基于物联网的离网型小型风电站监控系统及其监控方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102541042A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102541042A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201210073541.8(22)申请日2012.03.20(71)申请人无锡职业技术学院地址214121江苏省无锡市高浪西路1600号无锡职业技术学院(72)发明人孙燕华赵飞周刚芦敏(74)专利代理机构南京君陶专利商标代理有限公司32215代理人奚胜元(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图22页(54)发明名称基于物联网的离网型小型风电站监控系统及其监控方法(57)摘要本发明涉及风电技术领域，更具体地说涉及离网型小型风电站的监控技术领域，是一种基于物联网和云计算技术、面向多区域多机组的离网型小型风电站监控系统及其监控方法。包括风电机组、无线传感器网络、集线器、工控机、服务器和用户端；风电机组包括风力机主体、塔杆和控制供电系统；风力机主体包括风轮、发电机、回转体和减震器；其监控方法：1）无线传感器网络对风速、风向和塔杆振动情况进行数据采集和传输；2）检测电流、电压；3）风机控制器对2）所检测到电流、电压解析并处理；4）集线器和工控机进行数据交互；5）工控机对4）数据存储、分析并传至服务器；6）用户端通过有线或无线形式访问服务器。CN10254ACN102541042A权利要求书1/2页1.一种基于物联网的离网型小型风电站监控系统，其特征在于：包括风电机组、无线传感器网络、集线器、工控机、服务器和用户端；风电机组包括风力机主体、塔杆和控制供电系统；风力机主体包括风轮、发电机、回转体和减震器；控制供电系统包括刹车控制器、风机控制器、蓄电池组、逆变器和卸荷箱；风力机主体安装在室外塔杆上，控制供电系统、集线器和工控机安装在控制室内，风电机组发电机发出的交流电经风机控制器整流变成直流电并储存在蓄电池组内，蓄电池组输出的直流电经过逆变器逆变成交流电后供给用电电器工作；风电机组发电机和蓄电池组分别通过电缆与风机控制器相连接，风机控制器内装有电压传感器和电流传感器；无线传感器网络由至少两个无线传感器节点构成，无线传感器节点包括终端节点和汇聚节点，终端节点安装在风电机组的塔杆顶部的维修平台上，汇聚节点安装在风电机组控制室内；在所述终端节点内根据实际需要安装相应的传感器用于监测风机的运行情况，所安装的传感器至少包括风速传感器、风向传感器和振动传感器；终端节点周期性地采集风速、风向和塔杆振动等数据，并将采集到的数据发送给汇聚节点，汇聚节点将接收到的数据传输给集线器；集线器汇总各风机控制器和汇聚节点的采集数据，并和工控机进行数据交互；工控机对集线器上传的数据进行存储、分析并将数据经Internet或GPRS传输至服务器，当工控机检测到风速或振动超过工控机内的预设值时，工控机向风机控制器发出指令控制风机刹车。2.根据权利要求1所述的基于物联网的离网型小型风电站监控系统，其特征在于：所述的汇聚节点和终端节点构成星型拓扑，一个汇聚节点最多可带255个终端节点。3.根据权利要求1所述的基于物联网的离网型小型风电站监控系统，其特征在于：在所述的服务器中安装有数据存储模块、统计查询模块、预警模块和交互模块，实时监控连接到服务器上的各风电机组的运行情况。4.根据权利要求1所述的基于物联网的离网型小型风电站监控系统，其特征在于：所述的用户端为手机或计算机终端设备；用户端通过有线或无线形式访问服务器，并通过访问服务器内的交互模块控制风电机组的运行状态。5.根据权利要求1或4所述的基于物联网的离网型小型风电站监控系统，其特征在于：所述的用户端与服务器实现监控绑定，即将用户端的IP地址或手机号码与所需监控的风电机组建立对应关系，实时监控指定风电机组的运行状态。6.根据权利要求4所述的基于物联网的离网型小型风电站监控系统，其特征在于：所述的有线形式包括Internet，所述的无线形式的传输协议包括Zigbee、GPRS、CDMA和LTE协议。7.根据权利要求1所述的基于物联网的离网型小型风电站监控系统，其特征在于：所述的工控机的核心处理芯片为Intel或AMD的单核或多核处理器。8.一种基于物联网的离网型小型风电站监控系统的监控方法，其特征在于：包括如下步骤，1）无线传感器网络对风速、风向和塔杆振动情况进行数据采集和传输：终端节点周期性地采集风速、风向和塔杆振动情况数据，并将采集到的数据经Zigbee协议无线发送给汇聚节点，汇聚节点将接收到的数据经RS485协议有线传输给集线器；2）风电机组发电机和蓄电池组分别通过电缆与风机控制器相连接，风机控制器内装有2CN102541042A权利要求书2/2页的电压传感器、电流传感器