CN114593021A - 一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的*** - Google Patents

一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，包括云服务器以及无线连接于云服务器的信号处理装置、风力发电管理办公室终端、智能手机终端及地面气象站，其中：信号处理装置，用于检测风力发电叶轮的转速和风力发电叶轮电机的轴承震动信号，将信号传输至云服务器；云服务器用于，无线接收各个安装区域的信号处理装置发送的风力发电叶轮转速的数据，并计算、分析各风力发电叶轮工作数据，监控叶轮的实时信息；地面气象站的内部设置有无线通信装置，将区域实际的气象数据实时传输至云服务器。本发明可以实时地检测并处理风力发电叶轮的工作状态及确切位置，方便管理人员及技术人员随时操作。

Description

一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***
技术领域
本发明属于大数据、云平台技术领域，具体涉及一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***。
背景技术
在再生能源中，风能是最有商业潜力、最具有活力及清洁的能源之一，成本较低，取用不尽。风力发电具有装机能量增长空间大，成本下降快，清洁安全，再生不衰等优势。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。但由于风力发电***往往比较分散，不容易对发电***的各叶轮进行监控和及时维护。
针对此种现象，申请号为201810342312.9，申请日2018.04.17的中国专利，公开了一种基于云服务器监控的风力发电***及其工作方法。通过红外无热化摄像装置拍摄叶轮的工作照片，并将该工作照片发送至云服务器，实现了红外无热化摄像装置对叶轮的日夜监控，以便及时发现不工作的叶轮。此方法虽然能在一定程度上解决了风力发电中叶轮的监控问题，但是若考虑实际情况的话，仍然存在一定的不足之处。如果仅仅只判断风力发电的叶轮是否工作，采用红外无热化摄像装置对叶轮的日夜监控的方法凸显监控结构的复杂性，并且实际工作中，还要监控诸如叶轮的转速、同一安装区域叶轮转速的差别等，这些监控数据对于技术人员了解风力发电叶轮的工作状态、风力发电装置的安装地点是否合适、确认风力发电装置的潜在维修对象等都具有重要的参考价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，解决了目前风力发电的监控作业的有效性和准确性有待进一步地提高和优化的一部分问题。
本发明所采用的技术方案是，
一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，包括云服务器以及无线连接于云服务器的信号处理装置、风力发电管理办公室终端、智能手机终端及地面气象站，云服务器位于各安装区域管理部门机房，其中：
信号处理装置，用于检测风力发电叶轮的实时转速，将风力发电叶轮转速的数据无线传输至云服务器；
信号处理装置，还用于检测风力发电叶轮电机的实时轴承震动信号，将轴承震动信号无线传输至云服务器；
云服务器用于，无线接收各个安装区域的信号处理装置发送的风力发电叶轮转速的数据，并储存、计算、分析各风力发电叶轮工作数据；
云服务器用于，依据各个信号处理装置发送的风力发电叶轮转速的数据，分析叶轮工作状态，监控叶轮轴承工作；
云服务器用于，依据各个信号处理装置发送的风力发电叶轮轴承震动数据，分析叶轮轴承的工作状态，监控轴承工作；
风力发电管理办公室终端和智能手机终端均为云服务器的终端，与云服务器无线连接；
地面气象站的内部设置有无线通信装置，将区域实际的气象数据实时传输至云服务器。
本发明的特点还在于，
信号处理装置包括安装有转盘、霍尔传感器、震动传感器、信号处理装置以及无线传送装置，其中：
转盘与风力发电叶轮的转速相同、或与风力发电叶轮的转速成一定比例，其上均匀镶嵌有多个磁铁；
霍尔传感器，当转盘随同风力发电叶轮一起转动时，与转盘上镶嵌的磁铁断续接近时，产生脉冲信号；
震动传感器，用于检测风力发电叶轮轴承震动信号；
信号处理装置，用于依据震动传感器产生的信号计算风力发电叶轮轴承的实时震动频率；
无线发送装置，将风力发电叶轮转速的实时数据无线发送至云服务器。
云服务器用于，对信号处理装置无线发送的叶轮转速进行计算，得到其平均风速数据、最大风速数据和极大风速数据、以及风向的数据，并对其进行分析：平均风速数据为固定时间段内的平均风速值，最大风速为固定时间段内、若干个分时段中最大一个分时段的平均风速值，极大风速为固定时间段内的最大瞬时风速值，风向方位按十六方位统计分析。
云服务器设置于各安装区域管理部门机房。
云服务器用于，对信号处理装置无线发送的叶轮电机轴承震动信号进行储存、分析，提取针对工作环境具有噪声强、风速变化大特点下的风力发电机轴承故障特征，以便为管理部门或技术人员提供维修依据数据。
本发明的有益效果是，本发明一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，***通过霍尔传感器检测与风力发电叶轮相同速度的转盘速度，通过震动传感器检测风力发电叶轮电机轴承的震动信号，把检测的结果传送至云服务器，实现了对叶轮电机工作状况的日夜监测，对风力发电叶轮的工作状态进行了全面掌握，以便管理部门部署后期风力发电故障的维修工作，解决风力发电地处偏远、故障不易发觉的困扰。
