MESH无线自组网络在风电场智慧运维中的应用
风电场监控系统的智能运维与自动化控制
风电场监控系统的智能运维与自动化控制随着全球对可再生能源的需求不断增长，风能作为一种广泛利用的清洁能源逐渐受到重视。
风电场作为风能的主要利用方式之一，具有风大、成本低廉、环保等优势，但其运维和控制面临着一系列的挑战。
为了提高风电场的运营效率和安全性，许多风电场开始引入智能运维与自动化控制系统。
智能运维是指利用人工智能和大数据等技术手段对风电场进行实时监测和维护的过程。
这项技术的引入可以使得风电场的运维更加高效和精确。
首先，智能运维系统可以通过传感器对风机的温度、振动、转速等参数进行监测，实时掌握风机的运行状态。
一旦发现异常情况，系统会立即向操作人员发出预警，帮助他们快速定位问题并采取相应的措施。
此外，智能运维系统还可以通过与维修人员的信息交互，实现线上的维修指导，减少人工巡检的频率和维修成本，提高风电场的可靠性和效益。
自动化控制则是通过引入自动化设备和算法，对风电场的运行过程进行控制和优化。
比如，在风电场的发电过程中，风能的输入是不稳定的，需要根据实时的需要来调整风机的转速和叶片的角度。
传统的调整方式主要依赖于运维人员的经验和现场操作，效率较低且容易受到人为因素的影响。
而自动化控制系统则可以通过实时监测风速、电网负荷等参数，结合预先设定的算法和模型，自动调整风机的运行状态，实现最大化的能源利用和发电效率。
此外，自动化控制系统还可以帮助风电场实现远程监控和运维，减少对人工干预的依赖，提高风电场的安全性和稳定性。
然而，要实现风电场监控系统的智能运维和自动化控制，并不是一件容易的事情。
首先，风电场作为一个复杂的工程系统，涉及到大量的参数和变量，对数据的处理和分析要求较高，需要引入先进的大数据和人工智能技术。
其次，在引入智能运维和自动化控制系统时，需要考虑到系统的可行性和可靠性，并尽量减少对传统运维方式的冲击和变革。
最后，风电场监控系统的智能化和自动化需要与相关的产业链紧密结合，包括风机制造商、软件开发商、维修服务商等，共同促进风电产业的发展。
智慧风电解决方案
智慧风电解决方案目录1. 智慧风电概述 (2)1.1 风电行业背景 (3)1.2 智慧风电的定义与发展趋势 (4)2. 智慧风电解决方案不可或缺的部分 (5)2.1 信息技术与风电技术融合 (7)2.2 智能化运维体系 (8)2.3 数据分析与预测模型 (9)3. 智慧风电系统总体架构 (10)3.1 物理层 (12)3.1.1 风电机组 (13)3.1.2 电缆与集电系统 (14)3.2 网络层 (15)3.2.1 通讯网络 (17)3.2.2 数据传输 (18)3.3 业务层 (19)3.3.1 数据处理 (21)3.3.2 智能监控 (22)4. 智慧风电数据采集与处理 (24)4.1 风机数据采集 (25)4.2 环境数据采集 (26)4.3 数据处理与存储 (28)5. 智慧风电监测与诊断 (29)5.1 远程监控系统 (30)5.2 智能诊断模块 (31)5.3 故障预警 (32)6. 智能运维管理 (33)6.1 梯次运维管理 (35)6.2 生产调度与优化 (36)7. 智慧风电应用案例分析 (38)8. 智慧风电面临的挑战与对策 (39)8.1 技术挑战 (40)8.2 安全保障 (42)8.3 成本控制与商业模式 (43)9. 智慧风电的未来展望 (43)9.1 跨领域智慧协同 (45)9.2 智慧化升级方向 (46)1. 智慧风电概述随着全球能源结构的转型和绿色低碳发展理念的深入实施，风电作为一种清洁、可再生的能源形式，在能源领域扮演着越来越重要的角色。
智慧风电解决方案应运而生，旨在通过先进的信息技术、智能控制系统和大数据分析，实现对风电场的全生命周期管理，提高风电发电效率，降低运营成本，促进风电产业的可持续发展。
定义：智慧风电是指利用物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术，对风电场的生产、运营、管理进行全面智能化改造，实现风电资源的优化配置和高效利用。
智能监测：通过传感器网络实时监测风电场的气象、设备状态、运行数据等，为决策提供数据支持。
