CN103728942A - 一种风力发电机组本地数据采集处理*** - Google Patents

一种风力发电机组本地数据采集处理*** Download PDF

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刘展
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易頔
庞宇
雷涛
童亦斌
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Abstract

一种风力发电机组本地数据采集处理***针对现有风电状态监控技术缺乏分布式本地数据处理环节导致大量风电机组状态监控信息需要集中在上位监控***中同步处理难以保证监控效率的问题，将数据采集模块a与***自检模块b、数据处理模块c、本地诊断模块d、逻辑控制模块e以及数据通讯模块f进行集成，使状态信号本地数据采集处理***具备本地信息就地预处理功能。该方法有效的满足了风力发电分布式功能特点，大幅度降低监控上位机数据处理器性能要求，极大的提升了风力发电***状态监控智能化水平和监控效率，为实现高效风电场集中监控奠定基础。

Description

一种风力发电机组本地数据采集处理***
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及风力发电机组本地数据采集处理***技术领域。
背景技术
风力发电是一种清洁能源，对节能环保有重要的经济社会效益。现有风力发电***状态监控技术中，风力发电机组本地数据采集处理***通常只具备数据采集功能，由于缺乏本地数据就地处理环节，大量风电机组状态信息监控需要集中在上位监控***中实现，对上位机数据处理及通讯网络资源条件要求极高，***监控效率难以保障。
发明内容
一种风力发电机组本地数据采集处理***，由自检模块(a)、数据采集模块(b)、数据处理模块(c)、本地诊断模块(d)、逻辑控制模块(e)以及数据通讯模块(f)六个主要模块构成，其特征在于：将(a)数据采集模块与(b)***自检模块、数据处理模块(c)、本地诊断模块(d)、逻辑控制模块(e)以及数据通讯模块(f)进行集成，使状态信号本地数据采集处理***具备本地信息就地预处理功能。
自检模块(a)主要实现数据采集处理***巡检、数据采集处理***自身故障诊断、数据采集处理***故障自恢复功能。
数据采集模块(b)接收逻辑控制模块发出的使能命令信号，当使能命令为开始，数据采集模块(b)开始进行数据采集；否则数据采集模块不进行数据采集工作；当数据采集模块(b)开始进行数据采集后，数据采集模块将数据采集监控信号传输给数据处理模块(c)。
数据处理模块(c)主要实现数据滤波、数据格式转换、有效数据筛选、数据分类功能。
本地诊断模块(d)接收数据处理模块(c)分类后的监控数据信息，基于分类后的数据信息判断是否存在短时、偶然突发性故障，若存在突发性故障，则向逻辑控制模块(e)发送突发故障判断信号以及分类后的监控数据信息；否则仅将分类后的监控数据信息发送至逻辑控制模块(e)。
逻辑控制模块(e)接收自检模块(a)发出的巡检及***故障信号、本地诊断模块(d)发送的突发故障判断信号和分类后的监控数据信息、数据通讯模块(f)发送的人机交互信息，负责控制生成数据通讯通道选择命令信号。
逻辑控制模块(e)接收分类后的监控数据信息，并基于该信息按照针对具体监控变量设置报警阈值进行阈值报警信号触发；逻辑控制模块(e)向自检模块(a)发送自检使能信息，向数据采集模块(b)发出使能命令信号，向数据通讯模块(f)发送数据通讯通道选择命令信号、巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息。
数据通讯模块(f)发送的人机交互信息包括但不仅限于远程查询信息和远程控制信息；数据通讯模块接收逻辑控制模块发送的数据通讯通道选择命令信号、巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息，并将巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息压缩处理后依据通讯通道选择命令在用不同的通讯通道发送至数据接收终端；数据通讯模块(f)同时接收外部数据终端数据交互信息，并将数据交互信息发送至逻辑控制模块(e)。
本发明所述风力发电机组本地数据采集处理***是一种基于分布式数据监测信息本地处理方案的风力发电机组本地高集成化、高压缩比状态信息获取平台，该数据采集处理***也可广泛应用于其它类似分布式海量状态信息监控场合。
附图说明   
图1为风力发电机组本地数据采集处理***图。
图2为风力发电机组本地数据采集处理***自检流程图。
图3为风力发电机组本地数据采集处理***数据处理流程图。
具体实施方式
