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采用3G网络的 风 电场远程实时监控与智能视频遥视系统

阅读：191发布：2020-06-22

专利汇可以提供采用3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统。包括就地智能测控系统（100）、本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）。其中就地智能测控系统（100）由数据测控终端（101），智能视频终端（102），数据集中、分析和处理模块（103），3G无线数传模块（104）组成。故障诊断单元（111）和（121）分别位于本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）。本发明可实现实时风电场状态监测、故障诊断，主动通过3G网络传输风电场状态信息给远程监控中心，远程监控中心对信息进行分析，如有故障则进行故障诊断；采用3G无线网络传输方式，有建设成本低，维护方便，易扩展的特点。，下面是采用3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统，其特征在于，由就地智能测控系统（100）、本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）组成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述就地智能测控系统（100）由数据测控终端（101），智能视频终端（102），数据集中、分析和处理模块（103），3G无线数传模块（104）组成；每套智能测控系统有唯一的ID，对应安装于一套机组。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据测控终端（101），根据风电场现场测控对象的不同，包括若干不同类型的数据测控模块。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，不同类型的数据测控模块采集的参数包括，气象参数：风速、风向、湿度和环境温度；风力发电机组参数：风轮转速、发动机转速、发电机线圈温度、齿轮箱油温度、齿轮箱前后轴承温度、齿轮箱振动、液压系统油温、油压、油位、机舱振动、塔架振动、低、高速轴振动、偏航状态。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，不同类型的数据测控模块控制的参数包括：发电机的启动、停止，功率输出的高低等需要控制的各种参数。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述的数据集中、分析和处理模块（103）与不同类型、不同安装位置的数据测控模块相连，将采集来的信号进行初步的分析和处理，并组合后，按照一定的传输协议，经3G无线数传模块（104）集中上传；同时可通过3G无线数传模块（104）将上位机的控制信号按照指定的地址，发送给数据测控模块。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述智能视频终端（102）包括智能视频主机和摄像头，将被监控区域的视频直接连续上传；或者采用智能视频算法，对现场的人员入侵、异常行为、起火点、烟雾等视频进行自动计算和分析判别，按照系统设定的报警要求，自动报警、本地存储、上传有问题的视频流。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述3G无线数传模块（104）与数据集中、分析和处理模块（103）及智能视频终端（102）相连，经3G网络构成数据和视频的远程通信通道，传送到本地控制中心（110）或中央远程控制中心（120）。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）为计算机，通过互联网或3G网络适配器与就地智能测控系统（100）构成远程通讯通道，能保存风电场各机组的各种运行数据信息和视频，进行实时或历史数据的显示、曲线、查询、统计、打印等数据管理功能，并能对就地智能测控系统（100）进行相关远程参数设置和控制。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）的计算机中的监控软件平台，还包括故障诊断单元（111）和（121），可根据接收到的风电场各机组的实时或历史运行数据信息进行计算，分析诊断现场故障并进行报警。

说明书全文

采用3G网络的风 电场远程实时监控与智能视频遥视系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于风电场的远程实时监控系统，具体地说是一种基于3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统。属于新能源发电技术中风电场的监测与控制技术领域。技术背景

[0002] 风能资源是一种纯粹的绿色资源，是地球上最古老、最重要的能源之一。它在全球范围内的巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，使风能发电成为世界可再生能源发展的重要方向。风电是成本最低的温室气体减排技术之一，全球市场对于风电这样的零排放技术有着巨大并且持续增长的需求。风具有随机性，而且对于风力发电行业，风电场多数处于地广人稀的荒僻之地，不可能进行人工记录。况且这些地方气候环境恶劣，所以就需要一套完备、可靠的数据采集与监控系统来监控风力发电机的运行情况。

[0003] 目前风电控制远程监控系统的结构原理为通过电缆、光缆、无线通讯等手段，采集各风力发电机组、测风塔、变电站的数据，至远程控制中心服务器，用于风电场运行人员的远程监控各台机组运行，并具备一定的报表、曲线、历史查询功能，但是无法了解风电场现场的具体情况。