风电场中的智能化运维
风电场中的智能化运维一、引言随着全球对环保的重视加强，可再生能源得到了越来越多的关注和发展。
风能作为最重要的可再生能源之一，其发电量已经超过了传统发电方式。
然而，风能存在着不可避免的波动性和不稳定性，这就需要对风电场进行智能化运维，以确保其稳定性和高效性。
二、智能化运维的意义1.提高运维效率传统的风电场运维主要依靠人力和手工操作，运维效率低下且存在人为疏忽的风险。
而智能化运维则可以通过监控数据，自动检测风电机组的状态和运行情况，提前预警可能出现的故障，从而减少停机时间和减少运维工作量。
2.保证风电场的安全性和可靠性智能化运维可以实时监测风电场中各个机组的运行状态，及时发现和解决故障，避免因故障而导致的停机，保证风电场的运行安全和可靠性。
3.提高发电效率智能化运维可以通过数据分析和算法优化风电场的运行，调节各个机组的输出功率，最大化发电效率。
节省维护时间和提高发电效率，对于可再生能源而言，有着重要的意义。
三、智能化运维的实现1.大数据分析通过从风电场中收集的海量数据，进行分析和操作，可以实现故障快速诊断和预测，以及机组性能优化。
基于现代计算机和云计算技术的深度学习算法，可以更加准确地进行数据分析和预测。
2.物联网技术物联网技术可以通过对各部件和机组的数据采集和传输，实现对整个风电场中各设备的实时监控和控制。
实现了风电场的远程自动化控制与运行，并支撑了故障维护等工作的自动化执行与智能化协调。
3.人工智能技术自然语言处理技术和语音识别技术可以轻松实现对设备的识别和管理，无需人工干预。
同时，人工智能还可以对大量数据进行分析和挖掘，帮助运维人员更好地判断机组的性能和异常情况。
四、智能化运维的局限1.需保障数据的可靠性和隐私由于风电场中涉及的数据量非常庞大且敏感，因此，如何保障数据的安全性和隐私性是智能化运维的一个重要问题。
需要通过严格的安全措施和硬件、软件隔离技术来保障数据的安全性。
2.专业技术水平要求较高智能化运维需要综合运用大量的技术和专业知识，对运维人员的技术要求比传统运维高，需要进行针对性的培训和提高，以便更好地应对运维工作的挑战。
基于物联网的风电场智能运维技术研究
基于物联网的风电场智能运维技术研究近年来，随着物联网技术的飞速发展，越来越多的行业开始在应用上探索其巨大潜力。
特别是在能源领域，各种新兴技术的应用正在大幅提高能源的效益，为人类创造更好的生活。
风力发电是一种非常环保的清洁能源，具有发电成本低、对环境污染小等诸多优点，因此在全球范围内得到了广泛的应用。
然而，由于风电场的运维工作涉及范围广泛、成本高昂，以及对数据分析和处理能力的要求较高等因素，智能化运维技术的应用就显得尤为必要和迫切。
基于物联网的风电场智能运维技术是一种以物联网技术为支撑的集成智能化、自动化、信息化于一体的运维管理方法，其通过各种传感器、通讯设备、数据处理平台等技术手段，将各种生产环节的状态信息实时监控和收集起来，从而对已监控的风电场情况进行精准而有效的评估和管理，以更好的掌握风电场的生产情况，提高生产效率和质量。
1.物联网技术在风电场的应用物联网技术是基于物理物体相互之间的通信，将其与互联网连接起来，从而实现互联互通，多方位全方位地监控和管理。
在风电场中，物联网技术主要应用于风机、风轮、变速器等关键部件的监测和控制上。
首先，物联网技术实现了各个风机、风轮的远程监测和运行控制。
通过传感器、控制器等设备对风机、风轮等部件进行实时监测，实行了故障预警机制，减少定期巡检和故障排查的人力成本。
其次，物联网技术使得风电场可以实现全电网自动化接入，即风电场可以自动的接入到电网中，实现各种电压、电流、电功率等气象指标的实时监测，并进行适时的数据传输和处理，以满足电网对于风电场的可靠性与稳定性的要求。
最后，物联网技术有利于加强风电场的智能化管理。
通过智能监测系统，风电场的各种生产情况和运行情况可以不间断地被掌握。
同时，通过数据分析和处理，风电场可以更好地评估其生产状况和发电能力，进一步确定如何提高生产效率和质量。
