风电场雷电监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种风电场雷电监测系统，包括：工业相机，用于连续拍摄风电场的雷电图像；电场天线，用于检测雷电所产生的瞬时电场强度；显示单元；工控机，分别与工业相机和电场天线连接，用于控制显示单元显示所述雷电图像与瞬时电场强度。由上，通过工业相机拍摄雷电图像以及电场天线检测雷击所产生的瞬时电场强度确定风力发电机的受损，在实现雷电监测的同时，大量降低成本。
【专利说明】风电场雷电监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风电场监控【技术领域】，特别是指一种风电场雷电监测系统。【背景技术】
[0002]风力发电机组高度一般为几十甚至上百米，且多矗立在空旷区域，极易遭受雷击。据统计，每年约有1%的风力发电机组因雷击而严重损坏。随着风力发电机组的大型化，其耐受雷击的能力也显著增强，雷击并不一定造成风力发电机组立即损坏，而是给其带来隐性缺陷，风力发电机组运行一段时间后，缺陷极可能恶化并传递给相邻设备部件，造成设备的严重损坏事故。因此，有必要在风电场配备雷电活动监测系统，以统计风电场雷击数据、确认雷击位置，进而安排有针对性的设备检修和缺陷排查，防止严重损坏事故的发生。
[0003]现有的技术方案主要有两种:一种是通过在风力发电机组加装电流传感器来确定本台风力发电机组是否遭受雷击；另一种则是通过雷电产生的瞬态电磁场估算雷击位置。
[0004]其中，采用雷电流传感器的技术方案，虽然可以精准的确定被雷击中的风力发电机组，然而需要在每台风力发电机组上安装电流传感器并与升压站进行通信，由于风力发电机组数量较大、且比较分散，此技术方案的成本非常高；另外，利用雷电瞬态电磁场估算雷击位置的方案，但其定位误差要远大于风力发电机组之间的距离，难以确定被雷击中的风力发电机组的具体位置，因此不适用于风电场的雷电监测。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种风电场雷电监测系统，通过拍摄雷电图像以及检测雷击所产生的电场强度确定风力发电机的受损，在实现雷电监测的同时，大量降低成本。
[0006]所述风电场雷电监测系统，包括:
[0007]工业相机，用于连续拍摄风电场的雷电图像；
[0008]电场天线，用于检测雷电所产生的瞬时电场强度；
[0009]显示单元；
[0010]工控机，分别与工业相机和电场天线连接，用于控制显示单元显示所述雷电图像与瞬时电场强度。
[0011]由上，通过工业相机拍摄雷电图像判断风力发电机是否被雷击，以及通过电场天线检测雷击所产生的电场强度确定风力发电机的受损，在实现雷电监测的同时，大量降低成本。
[0012]可选的，还包括电场仪，用于检测风电场所在位置的地面电场强度；
[0013]存储单元，用于存储地面电场强度与工业相机开启的延时之间的函数关系式；
[0014]所述工控机还分别与电场仪和存储单元连接，用于控制工业相机开启。
[0015]由上，仅当风电场所在位置上空达到雷电条件时，控制工业相机开启，实现避免工业相机总处于开启状态，减少工业相机的拍摄数量，从而降低判断雷击的工作量。[0016]较佳的，所述工业相机至少包括第一工业相机，第二工业相机、第三工业相机和第四工业相机，所述四个工业相机分别朝向风电场的不同角度设置。
[0017]由上，实现工业相机对风电场的无死角拍摄。
[0018]可选的，所述工业相机与工控机之间，还包括图像识别单元，用于依据工业相机所拍摄前后帧图像的差别，识别出现雷电的图像。
[0019]由上，通过筛选出所拍摄的出现雷电的图像，进一步降低后期判断风力发电机是否被击中的工作量。
[0020]进一步的，还包括时钟单元，分别与工业相机和电场天线连接，用于分别对工业相机所拍摄的雷电图像和电场天线检测的瞬时电场强度加盖时间戳。
[0021]由上，通过判断同一时间产生的雷电图像和瞬时电场强度，即可将二者进行匹配。
[0022]可选的，还包括打印设备，与所述工控机连接。
[0023]由上，工控机控制打印设备打印所述同一时刻的雷电图像与其所产生的瞬时电场强度，直观方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为风电场雷电监测系统的原理示意图；
[0025]图2为工业相机的启动时延示意图；
[0026]图3为工业相机的停止时延示意图；
[0027]图4为工业相机的排布示意图；
[0028]图5为风电场雷电监测系统的作业流程图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合附图，对本实用新型风电场雷电监测系统的实施例进行详细描述。
[0030]如图1所示，风电场雷电监测系统包括工控机10，以及分别与工控机10连接的电场仪20、工业相机30和电场天线40。
[0031 ] 所述电场仪20用于检测地面电场强度。
[0032]在晴天时，地面电场带电量为50~300V/m,临下雨前地面电场带电量可达到
0.3~IKV V/m,而稳定降水时,地面电场带电量为0.5~3V/m,当大雨、雷暴或阵雨等天气时，地面电场带电量为2~10V/m。通过电场仪20检测地面电场强度，可实现对当地上空一定距离范围内云层带电状态进行准确判断。
[0033]工控机10接收电场仪20所检测的地面电场强度，依据所述地面电场强度输出控制信号，以启动工业相机30。与工控机10连接的存储单元(未图示)，存储有地面电场强度与控制工业相机30启停的延时之间的函数关系式。启动的时延时间据所述地面电场强度确定，地面电场强度越高则时延时间越短，地面电场强度越低则时延时间越长。所述工业相机30的启动时延时间控制如图2所示，采用反时限特性曲线法，预设地面电场强度的上限值Emax和下限值Emin，当地面电场强度E <下限值Emin时，无需启动工业相机30。当
下限值Emin <地面电场强度E <上限值Emax时，启动的时延时间
【权利要求】
1.一种风电场雷电监测系统,其特征在于,包括: 工业相机，用于连续拍摄风电场的雷电图像； 电场天线，用于检测雷电所产生的瞬时电场强度； 显示单元； 工控机，分别与工业相机和电场天线连接，用于控制显示单元显示所述雷电图像与瞬时电场强度。
2.根据权利要求1所述的风电场雷电监测系统，其特征在于，还包括电场仪，用于检测风电场所在位置的地面电场强度； 存储单元，用于存储地面电场强度与工业相机开启的延时之间的函数关系式； 所述工控机还分别与电场仪和存储单元连接，用于控制工业相机开启。
3.根据权利要求1所述的风电场雷电监测系统，其特征在于，所述工业相机至少包括第一工业相机，第二工业相机、第三工业相机和第四工业相机，所述四个工业相机分别朝向风电场的不同角度设置。
4.根据权利要求1所述的风电场雷电监测系统，其特征在于，所述工业相机与工控机之间，还包括图像识别单元，用于依据工业相机所拍摄前后帧图像的差别，识别出现雷电的图像。
5.根据权利要求1所述的风电场雷电监测系统，其特征在于，还包括时钟单元，分别与工业相机、电场天线和工控机连接，用于分别对工业相机所拍摄的雷电图像和电场天线检测的瞬时电场强度加盖时间戳。
6.根据权利要求5所述的风电场雷电监测系统，其特征在于，还包括打印设备，与所述工控机连接。
【文档编号】G01R29/08GK203444022SQ201320566231
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】王顺超, 王建国, 张宝全, 吴金城 申请人:龙源电力集团股份有限公司