[發明專利]一種海上風電機組振動監測方法及系統

有效

• 申請號: 202010161203.4
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111365198B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 周琳;孟安康;于倩祥;黎明;遲書凱;劉永梅;宋東慶
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;H04W4/38;H04W52/02;H04W40/22;H04W40/20;H04W40/02
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

1.一種海上風電機組振動監測方法，其特征在于，包括：

S1：確定各簇內感知節點以及中繼節點的位置信息，所述位置信息包括，同簇內相鄰感知節點之間的距離以及各個感知節點與中繼節點的距離；

S2：根據位置信息，確定數據回收時同簇內各個感知節點到中繼節點的候選路徑集；

S3：以數據回收的次數作為目標函數，根據感知節點初始能量、感知節點發送數據和接收數據時消耗的能量以及數據回收時通過候選路徑集中每條路徑的次數構建約束條件；

S4：根據目標函數以及約束條件，確定同簇內各感知節點到中繼節點的最優路徑規劃；

其中，所述感知節點為多個，多個所述感知節點分別安裝于海上風電機組的塔筒壁上；所述中繼節點為多個，多個所述中繼節點分別安裝于海上風電機組內的金屬隔板上；

其中，步驟S3中根據感知節點初始能量、感知節點發送數據和接收數據時消耗的能量以及數據回收時通過候選路徑集中每條路徑的次數構建約束條件，具體包括：

式中：x表示數據回收的次數；x_nj表示節點n數據回收時通過第j條路徑的次數；E_init表示各個感知節點初始時用于無線傳輸的能量；E_tx表示感知節點發送數據時消耗的能量；E_rx表示感知節點接收數據時消耗的能量；d_n為相鄰感知節點之間的距離；d_n1為感知節點到中繼節點的距離；N為同簇內相對中繼節點同一方向上感知節點數量。

2.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，數據回收的方法，具體包括：

同簇內各感知節點以單跳或多跳的方式向中繼節點傳輸數據，若感知節點以多跳的方式向中繼節點傳輸數據時，選擇與其相鄰的感知節點作為跳點。

3.根據權利要求2所述的監測方法，其特征在于，在步驟S2中確定數據回收時同簇內各個感知節點到中繼節點的候選路徑集，具體包括：

確定各簇內各個中繼節點的編號；

確定同簇內相對于中繼節點同一方向上的各個感知節點；

根據同簇內中繼節點的編號和同一方向上的各個感知節點與中繼節點的距離，確定同簇內各個感知節點的編號；

根據同簇內各個感知節點的編號以及數據回收的方法，確定數據回收時同簇內同一方向上的各個感知節點到中繼節點的候選路徑集。

4.根據權利要求3所述的監測方法，其特征在于，在步驟S3中以數據回收的次數作為目標函數，具體包括：

max f(x)＝x

其中：max f(x)表示目標函數；x表示數據回收的次數。

5.根據權利要求4所述的監測方法，其特征在于，感知節點發送數據時消耗的能量的計算方法為：

E_tx＝nrφ₁+nrφ₂d²

式中：E_tx為感知節點發送數據時消耗的能量；r為傳輸速率；n為傳輸字節數；φ₁、φ₂均為能耗系數；d為相鄰感知節點之間的距離或感知節點到中繼節點的距離。

6.根據權利要求5所述的監測方法，其特征在于，感知節點接收數據時消耗的能量的計算方法為：

E_rx＝nrφ₁

式中：E_rx為感知節點接收數據時消耗的能量；r為傳輸速率；n為傳輸字節數；φ₁為能耗系數。

7.一種海上風電機組振動監測系統，適用于如權利要求1～6任一項所述的監測方法，其特征在于，包括：

位置處理單元，用于確定各簇內感知節點以及中繼節點的位置信息；

路徑處理單元，用于根據位置信息，確定數據回收時同簇內各個感知節點到中繼節點的候選路徑集；

路徑規劃模型構建單元，用于以數據回收的次數作為目標函數，根據感知節點初始能量、感知節點發送數據和接收數據時消耗的能量以及數據回收時通過候選路徑集中每條路徑的次數構建約束條件；

最優路徑獲取單元，用于根據目標函數以及約束條件，確定同簇內各感知節點到中繼節點的最優路徑規劃。