2.物联网技术在风电场智能运维中的应用智能运维是指在机器运行及预测维护中，通过模型预测、协同控制和自适应优化等手段，实现在线监测和故障诊断、预测和预防，进一步提高生产效率，减少生产成本。
风电场智慧运维管理
风电场智慧运维管理随着我国经济的持续发展，对于电力系统的依赖程度越来越高，电能的综合应用也深入到了各行各业乃至寻常百姓家中。
我们都知道传统发电依赖于火力发电，也就是通常所说的煤炭发电，由于近年来用电量的逐步增加，再加上不可再生能源的过度开采，以至于现阶段需要通过相应的科學技术手段去寻找一种洁净的可再生能源去代替传统火力发电。
鉴于以上原因，风力发电在时代背景的推动下应运而生，特别是近几年的大量装机，风力发电在我国的建设力度和电力供应上逐渐形成气候。
因此，对于风电场的运行维护管理环节是必不可少的，本文以风电场运行管理为切入点，简要阐述了风电场运行智能化运维管理，推动智能化在风电场运维管理实践，助力风电事业发展。
标签：风电场;发展现状;智能化;运维管理随着当前风力发电的大量开发，风电场数量也在不断增多，电力企业整体的利润空间均在不断的降低，使得风电场之间竞争上网，风电场管理在不断进步的时候，我们看到的是传统方式的风电场管理方式已经和当前的发展需求不适应了，故作为风电场来说则应该在管理方式上进行调整和转变，采取更适应市场变化、更为科学的手段来进行企业管理目标的把握。
1运维管理现存问题1.1生产组织管理存在的问题目前很多的老风电场还是采取传统的运维管理模式，基本都是独立风电场管理，这样在生产组织上会耗费大量的人力、物力、财力，随着科技信息化的发展，现阶段多数风电企业已慢慢向区域集中运维，现场少人值守发展了，区域运维中心主要承担值班和定检工作的，但是我们发现很多定检任务均存在交叉现象，检修中心和生产技术部门工作项目有交叉、集控中心和生产技术部门之间存在数据工作的交叉，再加上风电场交通本身就不够方便、区域不集中、信息化平台建设不健全、自动化程度不高等，均会导致整个大局难以得到有效的控制。
因为风电场建设的时间相对较短，再加上受到传统发电场管理方式的影响，管理制度、管理模式等均不够规范，也尚未形成和风电场相适宜的流程制度和管理规范。
风力发电机组的智能运维方法与机器学习应用
风力发电机组的智能运维方法与机器学习应用随着科技的不断发展，智能化技术在各个领域得到广泛应用，风力发电也不例外。
风力发电是利用风能转换成电能的一种清洁能源，它具有环保、可再生等特点。
然而，由于环境、气象等因素的影响，风力发电机组在运行过程中容易出现故障，影响发电效率。
因此，如何利用智能化技术进行风力发电机组的运维成为了一个研究的热点。
一、智能运维方法1.传感器监测技术智能运维的首要任务是实时监测风力发电机组的运行状态。
通过在风力发电机组上安装各种传感器，可以对机组的各种参数进行实时监测，如风速、转速、温度、振动等。
这些传感器将实时采集的数据传输到监控中心，运用数据分析和判断，可以及时发现机组的异常情况，从而进行相应的处理和维护。
2.大数据分析技术随着传感器技术的不断发展，机组产生的数据量也越来越大。
如何对这些海量数据进行分析，挖掘其中的规律和问题，成为智能运维中的一个重要环节。
利用大数据分析技术，可以通过对数据的统计分析和模式识别，预测机组可能出现的故障，并提前采取相应的维护措施。
同时，还可以通过对机组历史数据的分析，提高机组的效率和整体运行质量。
3.远程控制与维护智能运维可以实现对风力发电机组的远程监测和控制。
通过网络技术，可以远程实时获取机组的运行状态和参数，并进行相应的调整和控制。
当机组出现故障时，维护人员可以通过远程手段进行故障诊断和修复，减少现场维护的工作量和成本。
同时，远程控制还可以对机组进行智能化调度和管理，优化其运行效率和发电能力。
二、机器学习应用1.故障诊断与预测机器学习是一种通过对数据进行分析和学习，从而实现自主决策和行为的技术。
在风力发电机组的智能运维中，机器学习可以应用于故障诊断和预测。
通过对机组历史数据的学习，可以建立起故障模型，并在新的数据输入时进行判断和预测。
这样可以提前发现机组可能出现的故障，采取相应的措施，避免故障的发生和进一步扩大。
2.优化调度与运行管理风力发电机组的运行调度和管理是实现最大化发电效率和经济效益的关键。
