风力发电机在线监测系统
风力发电机组的控制与监测系统
风力发电机组的控制与监测系统引言：风力发电作为一种可再生能源的重要形式，正逐渐成为全球能源结构转型的重要组成部分。
风力发电机组的控制与监测系统在保证发电机组安全运行和优化发电性能方面起着至关重要的作用。
本文将从控制系统和监测系统两个方面，探讨风力发电机组的控制与监测技术的发展和应用。
一、控制系统的发展与应用1.1 控制系统的基本原理风力发电机组的控制系统主要包括风机控制系统和发电机控制系统。
风机控制系统通过调节叶片角度和转速，使风机在不同风速下保持最佳运行状态；发电机控制系统则负责调节发电机的输出功率和频率，以适应电网的要求。
1.2 控制系统的发展趋势随着风力发电技术的不断发展，控制系统也在不断升级。
目前，自适应控制、模型预测控制和智能控制等技术被广泛应用于风力发电机组的控制系统中。
这些技术能够根据实时的风速和发电机组状态，实现自动调节和优化控制，提高发电效率和可靠性。
1.3 控制系统的应用案例以某风力发电场为例，其控制系统采用了自适应控制技术。
该系统通过实时监测风速、风向和发电机组状态等参数，自动调节叶片角度和转速，以实现最佳的风力利用和发电效率。
通过该控制系统的应用，该风力发电场的发电效率提高了10%，并且减少了停机维护次数，降低了运维成本。
二、监测系统的发展与应用2.1 监测系统的基本原理风力发电机组的监测系统主要用于实时监测发电机组的运行状态和故障诊断。
该系统通过传感器实时采集风速、叶片转速、温度、振动等参数，并通过数据分析和算法判断发电机组的运行状态和故障情况。
2.2 监测系统的发展趋势随着物联网和大数据技术的发展，风力发电机组的监测系统也在不断升级。
目前，无线传感器网络、云计算和机器学习等技术被广泛应用于监测系统中。
这些技术能够实现远程监测和数据分析，提高故障诊断的准确性和效率。
2.3 监测系统的应用案例以某风力发电场为例，其监测系统采用了无线传感器网络和云计算技术。
该系统通过无线传感器实时采集发电机组的运行数据，并将数据上传至云端进行存储和分析。
风力发电机组在线状态监测系统
江苏华创光电科技有限公司
公司团队
1 企业概况
关于我们 · 我们的团队 Our Team 公司拥有一支由高学历、高素质人才组成的30 人创业团队，分别来自清华大学、电子科技大学、 湖南大学等知名高校。作为国内首批从事设备运行 健康管理的团队，见证了监测行业快速发展，积累 了丰富的行业经验，形成了科学的管理体系。 团队成员年轻而充满朝气，具有创新意识并勇 于迎接挑战。具备良好的社会责任感，愿为改善中 国工业现状，贡献一己之力。
江苏华创光电科技有限公司
功能特点
初级和高级报警（双保险）
风场区
数据采集
触发派单
二级报警策 略
WEB服务
警情发布
申请诊断
远程中心
警情和数据 同步
数据处理
执行反馈
二级报警 判断
报告发布
远程诊断
状态识别
一级报警 判断
一级报警策 略
警情发布
运维指导
数据存储
执行反馈
生成派单
初级报警：海量初筛，一键推送 高级报警：经验联动，智能辅助，节省人力，降低误报
2路转速信号通道 —转速脉冲触发电平VH≥16V —量程：1/60Hz ~ 150KHZ，转速值根据转轴单周脉冲数自动换算 —不确定度 ≤0.1%
8路工艺量通道 —信号类型 可设置为4-20mA输入或0-10V电压输入 —分辨率 0.01mA，针对4-20mA输入 0.005V，针对0-10V电压输入
系统概述
CMS3000设备信息管理系统，是江苏华创新一代完整的振动监测设备信 息管理系统。来自WPMS数据采集器的振动数据都集中到一个公共的数据库， 通过主控系统获取的机组相关的运行参数也集成到这个数据库中。
CMS3000（服务器）最低配置需求： CPU：主频1.5GHZ以上； 内存：1G及以上； 硬盘：80GB及以上； 操作系统：Windows Server 2008及以上版本、Win7及以上版本； 运行环境：Microsoft .NET Framework 4.0 运行工具：IE9、IE10、IE11、360浏览器(兼容模式)