   本发明提供了一种风力发电机组本地数据采集处理***。如图1所示，所述一种风力发电机组本地数据采集处理***由自检模块(a)、数据采集模块(b)、数据处理模块(c)、本地诊断模块(d)、逻辑控制模块(e)以及数据通讯模块(f)六个主要模块构成，该***通过数据采集模块(b)监控机组状态信号，通过数据通讯模块(f)与上位监控交互终端实现数据通信。
自检模块(a)主要实现数据采集处理***巡检、数据采集处理***自身故障诊断、数据采集处理***故障自恢复功能。***自检模块(a)接收逻辑控制模块(e)发出的使能命令信号，其流程图如图2所示。当使能信号为开时，***自检模块(a)启动，对数据采集处理***进行巡检，否则自检模块(a)不启动。当巡检无异常信号时，向逻辑控制模块(e)发送检测正常及设备巡检信息；当检测到***异常时，则自动对***异常进行故障诊断。若判断***故障为可恢复故障，对故障进行自动恢复后返回巡检操作；若判断***故障为不可恢复故障，则向逻辑控制模块(e)发送巡检及***故障信号。
数据采集模块(b)接收逻辑控制模块(e)发出的使能命令信号，当使能命令为开始，数据采集模块(b)开始进行数据采集；否则数据采集模块(b)不进行数据采集工作。当数据采集模块(b)开始进行数据采集后，数据采集模块(b)将数据采集监控信号传输给数据处理模块(c)。
数据处理模块(c)主要实现数据滤波、数据格式转换、有效数据筛选、数据分类功能。数据处理模块(c)接收数据采集模块(b)发送的传感器监控信息，其控制流程图如图3所示，首先对传感器监控信息进行必要的滤波处理，滤除监控信息中的噪声干扰和相关测量误差信号（通过数字滤波器的方式滤除监控信号中测量误差以及噪声干扰，剔除明显错误数据，例如加速度传感器测量产生的偏移误差、速度传感器产生的噪声干扰等。）；接着对滤波后的信息按照要求进行数据格式转换（一次监控变量转化为二次或高次监控变量，例如将加速度信号转化为烈度信号、瞬时转速信号转化为平均转速信号以及对监控信息进行统计后的统计信息等。），使数据规格满足后续状态判断；然后对转换格式的数据进行有效数据筛选（依据一次监控变量转化为二次或高次监控变量信息，智能判断当前风电机组运行工况，对无效运行工况监控数据进行剔除，例如无风状态监控数据、转速剧烈波动时监控数据等。），通过对监控信息的综合分析，智能识别可以有效表示风电机组运行状态的监控信息；最后对有效筛选数据按照不同的运行工况数据分类（对不同工况下的监控数据进行分类，例如按照机组运行转速对不同转速段的监控信息进行综合分类。），并将分类后的数据发送至本地诊断模块(d)。
本地诊断模块(d)接收数据处理模块(c)分类后的监控数据信息，基于分类后的数据信息判断是否存在短时、偶然突发性故障，若存在突发性故障（由于环境突然改变、控制策略设置不当、电网故障、误操作等偶然因素导致的短时性机械损伤，其判断可依据一次、二次或高次监控变量的单位时间变化量信息判断。），则向逻辑控制模块(e)发送突发故障判断信号以及分类后的监控数据信息；否则仅将分类后的监控数据信息发送至逻辑控制模块(e)。
逻辑控制模块(e)接收***自检模块(a)发出的巡检及***故障信号、本地诊断模块(d)发送的突发故障判断信号和分类后的监控数据信息、数据通讯模块(f)发送的人机交互信息，并依据所接收的信息按照逻辑控制自动生成数据通讯通道选择命令信号。逻辑控制模块(e)接收分类后的监控数据信息，并基于该信息按照针对具体监控变量设置报警阈值进行阈值报警信号触发。逻辑控制模块(e)接收本地诊断模块(d)发送的突发故障判断信号为真时，逻辑控制模块(e)依据逻辑控制完成分类后的监控数据信息本地存储。逻辑控制模块(e)向自检模块(a)发送自检使能信息，向数据采集模块(b)发出使能命令信号，向数据通讯模块(f)发送数据通讯通道选择命令信号、巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息。
数据通讯模块(f)发送的人机交互信息包括但不仅限于远程查询信息和远程控制信息。数据通讯模块(f)接收逻辑控制模块(e)发送的数据通讯通道选择命令信号、巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息，并将巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息压缩处理后依据通讯通道选择命令再用不同的通讯通道发送至数据接收终端。数据通讯模块(f)同时接收外部数据终端数据交互信息，并将数据交互信息发送至逻辑控制模块(e)。
本发明针对风力发电***分布式运行的功能特点，通过所提出的风力发电机组本地数据采集处理***，使实时监测数据在风力发电机组本地进行处理后，将高集成、高压缩比的处理信息进行上传，大幅度增强风力发电状态监控***的整体信息处理能力和信息容量，有效降低监控通讯网络的带宽要求和上位集中数据处理终端的处理器性能要求。该***可以大幅度提升风力发电状态监控***的传感器接入数量和***整体监控效率，是一种适用于风电场集中状态监控的风力发电机组本地信息采集处理平台。