WiFi Mesh网络的特点和应用
WiFi Mesh网络的特点和应用[摘要] 文章介绍了Wi-Fi Mesh的组网方式，优势特点以及与其它网络之间的关系，并且给出了Wi-Fi Mesh网络的具体应用。
Wi-Fi Mesh技术作为一种新的网络形态，能够很好地弥补现有网络的不足，为通信用户提供更优质的网络服务。
[关键词] WiFi Mesh 802.11s 特点应用1、引言无线Mesh网络，即无线网状网，是一种与传统无线网络完全不同的无线网络，可以通过一些中间节点连接互相远离而不能直接连接的无线路由器，即可以让网络中的每个节点都可以发送和接收信号。
它具有多跳、分布式、自组织等特点，可以通过简单地部署实现大范围的无线覆盖。
作为一种新的网络结构形态，Mesh网络已被纳入到802.16，802.16e和802.1ls标准中。
Wi-Fi Mesh可以被看成是无线局域网（WLAN）和无线Mesh网络的融合，采用WiFi技术实现每条Mesh链路的传输采用，同时通过多跳的组网方式解决了传统的WLAN的可扩展性差和健壮性差等诸多问题。
2、WiFi Mesh的组网方式基于IEEE 802.11s的Mesh网络如图1所示。
AC是接入控制器，负责对整个网络进行控制和管理。
MPP是Mesh网关节点，通过有线与AC相连，并通过无线与其它的Mesh设备通信。
MP是Mesh路由节点，主要进行无线的数据转发。
MAP是同时具备无线转发和无线接入功能的节点。
client是用户设备，产生或接收业务数据。
图1基于IEEE802.11s的Mesh网络3、Wi-Fi Mesh的优势由于满足WiFi标准的产品已大量使用，因此基于WiFi的Mesh网络能够完全与现有的802.11通信制式兼容，同时又具备许多传统WiFi没有的特性。
WiFi 的主要优势有以下几个方面：（1）覆盖范围大由于无线信号的传播衰减，普通的WiFi网络只能覆盖大致几十米的范围。
而WiFi Mesh网络具有多跳转发特性，中继设备可以将收到的数据重新转发，减小长距离衰减的影响。
基于5G无线专网的海上风电场智慧运维方案探讨敖立争
基于5G无线专网的海上风电场智慧运维方案探讨敖立争发布时间：2023-05-10T08:45:16.752Z 来源：《中国科技信息》2023年5期作者：敖立争[导读] 近年来，随着信息技术的发展，在海上风电场的智慧运维也受到越来越多的关注。
人们在远程环境下可以靠5G无线网络实现精准的运维及故障预防，从而加强系统的安全性及高效性。
广东华电福新阳江海上风电有限公司摘要：近年来，随着信息技术的发展，在海上风电场的智慧运维也受到越来越多的关注。
人们在远程环境下可以靠5G无线网络实现精准的运维及故障预防，从而加强系统的安全性及高效性。
本文围绕5G无线专网技术，对基于5G无线专网的海上风电场智慧运维方案进行了探讨，其中主要包括5G无线技术及其性能、基于5G无线专网的海上风电场运维方案及应用。
关键词：5G无线专网海上风电场智慧运维方案Abstract: In recent years, with the development of information technology, intelligent operation and maintenance in offshore wind farms has been paid more and more attention. People can remotely use 5G wireless networks to achieve accurate operation and maintenance and fault prevention, so as to strengthen the security and efficiency of the system. This paper mainly discusses 5G wireless private network technology and discusses the intelligent operation and maintenance scheme based on 