[0004] 视频监控是安全防范系统的重要组成部分，其具有实时、直观、准确等特点。随着计算机技术的发展，数字视频监控相比模拟的视频监控具有数据处理方便、传输距离远、图像质量高、系统维护简单等特点。

[0005] 传统的无线视频监控主要通过微波无线视频监控或基于2.5G网络的多通道无线视频监控实现。使用微波进行传输的无线视频监控具有传输带宽大，传输视频质量好等优点，但是有微波通信的视频监控设备复杂，费用非常高，微波信号容易被高大建筑物阻挡，传输距离受到限制，并且微波通信容易受到外界电磁等干扰，特别是天气影响较为严重，微波信号在雨雪天气会受到严重的衰减。2.5G的网络由于带宽有限（一般最高只有几十K位的带宽），传输视频信号具有一定的困难，需要通过多个2.5G的无线数传设备并行传输图像信号。多个2.5G的无线数传设备并行传输可解决带宽问题，但使用多个无线数传设备成本费用高，数据处理复杂。

[0006] 随着我国3G网络的发展，3G网络逐步得到完善。相比2G/2.5G网络，3G网络的最大优点是打破了无限带宽瓶颈的限制。当前国内三种3G网络（TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 EV-DO）标准可达到几百K到几兆位的带宽，所以完全可以使用一个3G无线数传设备代替多个2.5G无线数传设备传输视频信号。

发明内容

[0007] 针对现有风电场远程监控系统存在的不足，本发明目的是提供一种基于3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统，实现风电机组运行状态的远程实时监控、现场的远程遥视和安防监控。

[0008] 本发明所采用的技术方案如下：一种基于3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统，用于风机组、气象站系统的远程实时监控。其特征在于：包括就地智能测控系统（100）、本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120），所述就地智能测控系统（100）由数据测控终端（101），智能视频终端（102），数据集中、分析和处理模块（103），3G无线数传模块（104）组成；故障诊断单元（111）和（121）分别位于本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）；所述本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）分别为两台计算机。

[0009] 所述数据测控终端（101），负责采集风电机组、气象站系统处的技术数据。根据风电场现场测控对象的不同，包括若干不同类型的数据测控模块。不同类型的数据测控模块采集的参数包括，气象参数：风速、风向、湿度和环境温度；风力发电机组参数：风轮转速、发动机转速、发电机线圈温度、齿轮箱油温度、齿轮箱前后轴承温度、齿轮箱振动、液压系统油温、油压、油位、机舱振动、塔架振动、低、高速轴振动、偏航状态。不同类型的数据测控模块控制的参数包括：发电机的启动、停止，功率输出的高低等需要控制的各种参数。

[0010] 所述智能视频终端（102）包括智能视频主机和摄像头，负责将被监控区域的视频直接连续上传；或者采用智能视频算法，对现场的人员入侵、异常行为、起火点、烟雾等视频进行自动计算和分析判别，按照系统的设定的报警要求，自动报警、本地存储、上传有问题的视频流。

[0011] 所述数据集中、分析和处理模块（103）与不同类型、不同安装位置的数据测控模块相连，将采集来的信号进行初步的分析和处理，并组合后，按照一定的传输协议，经3G无线数传模块（104）集中上传；同时可通过3G无线数传模块将上位机的控制信号按照指定的地址，发送给数据测控模块。

[0012] 所述3G无线数传模块（104）与数据集中、分析和处理模块（103）及智能视频终端（102）相连，经3G网络构成数据和视频的远程通信通道，传送到本地控制中心（110）或中央远程控制中心（120）。

[0013] 所述本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）为计算机，通过互联网或3G网络适配器与就地智能测控系统（100）构成远程通讯通道，能保存风电场各机组的各种运行数据信息和视频，进行实时或历史数据的显示、曲线、查询、统计、打印等数据管理功能，并能对就地智能测控系统（100）进行相关远程参数设置和控制。本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）的计算机中的监控软件平台，还包括故障诊断单元（111）和（121），可根据接收到的风电场各机组的实时或历史运行数据信息进行计算，分析诊断现场故障并进行报警。