其收集的数据，对于管理部门或技术人员了解风力发电叶轮的工作状态及确切位置、风力发电装置的安装地点是否合适、确认风力发电装置的潜在维修对象等都具有重要的参考价值；同时，设置多种操作终端可以查看、了解叶轮的工作状态和维修任务，方便管理人员及技术人员随时操作。
附图说明
图1是本发明一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***的总框架示意图；
图2是本发明一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***的信号检测传送结构示意图。
图中，100.云服务器，200.信号处理装置；
201.叶轮转动轴，202.磁铁，203.转盘，204.霍尔传感器，205.震动传感器，206.信号处理装置，207.无线传送装置；
300.风力发电管理办公室终端，400.智能手机终端，500.地面气象站。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***进行详细说明。
如图1所示，作为一种实施例，本发明提供了一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***。本申请包括云服务器100、信号处理装置200、风力发电管理办公室终端300、智能手机终端400及地面气象站500等，其中：
如图1所示，云服务器100，位于各安装区域管理部门机房，与信号处理装置200、风力发电管理办公室终端300、智能手机终端400及地面气象站500无线连接；
云服务器100，无线接收各安装区域各信号处理装置200发送的风力发电叶轮转速数据，分析各风力发电叶轮工作数据；
云服务器100，无线连接有各安装区域风力发电管理办公室终端300、智能手机终端400等多个终端；
云服务器100，依据各信号处理装置200发送的风力发电叶轮转速数据，分析叶轮工作状态，监控诸如叶轮的实时转速、叶轮的历史转速、同一安装区域叶轮转速的差别等；
云服务器100，依据各信号处理装置200发送的风力发电叶轮轴承震动数据，分析叶轮轴承工作状态，监控叶轮轴承工作等；
信号处理装置200，用于依据霍尔传感器204产生的脉冲计算风力发电叶轮的实时转速；
信号处理装置200，用于依据震动传感器205产生的信号计算风力发电叶轮轴承的实时震动频率；
风力发电管理办公室终端300，为云服务器100多个终端中的一个终端，与云服务器100无线连接；
智能手机终端400，为云服务器100多个终端中的一个终端，与云服务器100无线连接；
地面气象站500，内部设置有无线通信装置，将区域实际风速、方向等数据实时传输至云服务器100；
如图2所示，本发明的一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，信号处理装置200，还包括安装有转盘203、霍尔传感器204、震动传感器205、信号处理装置206及无线传送装置207等，其中：
本发明的转盘203，与风力发电叶轮转动速度相同(或与风力发电叶轮转动速度相同成一定比例)，其上均匀镶嵌有多个磁铁202；
霍尔传感器204，当转盘随同风力发电叶轮一起转动时，与转盘上镶嵌的磁铁202断续接近时，产生脉冲信号；
霍尔传感器204，与转盘上磁铁的接近距离小于10毫米；
震动传感器205，用于检测风力发电叶轮轴承的震动信号；
信号处理装置206，用于计算风力发电叶轮的实时转动速度；
无线发送装置207，将风力发电叶轮转速数据无线发送至云服务器100；
本发明的一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，云服务器100，对信号处理装置200无线发送的叶轮转速每小时各个10min平均风速风向和最大、极大风数据进行分析；其中，最大风速为每小时中的其中一个10min时段出现的最大的平均风速值，极大风速为每小时内出现的最大瞬时风速值，风向方位按16方位统计分析。分析风速日变化及月、季、年变化，分析风向的季变化、年变化，为其它区域开发建厂、生态治理或风力发电积累经验数据；
本发明的一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，云服务器100，对信号处理装置200无线发送的叶轮电机轴承震动信号进行分析，提取针对工作环境具有噪声强、风速变化大特点下的风力发电机轴承故障特征，为管理部门或技术人员提供维修依据。
本发明一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***；通过霍尔传感器检测与风力发电叶轮相同速度的转盘速度，通过震动传感器检测风力发电叶轮电机轴承的震动信号，把检测的结果传送至云服务器，云服务器对叶轮电机主要工作参数进行精准分析及管理，分析叶轮工作状态，对于管理部门或技术人员了解风力发电叶轮的工作状态及确切位置、风力发电装置的安装地点是否合适、确认风力发电装置的潜在维修对象等都具有重要的参考价值；同时，设置多种操作终端可以查看、了解叶轮的工作状态和维修任务，方便管理人员及技术人员随时操作。