5G wireless private network in offshore wind farms, including 5G wireless technology and its performance, operation and maintenance schemes based on 5G wireless private networks, existing problems, development trend and future prospects.Keywords: 5G wireless private network; offshore wind farm; intelligent operation and maintenance scheme引言：近年来，随着5G技术的发展，5G无线专网已经成为了实现海上风电场远程监控和数据传输的重要手段。
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MESH无线自组网络在风电场智慧运维中
的应用
引言：随着我国风电产业的快速发展，其呈现出集中式大规模发展的特点，
同时也对风电运营商在风电机组的安全生产、运维保障和企业管理提出了更高、
更严格的要求。
对于风力发电行业，风电场多处山区、矿区、草原等边远地区，
且覆盖地域宽广，移动运营商的无线信号无法覆盖，工作人员在场区内、塔筒内、机舱内作业时，信息传送无法得到保障，远距离的即时沟通和协作出现困难，风
电场安全管理、日常检修、维护作业等方面存在较大管理难点。
因此，就需要一
种灵活、成熟、高效的组网技术实现风场全面或重点区域的无线覆盖，从而实现
风电场安全生产管理及智慧运维信息化的目标。
关键词：风电场，MESH，无线自组网络
一、目的和意义
（1）建设无线通信网络是提高智慧风电场运维管理效率的必然趋势
为了提升风电场管控能力，风电场运营过程中不断地采用大数据、云计算和智能传感等
技术，实现智慧风电场。
但从当前发展的实际情况来看，绝大部分风电作业现场并无广泛、
安全和可靠的无线通信覆盖，运维人员进入风电场后经常处于失联状态，既无法实现人员作
业的实时监管与协同，也无法及时获取其他数据或信息。
受限于此，传感设备难以按需及时
采集数据，无法真正支撑大数据和物联网的相关应用。
有些早期建设的风场伴随设施老化，
甚至在基础有线通信等设施上都无法满足基本传输要求。
（2）风电场全时全区无线通信覆盖是确保所有信息互联互通的必经之路
国内风电场的基础建设现状是，升压站到分公司或集团之间的骨干网专线是存在且畅通的，同时升压站到各风机塔筒中的光纤专线也是畅通的。
但风机塔筒内的光纤仅用于传输风
机SCADA数据和部分辅控数据，且按照电网安全规范要求，必须单向传输给电网，无法实现
数据的交互。
因此，有线网络除了解决核心数据传输问题，无法满足其他需要。
目前约有70%陆上风电场没有运营商信号覆盖，少量区域因靠近城镇有信号覆盖，但不稳定，仅支持语音通信，几乎全部风电在项目运维期无法实现塔筒内外的通信。
即便是另外有30%有运营商网络覆盖的风电场，一是由于是公用网络，存在安全隐患；二是通信信号质量也会比较差。
二、理论和实践依据
随着通信技术和计算机技术的发展融合，无线通信形成两个发展趋势：宽带接入移动化和移动通信宽带化。
与传统的WLAN和移动网络相比，无线Mesh网络具有以下新的特点：
（1）覆盖范围广。
无线Mesh网络是多跳网络，既能在不牺牲信道容量的前提下，扩展现有无线网络的覆盖范围，又能为不具有直接视距无线链路的用户提供非视距连接。
（2）可靠性强。
无线Mesh网络提供了冗余路径，数据的多径传输降低了单节点故障和链路瓶颈的影响，极大地提高了网络的可靠性。
（3）带宽高。
一方面，在发射功率一定的情况下，无线Mesh网络用若干个短距离通信可获得比一个长距离通信带宽高得多的有效带宽；另一方面，通过应用MIMO、OFDM以及智能天线等技术，无线MESH网络也可获得比较高的数据传输带宽。
无线自组网的这些特点完全满足风电场对无线通信网络的需求，针对无线自组网这些特性，能够方便、灵活地为不同规模风电场、不同建设年代、不同风机机型量身定做相匹配的解决方案。
