形變監測目的是監測風力發電塔的位移、沉降和傾斜變形，可根據其變形量及變形速率來判斷風力發電塔在施工期或運營期是否安全。常規的觀測方法是定期巡檢時用免棱鏡全站儀進行風機傾斜觀測，用精密水準儀進行沉降觀測，這種方法工作效率較低，精度也受多種因素影響，且實時性不強。

目前，監測葉片最常用的方法是目視觀察，以往工人在檢查葉片時，需要從地面上對每個葉片進行拍照，這種方法不僅耗時(檢查一個風力發電機約為一天)，而且還存在危險，并且這種方法是有時間間隔的，在時間間隔期間葉片微小的問題和早期可修復的問題就很有可能已經發生并發展為嚴重的問題。

現有技術中的檢測方法有：1.使用高倍望遠鏡進行檢測，其缺點是非智能檢測、檢測結果無法存儲、檢測效率低、準確性差；2.使用吊車吊籃檢查，其缺點是成本較高、安全隱患大、非智能檢測、檢測周期長；3.使用無人機檢查，操控困難，易出事故，受電池、天氣影響大，耗材損耗大。

發明內容

為改善對風力發電機的定期巡檢、人為觀測維護手段、消除安全隱患、避免出現傾斜、倒塌、葉片損傷等危及安全的事件發生，本申請提供了一種基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統對其進行實時的安全監測，并為風機的集中整治、中修、大修提供基礎參考數據。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：一種基于北斗高精度定位技術的風力發電機監測系統，具體包括：

移動CORS站，用于提供差分數據，并將該差分數據發送到數據中心平臺；

數據中心平臺，用于接收移動CORS站的差分數據，并轉發給位移檢測終端；還用于存儲位移檢測終端監測到的風力發電機水平位移、傾角、沉降等參數；

位移檢測終端，用于監測風力發電機水平位移、傾角、沉降等參數；所述位移檢測終端包括監測單元和采集單元，所述監測單元包括無線傳輸模塊、主控模塊；所述采集單元包括風速傳感器和北斗測量天線。

進一步的，所述移動CORS站，包括高精度定位模塊BD930、單片機STM32、路由器，單片機STM32作為該CORS站系統的控制監控單元，對各個模塊進行工作正常判斷，當發現某模塊工作異常時，進行重啟等故障處理，使系統具備故障自恢復功能，定位模塊BD930通過路由器連接互聯網，將差分數據發送至數據中心平臺。