风电场监控系统的实时状态跟踪与可视化展示
风电场监控系统的实时状态跟踪与可视化展示随着可再生能源的快速发展，风力发电正逐渐成为重要的能源来源之一。
为了确保风电设备的正常运行和安全性，风电场监控系统变得越来越重要。
本文将介绍风电场监控系统的实时状态跟踪和可视化展示，以帮助监管人员及时了解并管理风电场的状态。
一、状态跟踪1. 风电场监控系统的概述风电场监控系统是一个用于远程监测和管理风电场运行状态的系统。
它通过采集风机、风速、风向、温度、湿度等数据，实时监控风电场的运行状态，并进行故障诊断和报警处理。
2. 实时数据采集和传输风电场监控系统利用各类传感器采集风电场的相关数据，并通过无线通信技术将数据传输到监控中心。
监控中心可以实时接收、处理和存储这些数据，并对风电场的运行状态进行跟踪。
3. 状态监测和故障诊断监控系统对风电场的各个关键参数进行监测，并通过实时数据分析和模型预测技术来判断风电场的运行状态。
当发现异常情况或故障时，监控系统会立即发出警报，并通知相关人员进行处理。
二、可视化展示1. 数据显示和报表分析风电场监控系统将采集到的数据进行可视化展示，包括实时数据显示、历史数据曲线、数据报表等。
用户可以在监控中心通过界面直观地观察风电场的运行情况，掌握关键数据指标。
2. GIS地图展示监控系统可以将风电场的状态信息显示在地理信息系统（GIS）地图上，以便用户更直观地了解风电场的分布和运行情况。
用户可以通过地图界面实时监控风场各风机的状态，根据需要进行调整和管理。
3. 报警警示和远程控制监控系统可以设置各类报警规则，当某些参数异常或超过设定阈值时，会发出报警警示，提醒相关人员及时处理。
同时，系统还支持远程控制，用户可以通过监控中心远程调整风机控制参数，确保风电场的安全和稳定运行。
三、优势和挑战1. 优势风电场监控系统的实时状态跟踪和可视化展示具有以下优势：- 及时发现异常情况和故障，提高风电场的可靠性和安全性；- 提供直观的数据展示，便于监管人员对风电场进行管理和调度；- 支持远程控制，提高运维效率和成本控制。
风力发电机组的监控系统
风力发电机组的监控系统随着全球温室气体排放量的增加和环境污染的日益严重，人们对可再生能源的需求也越来越高。
风能被认为是最有前途的可再生能源之一，因为它是一种广泛分布的、清洁而且无穷的资源。
风力发电机组是利用风能将机械能转换为电能的设备，随着技术的进步和成本的降低，它们逐渐成为重要的能源来源。
然而，风力发电机组在运行过程中难免会遇到各种问题，如磨损、故障、天气变化等等。
这些问题会导致发电能力下降、维护成本增加，还可能对生态环境造成负面影响。
因此，对风力发电机组进行监控和管理非常重要，这样可以及时发现问题并尽快解决。
风力发电机组的监控系统是什么？风力发电机组的监控系统是一种用于监测和管理风力发电机组的设备，它可以实时记录发电机组的状态、运转数据、故障信息等，并通过无线网络传输到管理中心，以提供对风力发电机组的全面监控和分析。
监控系统可以帮助预测设备的运行状态和寿命，使运维人员能够及时采取措施，以提高整个发电系统的效率和可靠性。
风力发电机组监控系统的主要功能1. 实时监测风力发电机组的运行状态和性能，并记录关键数据，如发电量、转速、温度等，以便查看历史数据、诊断故障和优化运行。
2. 报警和事件处理，可以在发电机组遇到异常情况时及时通知运维人员，以便快速处理故障，减少停机时间，降低维护成本和生产损失。
3. 远程控制和操作，通过监控系统可以远程调整发电机组的运行模式、转速、控制参数等，以提高发电效率和运行稳定性，还可以远程获取发电机组的实时图像和视频，以便实现无人值守的监控和维护。
4. 数据分析和预测，监控系统可以对累计数据和历史记录进行分析和统计，以便预测设备的运行寿命和性能，提供维护计划和建议，优化设备的维护和维修策略，减少未来的维护成本和风险。