[0014] 根据本发明的一个方面，提供一种基于3G网络的风电场智能视频遥视系统故障监测方法，包括以下步骤：a. 智能视频终端（102）采集监控区域的视频信息；
b. 3G无线数传模块（104）将视频信息上传至本地控制中心（110）；
c. 本地控制中心（110）判断是否有故障发生，如果是进入步骤d，否则进入步骤a；
d. 故障诊断单元（111）对故障进行诊断；
e. 工作人员根据故障视频信息和诊断结果确定故障原因。

[0015] 本发明的有益效果是，可实现实时风电场状态监测、实时故障诊断，可主动通过3G网络传输风电场状态信息、故障信息给远程监控中心，能及时了解故障位置和原因，能实现风电场的实时监控与故障诊断；采用3G无线网络传输方式，具有建设成本低，维护方便，扩展容易的特点。附图说明

[0016] 图1为风电场远程实时监控系统的原理图。

[0017] 图2为本发明基于3G网络的风电场智能视频遥视系统故障监测方法的流程图。

具体实施方式

[0018] 图1为风电场远程实时监控系统的原理图，如图所示，所述一种基于3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统主要包括：就地智能测控系统（100）、本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120），其中：就地智能测控系统（100）由数据测控终端（101），智能视频终端（102），数据集中、分析和处理模块（103），3G无线数传模块（104）组成；本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）分别为两台计算机，分别包括故障诊断单元（111）和（121）。

[0019] 数据测控终端（101），负责采集风电机组、气象站系统处的技术数据。根据风电场现场测控对象的不同，包括若干不同类型的数据测控模块。不同类型的数据测控模块采集的参数包括，气象参数：风速、风向、湿度和环境温度；风力发电机组参数：风轮转速、发动机转速、发电机线圈温度、齿轮箱油温度、齿轮箱前后轴承温度、齿轮箱振动、液压系统油温、油压、油位、机舱振动、塔架振动、低、高速轴振动、偏航状态。不同类型的数据测控模块控制的参数包括：发电机的启动、停止，功率输出的高低等需要控制的各种参数。

[0020] 智能视频终端（102）包括智能视频主机和摄像头，负责将被监控区域的视频直接连续上传；或者采用智能视频算法，对现场的人员入侵、异常行为、起火点、烟雾等视频进行自动计算和分析判别，按照系统的设定的报警要求，自动报警、本地存储、上传有问题的视频流。

[0021] 数据集中、分析和处理模块（103）与不同类型、不同安装位置的数据测控模块相连，将采集来的信号进行初步的分析和处理，并组合后，按照一定的传输协议，经3G无线数传模块（104）集中上传；同时可通过3G无线数传模块将上位机的控制信号按照指定的地址，发送给数据测控模块。

[0022] 3G无线数传模块（104）与数据集中、分析和处理模块（103）及智能视频终端（102）相连，经3G网络构成数据和视频的远程通信通道，传送到本地控制中心（110）或中央远程控制中心（120）。

[0023] 本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）通过互联网或3G网络适配器与就地智能测控系统（100）构成远程通讯通道，能保存风电场各机组的各种运行数据信息和视频，进行实时或历史数据的显示、曲线、查询、统计、打印等数据管理功能，并能对就地智能测控系统（100）进行相关远程参数设置和控制。本地控制中心（110）和中央远程控制中心（120）的计算机中的监控软件平台，还包括故障诊断单元（111）和（121），可根据接收到的风电场各机组的实时或历史运行数据信息进行计算，分析诊断现场故障并进行报警。

[0024] 图2为本发明基于3G网络的风电场智能视频遥视系统故障监测方法的流程图，工作流程是这样的：系统先进行初始化，接着登录3G网络，当连接成功之后，便可通过自定义的系统与服务器之间的通讯协议进行数据交互；智能视频终端（102）采集监控区域的视频信息，并通过3G无线数传模块（104）上传至本地控制中心（110），本地控制中心（110）判断是否有故障发生，如果是进入步骤d，否则进入步骤a，故障诊断单元（111）对故障进行诊断，工作人员根据故障视频信息和诊断结果确定故障原因。

[0025] 以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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采用3G网络的风电场远程实时监控与智能视频遥视系统

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