風力發電機組監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明實施例涉及遠程風力發電技術領域，尤其涉及一種風力發電機組監控系 統。
【背景技術】
[0002] 風力發電機組監控系統用于監控風力發電機的運行狀態，由于風力發電場多數處 于地廣人稀的荒僻之地，通過遠程監控系統的使用，可以實現對風力發電場的數據遠程采 集、計算、記錄、優化、報警、控制以及遠程訪問等功能，實現風力發電機的自動化運行和監 管、降低停機率并，提高發電量。
[0003] 現有的遠程風力發電機組監控系統往往是采用無線傳感器網絡，由于風力發電機 組在正常情況下與異常情況下需要傳輸的數據量差異很大，現有方案并沒有根據實際的通 信數據量設計單個傳感器網絡最多能夠監控的風機容量即風機個數及組網方式，這樣往往 會造成當風力發電機組異常時，無線傳感器網絡帶寬不夠用，無法達到精確實時監控的目 的。
【發明內容】
[0004] 本發明實施例提供一種風力發電機組監控系統，根據風機正常和故障情況下的峰 值數據量確定單個無線網絡節點所能監控的風機個數，能夠提高通信效率。
[0005] 本發明實施例提供了一種風力發電機監控系統，包括：
[0006] 至少一個無線網絡節點、網絡通信接口、傳感器、風機和遠程服務器；所述風機通 過所述網絡通信接口與所述傳感器連接，所述傳感器與所述無線網絡節點連接，所述無線 網絡節點與所述遠程服務器連接；
[0007] 所述無線網絡節點，用于接收所述傳感器發送的XI個風機的通信數據，所述風機 個數XI為：
[0008] X:= B :/(Dnormal+Z*Dabnormal)；
[0009] 其中，DnOTal為正常情況下單個風機采集的峰值數據量，D abnOTal為非正常情況下單 個風機采集的峰值數據量，Z為風機并發故障概率，所述無線網絡節點對應的無線網絡 的帶寬；并用于接收所監控的風機發送的通信數據，將所述通信數據發送至所述遠程服務 器；
[0010] 所述風機，用于風力發電；
[0011] 所述傳感器，用于采集所述風機工作狀態下產生的通信數據，將所述通信數據發 送至所述無線網絡節點。
[0012] 本發明實施例在確定無線網絡節點所監控的風機個數XI時，綜合考慮了風機在 正常工作狀態和異常工作狀態下的峰值數據量，從而確定單個無線網絡節點能夠監控的最 大風機個數，從而保證通信數據快速傳輸，提高通信效率。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明實施例一提供的風力發電機組監控系統的結構示意圖；
[0014] 圖2為本發明實施例二提供的風力發電機組監控系統的結構示意圖；
[0015] 圖3為本發明實施例三提供的風力發電機組監控系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部結構。
[0017] 實施例一
[0018] 圖1為本發明實施例一提供的風力發電機組監控系統的結構示意圖，如圖1所示， 具體包括：
[0019] 至少一個無線網絡節點11、網絡通信接口 12、傳感器15、風機13和遠程服務器 14〇
[0020] 其中，所述風機13通過所述網絡通信接口 12與所述傳感器15連接，所述傳感器 15與所述無線網絡節點11連接，所述無線網絡節點11與所述遠程服務器14連接。
[0021] 其中，所述網絡通信接口 12可為RS232接口，所述傳感器15與所述風機13之間的 連接為有線連接，根據監控需要，一個風機可對應多個傳感器，例如，如果需要監控風機的 震動頻率，則為風機連接一個振動傳感器，如果需要同時監控風機的震動頻率和風機轉速， 則需要為風機連接一個振動傳感器和一個速度傳感器，其中振動傳感器用以采集風機震動 產生的數據，速度傳感器用以采集風機轉動產生的數據。當傳感器15完成數據采集以后， 則將通信數據發送至所述無線網絡節點11。
[0022] 所述無線網絡節點11，用于接收所述傳感器發送的XI個風機的通信數據，所述風 機個數XI為：
[0023] X1=B1/(Dnorfflal+Z*D abnorfflal)；
[0024] 其中，DnOTal為正常情況下單個風機采集的峰值數據量，D abnOTal為非正常情況下單 個風機采集的峰值數據量，Z為風機并發故障概率，所述無線網絡節點對應的無線網絡 的帶寬；并用于接收所監控的風機發送的通信數據，將所述通信數據發送至所述遠程服務 器；其中，峰值數據量為風機工作過程中產生的最大通信數據量，可以用字節表示。
[0025] 所述風機13,用于風力發電；
[0026] 所述傳感器15,用于采集所述風機工作狀態下產生的通信數據，將所述通信數據 發送至所述無線網絡節點11。
[0027] 如表一所示，風機正常工作情況下所述傳感器15采樣及發送通信數據的周期較 長，需要傳輸數據量較少；但在風機出現異常情況下所述傳感器15采樣及發送通信數據的 周期變短，傳輸數據量大幅度增加，如表二所示。
[0028] 其中，所述通信數據包括風機震動頻率、風機轉速、風機溫度、油液量、風機效能和 編碼等。正常情況下單個風機采集的峰值數據量D nOTal可通過下述表一確定，非正常情況下 單個風機采集的峰值數據量DabnOTal可通過下述表二確定，下述表一和表二所示的數據是預 先統計得出的。