风力发电机组监控系统的优势1. 提高效率和可靠性，监控系统可以提供实时的运行数据和故障信息，以便及时发现和解决问题，减少停机时间和生产损失。
2. 降低维护成本和风险，监控系统可以通过远程诊断和控制，以便更好地维护和管理风力发电机组，并提供维护计划和建议，降低维护成本和风险。
SD2100系统介绍
全面开展故 障诊断及检 修培训
为设备状态 检修服务奠 定基础
SD2100 系 统 概 述
八、SD2100系统将显著降低风电厂运营成本
根据机组“健康”状态，合理安排上网发电排队顺序， 根据机组“健康”状态，合理安排上网发电排队顺序， 避免“带伤”机组过劳损坏。 避免“带伤”机组过劳损坏。 对受制于电网输电瓶颈限制的风力发电厂， 对受制于电网输电瓶颈限制的风力发电厂，将显著提 高风电机组的平均服役时间。 高风电机组的平均服役时间。 分析机组故障程度，确定更换寿命， 分析机组故障程度，确定更换寿命，避免部件过早更 换。 制定合理的批次更换检修计划， 制定合理的批次更换检修计划，减少单个更换带来的 重复成本。 重复成本。 防范机组出现超过临界点不平衡发生， 防范机组出现超过临界点不平衡发生，是延长风机寿 命重要防范措施。 命重要防范措施。
INTERNET
无线信号发送
塔基通讯柜（内装CDMA路由器） 塔基通讯柜（内装 路由器） 路由器
风电场、 风电场、发电集团等主管部门 以国旋新力公司授权用户， 以国旋新力公司授权用户 ， 可登陆 诊断中心网络服务器获取各项数据
局域无线网通讯方式
机组3 机组2
... ...
机组1
...
通 讯 柜
通 讯 柜
SD2100 系 统 概 述
五、SD2100系统主要功能
基本功能一：风力发电机组网路化专家在线监测及故 障诊断 基本功能二：围绕风力发电机组动平衡监测及现场技 术服务 辅助功能一：低电压穿越事故记录 辅助功能二：局部优化调度配置 扩展功能：发电机故障监测诊断
SD2100 系 统 概 述
六、SD2100系统的显著优越性
SD2100 系 统 概 述
风力发电机振动在线监测系统
风力发电机振动在线监测系统风力发电机是将风能转换成电能的设备,风能通过叶轮带动主轴、增速箱、发电机组转换成电能。
发电机组的状态监测和故障预测、诊断是目前风力发电机设备维修、维护管理的主要手段,其状态监测的方法很多,主要有力、位移、振动、噪声、温度、压力等监测。
由于振动引起的机械损坏比率很高,目前在诊断技术上应用最多的是机械振动信号检测, 风力发电机运行状态通常可从振动数据上体现出来,目前国内大型风力发电机组振动监测设备基本上是整机进口,价格昂贵。
为此我们开发了基于加速度传感器MMA7260QT、C8051F350型单片机的振动在线监测系统,具有振动数据实时监测、分析以及超限报警制动等功能。
1 系统整体设计风力发电机故障诊断的基本方法是时域监测、频域分析诊断,核心思想是利用加速度传感器检测振动情况,由计算机对振动数据进行采样、滤波,提取有效振动频带内的信号,通过分析有效频带内的峰值振动频率来判断风机运行是否正常[1]。
采集系统主要包括传感器、电源电路、单片机系统和通讯电路。
图1为系统硬件框图。
振动测量采用MMA7260QT 作为振动传感器,MMA7260QT采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术,并且提供4个量程可选,同时带有低通滤波并已做零g补偿。
芯片提供休眠模式,最低供电电流3μA 。
MMA7260QT的关键组成部分加速度感应单元,利用半导体材料经过刻蚀加工成基于可变电容原理的机械结构。
当芯片受到外力产生加速度时,相当于两个极板之间的发生了相对变化,从而将加速度变化以电容值变化的形式体现出来。
再通过内部电路将电容转化为电压变化,经过滤波、放大处理后输出。
通过引脚1 、2 的输入搭配,可实现对加速度范围和灵敏度的选择。