三、应用方案
3.1 总体方案设计
系统方案以提高风电场监控能力，减轻风电场运维管理人员工作强度，完善科学监管体系为目标，以无线自组网通信系统为信息基础设施，视频图像数据为
支撑，构建风电场综合管控系统，形成全天候、全覆盖、立体化、智能化的风电场管控体系。
具体设计思路如下：
（1）建设全域全时全覆盖的无线网络，为立体监控体系提供网络支撑。
（2）提供智能手机、PAD等移动运维采集设备及平台。
3.2 全覆盖无线自组网（MESH）的通信系统方案设计
针对不同风电场的实际需求及建设背景，为各类风电场量身定做适应使用场景的无线自组网通信方案。
3.2.1全无线MESH组网
本组网方式适用于无冗余光纤的风电场，无线网络由无线MESH固定节点、无线MESH用户节点、无线MESH车载节点组成，实现风电场无线通信覆盖，达到网随车动，网随人动的效果。
（1）固定节点安装于升压站及风机顶部舱外。
固定节点主要用于实现风机与升压站和车载节点之间的无线组网，提供单跳或多跳的数据传输通道。
（2）车载节点配备于巡检车，实现在整个风场移动中通信。
在行进中车载节点与各固定节点无线互联，并为车上运维检修人员的手机、PDA等业务终端提供无线接入，提供各种业务通信。
当到达需要检查和维修风机时，车载节点可为维修作业的人员提供无线连接，集控中心专家也可通过话音和视频为作业人员提供指导。
当出现某一区域信号故障时，车载节点可随车快速达到预定区域，填补覆盖漏洞，实现全区域现场信息的实时可视和指令信息的实时可达。
（3）用户节点采用小型天线和结构一体化设计，设备体积小、重量轻、功耗低，便于维修作业人员随身携带使用。
用户节点既可以与车载节点通信，又可以为业务终端提供无线接入，从而实现维修作业人员在车外、风机点位和机舱内等所有作业区的实时信息交互。
3.2.2无线MESH与有线结合组网
对于有冗余光纤的风电场，采用有线与无线MESH相结合的组网方式，有效
发挥有线和无线的优势，既能确保整个风电场无线通信覆盖，也能有效利用冗余
光纤，还能发挥无线自组网组网灵活的特点。
整个网络拓扑由三层网络组成，第
一层终端接入网，作业人员的智能终端、监控摄像头可通过无线自组网节点设备
接入无线自组织网络；第二层是节点设备自组网，各自组网节点之间可形成自组
织网络，节点设备即插即用，无需复杂配置即可快速组网，并可根据实际地形环
境等因素实时调整网络拓扑，保证视频等数据传输的稳定性和可靠性；第三层远
程中继组网，可通过自组网节点设备进行远程中继，将视频等数据中继至最近的
升压站或运营商基站，通过电力专网或运营商网络传输至总部，实现总部对施工
现场的音视频监控。
3.2.3 APMESH组网方案
本方案采用无线与光纤相结合的方式组网，由MESH无线自组网终端节点，MESH无线自组网车载节点，MESH无线自组网用户节点组成。
（1）MESH无线自组网终端节点设备。
确保风场运行期整个风场的无线信号
覆盖，实现移动运维，安装于风机内部，通过自组网设备节点间无线组网并结合
风机冗余光纤与升压站互联互通，实现音视频数据的宽带传输。
（2）MESH无线自组网用户节点设备。
采用小型外置天线和结构一体化设计，为检修人员在行进检修的同时检修人员的手机、PDA等业务终端提供无线接入，
提供各种业务通信。
（3）MESH无线自组网车载节点设备。
车载节点与各终端/用户节点无线互联，并为车上运维检修人员的手机、PDA等业务终端提供无线接入。
四、成果分析
项目通过采用业界先进的Mesh无线组网技术，突破了风机塔内无网络覆盖
的困境，将各环节中产生的文字、语音、视频等信息实时传输至管理控制中心，
实现了风电场的智慧运维。
项目的实施解决了一下问题：
（1）构建全场无线通信网络，保证无线信号在风电场升压站、风机机舱内、外的及点位100米范围内、场内道路、线路巡检路线的覆盖。
（2）构建的无线通信网络完成风场移动业务承载，通过配备手持终端或穿
戴设备，实现工作现场实时画面或视频信息回传等功能；
（3）能够满足现场多路视频图像回传，集群调度等业务需求；
（4）移动应用无线网络满足信息安全要求，并与升压站监控网络物理隔离。