[發(fā)明專利]一種海上風(fēng)電運維智能管理平臺及方法

在審

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• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112614019A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭江;章芳情;張珂斐;朱文強;趙國;季曉嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳瑞萊保核能技術(shù)發(fā)展有限公司;武漢瑞萊保科技有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/06;G06Q10/00;F03D17/00
• 代理公司: 武漢高得專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42268
• 代理人: 姜璐

本發(fā)明公開了一種海上風(fēng)電運維智能管理平臺及方法，包括硬件設(shè)備和軟件應(yīng)用系統(tǒng)，所述硬件設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊，所述軟件應(yīng)用系統(tǒng)包括平臺端軟件、移動端軟件、服務(wù)器軟件、傳輸軟件和數(shù)據(jù)采集模塊各數(shù)據(jù)采集裝置自身的軟件。該海上風(fēng)電運維智能管理平臺及方法由一整套硬件設(shè)備、軟件應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合的平臺，通過硬件設(shè)備進行現(xiàn)場監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，軟件平臺對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、融合、分析和處理，根據(jù)分析處理結(jié)果進行風(fēng)險預(yù)警和狀態(tài)評估，提供預(yù)測方案，輸出智能運維決策，平臺支持電腦端和移動端等多端協(xié)同，實現(xiàn)對海上風(fēng)電場運維的智能化、精細化管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電運維管理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種海上風(fēng)電運維智能管理平臺及方法。

背景技術(shù)