1.2 单片机系统C8051F350是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU,具有高速、低功耗、集成度高、功能强大、体积小巧等优点,其内部有一个全差分24位A/D转换器,该转换器具有在片内校准功能。
基于物联网技术的风电机组在线监测与故障诊断系统研究
基于物联网技术的风电机组在线监测与故障诊断系统研究随着可再生能源的发展和需求的增加，风力发电成为一种重要的清洁能源。
然而，风力发电机组在运行过程中可能会遇到各种各样的故障，如果不能及时发现和解决，将会对发电效率和电网运行产生负面影响。
因此，建立一种高效、准确的风电机组在线监测与故障诊断系统对风力发电行业的可持续发展具有重要意义。
物联网技术作为一种创新的信息技术，可以实现设备之间的互联互通，提供了风电机组远程监测和数据传输的可能性。
基于物联网技术的风电机组在线监测与故障诊断系统可以通过传感器实时监测风电机组关键参数，通过数据传输和分析来判断机组的工作状态，及时发现异常，并采取相应的措施进行故障诊断和处理。
首先，基于物联网技术的风电机组在线监测系统可以实时监测风电机组的工作状态和关键参数。
通过在风电机组中布置传感器，可以实时测量风速、风向、转速、温度、振动等相关参数。
这些传感器将数据传输到云平台，数据处理算法将对这些数据进行分析和处理。
监测系统能够准确捕捉到机组的实时运行状况，为后续的故障诊断提供必要的数据支持。
其次，基于物联网技术的风电机组故障诊断系统可以通过数据分析和算法建模，准确判断风电机组是否存在故障。
系统通过收集到的监测数据进行分析，将数据与预设的故障模式进行对比，以识别机组是否处于正常状态。
例如，通过分析转速、振动和温度等参数的时序变化，可以判断主轴是否出现异常磨损。
同时，系统还可以将异常数据与历史故障数据进行比对，识别出风电机组可能遇到的故障类型。
当系统检测到异常时，会及时发送警报，提醒运维人员进行处理，以避免严重的故障发生。
第三，基于物联网技术的风电机组在线监测与故障诊断系统可以提高风力发电的可靠性和可维护性。
通过实时监测和及时诊断故障，运维人员能够及时采取措施进行修复，降低故障对风力发电机组和电网的损害。
此外，在线监测系统也可以提供设备的使用记录和健康状态，帮助运维人员进行维护计划的制定和优化。
风力发电监测系统技术参数
风力发电监测系统技术参数
1. 系统概述
- 系统用途: 实时监测风力发电机组运行状态和发电量
- 系统组成: 数据采集终端、通信网络、数据中心
2. 数据采集终端
- 测量参数: 风速、风向、功率输出、转速、机舱温度、振动等 - 数据传输: 通过有线或无线网络传输至数据中心
- 防护等级: IP65以上,适用于户外恶劣环境
3. 通信网络
- 传输介质: 光纤、无线射频、卫星通信等
- 网络拓扑: 星型、环形、总线型等
- 通信协议: Modbus、IEC 61400-25等标准协议
4. 数据中心
- 数据存储: 关系型数据库、NoSQL数据库
- 数据处理: 实时数据分析、故障诊断、发电量统计等
- 可视化: Web端、移动端等多种可视化界面
5. 系统集成
- 与能源管理系统、输电线路监控系统等系统集成
- 支持远程控制、报警和维护功能
- 满足国家电网、发电公司等相关监管要求
6. 安全与可靠性
- 数据加密传输,防止窃取和篡改
- 多级备份和容错机制,确保数据安全可靠
- 支持升级和扩展,满足未来发展需求
以上是风力发电监测系统的典型技术参数,具体参数根据项目需求和预算有所调整。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
风力发电机在线监测系统
引言
在线监测系统是近20年来在大型机组上发展起来的一门新兴交叉性技术，这是由于近代机械工业向机电一体化方向发展，机械设备高度的自动化、智能化、大型化和复杂化，在许多的情况下都需要确保工作过程的安全运行和高的可靠性，因此对其工作状态的监视日益重要[1] 。