Claims (5)

1.一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，其特征在于，包括云服务器(100)以及无线连接于云服务器(100)的信号处理装置(200)、风力发电管理办公室终端(300)、智能手机终端(400)及地面气象站(500)，所述云服务器(100)位于各安装区域管理部门机房，其中：
所述信号处理装置(200)，用于依据霍尔传感器(204)产生的脉冲计算风力发电叶轮的实时转速；
所述信号处理装置(200)，用于依据震动传感器(205)产生的信号计算风力发电叶轮轴承的实时震动频率；
所述云服务器(100)用于，无线接收各个安装区域的信号处理装置(200)发送的风力发电叶轮转速的数据，并分析各风力发电叶轮工作数据；
所述云服务器(100)用于，依据各个信号处理装置(200)发送的风力发电叶轮转速的数据，分析叶轮工作状态，监控叶轮的实时转速、叶轮的历史转速、同一安装区域叶轮转速的差别；
所述云服务器(100)用于，依据各个信号处理装置(200)发送的风力发电叶轮轴承震动数据，分析叶轮轴承的工作状态，监控叶轮轴承工作；
所述风力发电管理办公室终端(300)和智能手机终端(400)均为云服务器(100)的终端，与云服务器(100)无线连接；
所述地面气象站(500)的内部设置有无线通信装置，将区域实际的气象数据实时传输至云服务器(100)。
2.根据权利要求1所述的一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，其特征在于，所述信号处理装置(200)包括磁铁(202)、转盘(203)、霍尔传感器(204)、震动传感器(205)、信号处理装置(206)以及无线传送装置(207)，其中：
所述转盘(203)与风力发电叶轮的转速相同、或与风力发电叶轮的转速成一定比例，其上均匀镶嵌有多个磁铁(202)；
所述霍尔传感器(204)，当转盘随同风力发电叶轮一起转动时，与转盘上镶嵌的磁铁(202)断续接近时，产生脉冲信号；
所述震动传感器(205)，用于检测风机轴承震动信号；
所述信号处理装置(206)，用于计算风力发电叶轮的实时转速；
所述信号处理装置(206)，用于计算风力发电叶轮轴承实时震动频率；
所述无线发送装置(207)，将风力发电叶轮的转速的数据无线发送至云服务器(100)。
3.根据权利要求1所述的一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，其特征在于，所述云服务器(100)用于，对所述信号处理装置(200)无线发送的叶轮转速进行计算，得到其平均风速数据、最大风速数据和极大风速数据、以及风向的数据，并对其进行分析；所述平均风速数据为固定时间段内的平均风速值，所述最大风速为固定时间段内、若干个分时段中最大一个分时段的平均风速值，极大风速为固定时间段内的最大实时风速值，风向方位按十六方位统计分析。
4.根据权利要求1所述的一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，其特征在于，所述云服务器(100)设置于各安装区域管理部门机房。
5.根据权利要求1所述的一种基于云服务的监控风力发电叶轮电机工作的***，其特征在于，所述云服务器(100)用于，对所述信号处理装置(200)无线发送的叶轮电机轴承震动信号进行分析，提取针对工作环境具有噪声强、风速变化大特点下的风力发电机轴承故障特征，以便为管理部门或技术人员提供维修依据数据。
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