[0029] 表一風機常規狀態下產生的峰值數據Dnmial
[0032] 表二風機異常狀態下產生的峰值數據Dabnmiai
[0034] 其中，表一與表二中列舉了振動、轉速、溫度、油液、風速、電流、電壓類別的傳感器 在單個風機中的個數、采樣周期、采樣數據量，假定采樣數據在沒有壓縮的情況下，計算出 了各類傳感器對數據傳輸速率的要求。
[0035] 振動是指一個風機內部安裝了24個振動傳感器，每個傳感器單次采樣數據量為 32bit ;正常情況下采樣周期為6秒，速率要求為128bit/s ;異常情況下采樣周期為1秒，速 率要求為〇.75kbit ;轉速是指一個風機內容安裝了10個記錄轉速的傳感器，每個傳感器單 次采樣數據量為32bit ;正常情況下采樣周期為6秒，速率要求為54bit/s ;異常情況下采 樣周期為1秒，速率要求為〇. 32kbit/s ;
[0036] 本實施例在確定無線網絡節點所監控的風機個數XI時，綜合考慮了風機在正常 工作狀態和異常工作狀態下的峰值數據量，從而確定單個無線網絡節點能夠監控的最大風 機個數，從而保證通信數據快速傳輸，提高通信效率。
[0037] 在上述實施例中，所述無線網絡節點為以下網絡中的任意一種：無線傳感器網絡 節點、無線2G網絡節點、無線3G網絡節點和無線4G網絡節點。
[0038] 當所述無線網絡節點與所述遠程服務器之間為近距離（例如1KM以內）傳輸通信 時，為節約成本，可選用無線傳感器網絡，此時無線網絡節點為無線傳感器網絡節點即無線 傳感器網絡基站。當所述無線網絡節點與所述遠程服務器之間為遠距離傳輸通信（例如 100KM以內）時，為節約成本，可選用無線2G網絡或無線3G網絡，此時無線網絡節點為無線 2G網絡節點即2G網絡基站或無線3G網絡節點即3G網絡基站。當所述無線網絡節點與所 述遠程服務器之間為超遠距離傳輸通信（例如100KM以外）時，為保證傳輸質量，可選用無 線4G網絡，此時無線網絡節點為無線4G網絡節點即4G網絡基站。
[0039] 在上述實施例中，所述無線網絡節點還可以包括第一級無線網絡節點和第二級無 線網絡節點；
[0040] 所述風機通過所述網絡通信接口與所述第一級無線網絡節點連接，所述第一級無 線網絡節點與所述第二級無線網絡節點，所述第二級無線網絡節點與所述遠程服務器連 接。
[0041] 此種情況適合所述無線網絡節點與所述遠程服務器之間的遠距離傳輸通信，例如 100KM以外。為節約成本，所述第一級無線網絡節點可選用無線傳感器網絡節點，所述第二 級無線網絡節點可根據傳輸距離及需要的傳輸帶寬，選用以下網絡中的任意一種：無線2G 網絡節點、無線3G網絡節點和無線4G網絡節點。具體的，可在距離傳感器500M至100KM 內的任意位置布置所述第一級無線網絡節點，進一步根據所述第一級無線網絡節點與所述 遠程服務器之間的距離確定選用無線2G網絡節點，還是無線3G網絡節點，還是無線4G網 絡節點。如果所述第一級無線網絡節點與所述遠程服務器之間的距離不超過200KM，為節約 成本，可選用無線2G網絡節點或無線3G網絡節點，接節點布置在所述第一級無線網絡節點 與所述遠程服務器之間的中間位置。
[0042] 其中，為了保證通信數據能夠快速的傳輸，所述第二級無線網絡節點所能連接的 第一級無線網絡節點的個數由他們的帶寬決定，具體的，所述第二級無線網絡節點所監控 的第一級無線網絡節點的個數X2為
[0043] X2=B2/B1;
[0044] 其中，為所述第一級無線網絡節點對應的第一級無線網絡的帶寬，B2S所述第 二級無線網絡節點對應的第二級無線網絡的帶寬。
[0045] 當所述無線網絡節點與所述遠程服務器之間為超遠距離傳輸通信（例如100KM以 外），選用上述兩級無線網絡節點也難以保證傳輸質量時，可在所述第一級無線網絡節點和 所述第二級無線網絡節點之間連接一無線網橋。
[0046] 其中，所述無線網橋包括至少一個無線網橋節點，所述無線網橋節點與所述第一 級無線網絡節點--對應。
[0047] 另外，所述無線網橋還包括匯聚節點，所述匯聚節點連接各個無線網橋節點，即各 個無線網橋節點將通信數據均發送至所述匯聚節點，由所述匯聚節點統一發送至第二級網 絡節點。
[0048] 此時，為了保證通信數據能夠快速的傳輸，所述第二級無線網絡節點所能連接的 無線網橋節點的個數由他們的帶寬決定，具體的，所述第二級無線網絡節點所監控的無線 網橋節點的個數&為
[0049] X3=B2/B1;
[0050] 其中，為所述無線網橋對應的帶寬，B2為所述第二級無線網絡節點對應的第一 級無線網絡的帶寬。
[0051] 本實施例在上述實施例的基礎上，進一步增加了兩級無線網絡節點，并且第二級 無線網絡節點所監控的第一級無線網絡節點的個數由他們的帶寬來決定；并且兩級無線網 絡節點所選用的網絡節點類型，可根據實際成本來確定。本實施例不能夠保證通信數據快 速傳輸，提高通信效率，而且可以節約成本。
[0052] 實施例二
[0053] 圖2為本發明實施例二提供的風力發電機組監控系統的結構示意圖，本實施例與 上述實施例一的區別在于，本實施例的無線網絡節點為無線傳感器網絡節點，無線傳感器 網絡帶寬為25kbps，適用于所述風機與所述遠程服務器的傳輸距離在