随着大型风力发电机容量的迅猛增加，现在风力发电机正从百千瓦级向兆瓦级发展，机械结构也日趋复杂，不同部件之间的相互联系、耦合也更加紧密，一个部件出现故障，将可能引起整个发电过程中断。
另外，近年来随着风力发电机的快速发展，其技术的成熟度跟不上风力发电机的发展速度,在媒体上出现了大量关于风力发电机齿轮箱、主轴、叶片的损坏，甚至有风力发电机倒塌的报道。
保险公司非常抱怨其高损坏率，因此在保险合同中加入了维修条款：保证其风力发电机能够正常运转40000h或者至少运行5年，除非装上在线监测设备，接受保险公司的定期监测。
在这种环境下，在线监测在风力发电机行业得到了飞速的发展。
国外在线监测技术发展得比较成熟，有专门用于风力发电机的监测设备[2] ，例如德国的普鲁夫公司（pruftechnik）；在监测服务方面，国外有专门的风力发电机监测服务公司，例如德国的flender公司等[3] 。
而国内由于风力发电机行业本身起步较晚，因此在线监测系统在国内风力发电机上的运用还处于起步状态。
1 在线监测系统的工作原理
风力发电机监测系统最重要的工作是通过对设备运行过程中所表现出的各种外部征兆及信息，提取反映状态的正确信息并进行分析和识别其内涵故障。
因此在开始设计和建立系统前，必须对监测对象的结构与工作过程有充分的了解。
由于风力发电机设备结构及工作过程复杂，对其进行深入分析和深层故障诊断，不仅要依靠一定的理论和方法，而且更重
要的是必须了解、熟悉具体设备的结构与运行机理，并取得维护人员的经验和技巧。
如图1风力发电机在线监测流程图所示，风力发电机监控任务主要由3部分组成：信号拾取、信号处理和监控决策。
信号拾取主要由主轴传感器、齿轮箱传感器和定子传感器来采集风力发电机的基本运行状况。
信号处理是将各传感器所采集到的信号经过信号处理转换成数字信号，通过网络传输到监控
室。
由于风力发电场一般建设在岛屿、农田等边远地区，通讯设施相对比较差，因此网络传输可以使用CDMA ，GSM 等无线传输方式，从而省去了铺设光缆等昂贵设备。
监控决策就是计算机将传送的信号数据与风力发电机数据库中的数据进行比较，监控人员根据比较的结果最终给出风力发电机的运行状况分析表。
计算机的数据比较过程主要是辨别3 类过程状态（正常、预警、异常），如使用Ｇ表示传感器信号，Ｙ表示风力发电机预警值，Ｒ表示风力发电机异常值。
当Ｇ＜Ｙ风力发电机运行正常；Ｙ＜Ｇ＜Ｒ监控设备发出警报,监控人员必须密切关注运行状况；Ｇ＞Ｒ风力发电机自动停机, 等待工作人员的检修。
2 风力发电机工作特性及在线监测的必要性
现在大多数风机上运用的通用监测程序叫风场监测，这种方法主要监测输出电量同时也包含部分故障信息的存储。
通常控制系统的状态信息、输出电量以及风速情况将被存储，并且将其传送给制造商和运营商。
但是只有通过详细的记录才有可能观察到故障。
在大多数的情况下，当控制系统发出警报的时候故障已经发生了，然而整个系统能做的只是自动的使风力发电机停机以防止故障的进一步恶化。
风场监测通常与周期点相连，这些周期测试点
基本能反映整机的特性，例如监测旋转叶片和基座的裂纹、齿轮箱的振动或者机械部分的磨损等情况。
但是这些检测不能揭示其产生的时间和原因，所能确认的是风机运行的状况明显的受限制。
就算与以前的数据进行对照比较，检查的结果也不可能提供故障原因。
近来一些保险公司为了避免那些预防性更换风力发电机零部件的要求，在线监测系统被广泛的推广，在实际风力发电机监测的运用中有以下两个步骤。
（1）连续的在线监控设备（在线诊断仪）使用合适的传感器与风力发电机的控制系统相连，当风力发电机的零部件特征开始变形时能够发出警报声音，其中包含齿轮箱、主轴及电机定子等的振动。
自动评估其频率范围并与所设定的频率谱图相比较，当监控系统给出超出系统设定异常值时，风力发电机会自动地停机并且通过网络把警报值传送到维修中心。
这样可以在早期状态，探测到潜在的危险并能使生产商提出一个有针对性的维护和修复方案。
通过零距离不间断地观测其零部件，可以设计一个专门的维护计划方案，从而避免灾难性的结果。