[發明專利]一種海上風電場海纜監測與保護系統和方法

在審

• 申請號: 202110795861.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113538820A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 趙鵬程;齊革軍;陳曉路;杭兆峰;劉溟江;姚中原;楊立華;孫正標;刁新忠;周峰峰;李鑫鑫;陶偉;任鑫;楊曉峰
• 申請（專利權）人: 華能國際電力江蘇能源開發有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能國際電力江蘇能源開發有限公司清潔能源分公司;華能鹽城大豐新能源發電有限責任公司
• 主分類號: G08B13/12
• 分類號: G08B13/12;G08B31/00;H04N5/232;G01D21/02;G01R31/08;G01S13/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種海上風電場海纜監測與保護系統和方法，方法包括以下過程，對海纜的溫度、應變和擾動狀態進行實時監測，通過船舶自動識別系統獲取船舶信息，并在海纜外部設置電子圍欄，依據船舶信息中的船舶航速對進入電子圍欄的船舶發出警報；依據船舶自動識別系統獲取的數據預測船舶的軌跡方向，通過雷達對船舶進行跟蹤，對船舶進行視屏拍攝，并對船舶進行驅離，對海纜故障點進行定位分析。本發明實現集海纜狀態監測、AIS船舶信息監測與雷達掃描、軌跡預測、視頻存證于一體的海纜全方位監測與保護，從而保障了海纜的運行安全。能夠從海纜運行狀態及船舶危害預警等各方便對海纜實行保護。

技術領域

本發明屬于海纜監測與保護技術領域，具體屬于一種海上風電場海纜監測與保護系統和方法。

背景技術

海纜在電壓等級和絕緣技術上不斷提高，以及高壓光電復合海纜在線監測是未來發展的趨勢。日本學者Toshio Nishimoto等利用光時域反射技術(optical time domainreflectometer，ΦOTDR)在線監測20km66 kV交聯聚乙烯海纜外界損傷情況。日本學者HirohumiTayama與Toshiaka Hara分別利用分布式光纖拉曼溫度傳感器(Raman opticaltime domain reflectometer，ROT-DR)對6.6kV和500kV交聯聚乙烯海纜溫度進行了監測。國內針對電纜在線監測技術研究開展的要晚一些，且主要針對陸上電纜，海底電纜監測研究較少。陳軍、楊耿杰、張振鵬等人分別采用RΦOTDR技術實現了陸上高壓電纜的溫度在線監測。雖然以上研究顯著地推動了海底電纜監測技術的進步，但是仍然無法滿足海底電纜實時在線監測的實際要求。RΦOTDR技術只能測量海纜沿線的溫度分布情況，且測量距離短；ΦOTDR技術只能在海纜已經被侵害事件破壞產生斷裂后進行檢測，無法實現侵害事件的實時在線監測和提前預警。2009年，蔣奇、楊黎鵬等人提出將布里淵光時域反射(rillouin optical time domain reflectometer，ΦOTDR)技術應用于海底電纜監測，并以三芯高壓海纜為研究對象，在實驗室中搭建了電纜模型，初步驗證了其有效性，但并未研究三相單芯高壓海纜，且未在真實海底環境下對海纜進行測試，更未實現基于ΦOTDR的海纜在線監測系統。

綜上所述，目前針對海底電纜在線監測技術的研究采用的ΦOTDR、RΦOTDR技術已無法滿足海底電纜實時在線監測的需求，不能對海底電纜進行準確的監測和診斷，不能準確識別海底電纜存在的故障。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種海上風電場海纜監測與保護系統和方法，能夠從海纜運行狀態及船舶危害預警等各方便對海纜實行保護。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種海上風電場海纜監測與保護方法，包括以下過程，對海纜的溫度、應變和擾動狀態進行實時監測，通過船舶自動識別系統獲取船舶信息，并在海纜外部設置電子圍欄，依據船舶信息中的船舶航速對進入電子圍欄的船舶發出警報；依據船舶自動識別系統獲取的數據預測船舶的軌跡方向，通過雷達對船舶進行跟蹤，對船舶進行視屏拍攝，并對船舶進行驅離，對海纜故障點進行定位分析。

優選的，具體包括以下步驟，

步驟1，對海纜溫度、應變和擾動的狀態進行實時監測；

步驟2，建立海上船舶自動識別系統，當船舶經過海上風電場時，獲取船舶信息；

步驟3，在海纜外設立分級分區域電子圍欄，當船舶進入電子圍欄區域時進行警告；

步驟4，獲取船舶自動識別系統中的數據，預測船舶軌跡方向，進行錨害預警；

步驟5，采用雷達掃描對船舶進行跟蹤；

步驟6，通過攝像裝置對船舶進行監控，并實時上傳至計算機；

步驟7，當船舶威脅到海纜安全時，對船舶進行喊話驅離；