當前，海上風(fēng)力發(fā)電已成為時下的熱門趨勢，已經(jīng)實現(xiàn)通過漂浮式風(fēng)場建立海上風(fēng)電場，充分利用海風(fēng)這種環(huán)保、可循環(huán)的自然資源，具備極大的優(yōu)勢。然而，海上環(huán)境相比陸地更為復(fù)雜：首先，高鹽、高溫、高濕的海水侵蝕將影響發(fā)電機組的使用壽命；同時，海上風(fēng)浪大，運維成本高，天氣惡劣的情況下，運維人員難以到達指定地點進行運維工作；此外，海底電纜及機組設(shè)備采用的材質(zhì)有別于普通電纜和機組設(shè)備，運維難度高、可作業(yè)時間短。因此，在運維環(huán)境較為惡劣、運維交通成本大的情況下，如何進行有效的智能化運維，是大力推廣海上風(fēng)力發(fā)電過程中亟待解決的一大難題。 目前，我國的海上運維模式基本照搬陸上風(fēng)電運維經(jīng)驗，計劃檢修為主、故障檢修為輔，計劃檢修明顯的弊端主要表現(xiàn)在欠維修及盲目維修等，由于海上作業(yè)的特殊情況，大大增加了運維成本。由于海上風(fēng)電場經(jīng)常受到惡劣的自然環(huán)境、復(fù)雜的地理位置和昂貴的交通運輸?shù)确矫娴挠绊懀\行和維護成本過高，隨著不斷向遠海海域開發(fā)大型風(fēng)電場，海上風(fēng)電場的運行和維護成本不斷加大，現(xiàn)有的海上風(fēng)電運維方式不利于海上風(fēng)電場的持續(xù)開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種海上風(fēng)電運維智能管理平臺，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種海上風(fēng)電運維智能管理平臺，包括硬件設(shè)備和軟件應(yīng)用系統(tǒng)，所述硬件設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊，所述軟件應(yīng)用系統(tǒng)包括平臺端軟件、移動端軟件、服務(wù)器軟件、傳輸軟件和數(shù)據(jù)采集模塊各數(shù)據(jù)采集裝置自身的軟件，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括各類數(shù)據(jù)采集裝置。所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于連接數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。所述數(shù)據(jù)處理模塊包括服務(wù)器。所述顯示模塊包括控制中心的顯示屏和移動端顯示屏。 優(yōu)選的，所述平臺端軟件包括實時監(jiān)測模塊、系統(tǒng)模型構(gòu)建模塊、設(shè)備管理模塊、備件管理模塊、風(fēng)險預(yù)警模塊、運維方案管理模塊、機器學(xué)習(xí)模塊和模擬地圖模塊，所述風(fēng)浪預(yù)警為當實時監(jiān)測模塊監(jiān)測的海洋水文氣象預(yù)報信息顯示機組設(shè)備、電纜設(shè)備等所在海域近期將出現(xiàn)風(fēng)浪等惡劣天氣時，在平臺端和移動端同步發(fā)出風(fēng)浪預(yù)警提示，顯示預(yù)計風(fēng)浪強度、持續(xù)時長和波及范圍；所述設(shè)備故障預(yù)警為當海上風(fēng)電設(shè)備的健康狀態(tài)出現(xiàn)不良或故障、損壞時，根據(jù)損壞程度進行設(shè)備故障分級預(yù)警，所述備件消耗預(yù)警為當某一類型的備件消耗數(shù)量過快導(dǎo)致庫存不足時，發(fā)出備件消耗預(yù)警提示。 優(yōu)選的，所述實時監(jiān)測模塊顯示實時的風(fēng)機設(shè)備數(shù)據(jù)、風(fēng)機現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)、檢修作業(yè)數(shù)據(jù)、海洋水文氣象預(yù)報信息、運維船舶數(shù)據(jù)、運維人員管控信息、備品備件數(shù)據(jù)，其中，風(fēng)機現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)包括風(fēng)機安全、塔桿、海纜的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。 優(yōu)選的，所述系統(tǒng)模型構(gòu)建模塊建立結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲模型。 優(yōu)選的，所述風(fēng)險預(yù)警模塊用于構(gòu)建風(fēng)險預(yù)測模型，顯示風(fēng)浪預(yù)警、設(shè)備故障預(yù)警、備件消耗預(yù)警。 優(yōu)選的，所述運維方案管理模塊用于根據(jù)監(jiān)測信息、預(yù)警信息和歷史數(shù)據(jù)輸出運維方案，當監(jiān)測到設(shè)備故障時，所述運維方案管理模塊根據(jù)監(jiān)測信息和歷史數(shù)據(jù)，初步判斷故障類型，并結(jié)合風(fēng)浪預(yù)警信息、運維船舶所在地生成運維方案。 優(yōu)選的，所述機器學(xué)習(xí)模塊用于整合歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建運維方案優(yōu)化模型，所述機器學(xué)習(xí)模塊采用機器學(xué)習(xí)算法定期智能優(yōu)化運維方案。 優(yōu)選的，所述模擬地圖模塊用于根據(jù)監(jiān)測設(shè)備的定位數(shù)據(jù)和海上地圖，生成模擬地圖，所述模擬地圖顯示各風(fēng)電設(shè)備所在地、設(shè)備故障預(yù)警、各海域風(fēng)浪預(yù)警、各運維船舶所在地，根據(jù)故障嚴重程度，分別顯示紅色、黃色、綠色符號，點擊某一設(shè)備，可顯示該設(shè)備的健康狀態(tài)、運維記錄、使用年限、地理坐標等信息，當某設(shè)備出現(xiàn)緊急故障時，在模擬地圖頁面顯示三角感嘆號進行提示，在該設(shè)備處顯示設(shè)備故障符號。 一種海上風(fēng)電運維智能管理方法，包括以下流程： 1）采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集模塊實時監(jiān)測和獲取風(fēng)機設(shè)備數(shù)據(jù)、風(fēng)機現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)、檢修作業(yè)數(shù)據(jù)、海洋水文氣象預(yù)報信息、運維船舶數(shù)據(jù)、運維人員管控信息、備品備件數(shù)據(jù)； 2）傳輸數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將各類監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器； 3）構(gòu)建模型，針對各類監(jiān)測數(shù)據(jù)構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換模型，通過系統(tǒng)模型抽取完成校核對象數(shù)據(jù)初始化及待校核層次拓撲模型的構(gòu)建； 4）分析診斷，在平臺端進行數(shù)據(jù)的整合和展示，結(jié)合服務(wù)器中存儲的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)和運維記錄及歷史解決方案，進行分析統(tǒng)計、設(shè)備健康評估與故障診斷，通過風(fēng)機結(jié)構(gòu)在不同狀態(tài)下有限的測試數(shù)據(jù)來反饋結(jié)構(gòu)運行動態(tài)指標，通過特征指標來在線判斷和分析結(jié)構(gòu)運行的安全性； 5）運營維護，根據(jù)診斷結(jié)果，結(jié)合海洋水文氣象預(yù)報信息、運維船舶數(shù)據(jù)、運維人員管控信息、備品備件數(shù)據(jù)，智能輸出運維方案，及時對結(jié)構(gòu)運行出現(xiàn)的異常情況進行處理，對開展基于運營狀態(tài)和服役性能的維護提供依據(jù)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 1、本發(fā)明提供了一種海上風(fēng)電運維智能管理平臺及方法，通過建立標準的接口規(guī)范和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口平臺，采集風(fēng)機設(shè)備數(shù)據(jù)、風(fēng)機現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)、檢修作業(yè)等業(yè)務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)，將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)、檢修作業(yè)數(shù)據(jù)等進行集成，實現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間各類實時數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)的交互，消除傳統(tǒng)意義上的信息孤島，達成各監(jiān)控系統(tǒng)信息集成與共享。 2、在采集風(fēng)機設(shè)備數(shù)據(jù)、風(fēng)機現(xiàn)場運行狀態(tài)、檢修作業(yè)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)、實現(xiàn)實時監(jiān)測的基礎(chǔ)上，該平臺還具備智能分析的功能，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析處理結(jié)果進行風(fēng)險預(yù)警、狀態(tài)評估、智能決策，實現(xiàn)對海上風(fēng)電場運維的智能化、精細化、數(shù)字化管理，從而提高運維效率、降低運維成本，為遠程化運維提供技術(shù)支持。 3、將分處在不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中有關(guān)海上風(fēng)電場監(jiān)測的各類信息系統(tǒng)高效集成、統(tǒng)一接入，實現(xiàn)信息集中管理、故障快速響應(yīng)及正確處理、智能決策，為后期大數(shù)據(jù)應(yīng)用和實現(xiàn)海上風(fēng)電場設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)視預(yù)警、運行分析統(tǒng)計、設(shè)備健康評估與故障診斷、智能決策、運維后勤管理等功能提供數(shù)據(jù)服務(wù)支撐。 4、具有模擬地圖模塊，直觀顯示各風(fēng)電設(shè)備所在地、設(shè)備故障預(yù)警、各海域風(fēng)浪預(yù)警及設(shè)備故障程度、運維船舶所在地，信息集成度高，方便及時調(diào)度與管理，為管理工作提供了極大的便利；同時，根據(jù)設(shè)備故障程度和海上天氣、運維傳播地點，管理人員可選取成本最低的運維方案，節(jié)省運維經(jīng)費，提高經(jīng)濟性。