Claims (8)

1.一种风力发电机组本地数据采集处理***，对风力发电机组的运行数据进行采集，并对设备运行状态信息进行监控，其特征在于：由自检模块(a)、数据采集模块(b)、数据处理模块(c)、本地诊断模块(d)、逻辑控制模块(e)以及数据通讯模块(f)六个主要模块组成，将(a)数据采集模块与(b)***自检模块、数据处理模块(c)、本地诊断模块(d)、逻辑控制模块(e)以及数据通讯模块(f)进行集成，使状态信号本地数据采集处理***具备本地信息就地预处理功能。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组本地数据采集处理***，其特征在于：自检模块(a)主要实现数据采集处理***巡检、数据采集处理***自身故障诊断、数据采集处理***故障自恢复功能。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组本地数据采集处理***，其特征在于：数据采集模块(b)接收逻辑控制模块发出的使能命令信号，当使能命令为开始，数据采集模块(b)开始进行数据采集；否则数据采集模块(b)不进行数据采集工作；当数据采集模块(b)开始进行数据采集后，将数据采集监控信号传输给数据处理模块(c)。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组本地数据采集处理***，其特征在于：数据处理模块(c)主要实现数据滤波、数据格式转换、有效数据筛选、数据分类功能。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组本地数据采集处理***，其特征在于：本地诊断模块(d)接收数据处理模块(c)分类后的监控数据信息，基于分类后的数据信息判断是否存在短时、偶然突发性故障，若存在突发性故障，则向逻辑控制模块(e)发送突发故障判断信号以及分类后的监控数据信息；否则仅将分类后的监控数据信息发送至逻辑控制模块(e)。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组本地数据采集处理***，其特征在于：逻辑控制模块(e)接收自检模块(a)发出的巡检及***故障信号、本地诊断模块(d)发送的突发故障判断信号和分类后的监控数据信息、数据通讯模块(f)发送的人机交互信息，负责控制生成数据通讯通道选择命令信号。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电机组本地数据采集处理***，其特征在于：逻辑控制模块(e)接收分类后的监控数据信息，并基于该信息按照针对具体监控变量设置报警阈值进行阈值报警信号触发；逻辑控制模块(e)向自检模块(a)发送自检使能信息，向数据采集模块(b)发出使能命令信号，向数据通讯模块(f)发送数据通讯通道选择命令信号、巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息。
8.根据权利要求1所述的一种风力发电机组本地数据采集处理***，其特征在于：数据通讯模块(f)发送的人机交互信息包括但不仅限于远程查询信息和远程控制信息；数据通讯模块接收逻辑控制模块发送的数据通讯通道选择命令信号、巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息，并将巡检及***故障信号、分类后的监控数据信息、阈值报警信息压缩处理后依据通讯通道选择命令在用不同的通讯通道发送至数据接收终端；数据通讯模块(f)同时接收外部数据终端数据交互信息，并将数据交互信息发送至逻辑控制模块(e)。
 
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