一种风电设备健康管理系统及方法与流程

本公开涉及数据分析和处理领域，具体地，涉及一种风电设备健康管理系统及一种风电设备健康管理方法。

背景技术：

当前风电场的运行和维护管理中，多使用常规的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)系统和CMS(Condition Monitoring System，在线状态检测)系统各自独立地进行风机和风场运行情况的监控管理和维护，这种模式存在如下缺点：

1、各个风电场的不同机型，都有各自不同的SCADA系统，同时又与CMS系统相互独立，导致风电场的运行和维护需要的软件系统种类繁多，不便于统一管理，也使得成本大大增加。

2、现在主流的CMS系统只针对风机的振动信号进行分析，对于复杂的风电机组来说，难以从多个角度对风机的健康状况进行全面的监控。

3、日常的故障处理过程，都是在故障发生后对故障数据进行分析从而做出处理意见及措施，没有对SCADA数据充分利用，不能做到提前预警早期处理，属于被动维护，既增加了风机运行的安全隐患，也在故障停机后降低了风机的可利用率，同时备品备件的无计划性也增加了运行和维护的成本。

4、当前的SCADA数据的来源是整机厂处理后的结果，所以可信度不高。其次，SCADA数据的挖掘深度不够，无法深刻的揭示机组数据之间的变化和关联信息，也不能对系统进行定制化的统计及对比，造成运行和维护效率低，成本高。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种设备，该设备通过将包括风场SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)数据在内的多维风机健康影响数据进行采集，传输到健康评价管理体系中，对这些数据进行综合分析和处理，从而对风机的健康状况给出评价，并以多种形式展示多种终端设备上。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种风电设备健康管理系统，包括数据采集单元、健康评价单元和多终端展示单元，所述数据采集单元采集多维风机健康影响数据并向所述健康评价单元传输所述多维风机健康影响数据，所述健康评价单元对所述多维风机健康影响数据进行综合分析和处理并输出风机健康评价结果，所述多终端展示单元接收所述风机健康评价结果并展示；其特征在于，所述多维风机健康影响数据至少包括风场SCADA数据和风机健康传感器网络数据，所述健康评价单元结合所述风场SCADA数据对所述风机健康传感器网络数据进行在线分析和处理。

可选地，所述风机健康传感器网络数据包括风机油液传感数据和风机振动传感数据。

可选地，所述多维风机健康影响数据还包括区域气象数据和/或区域地理信息数据，所述健康评价单元结合所述区域气象数据和/或区域地理信息数据对所述风机健康传感器网络数据进行在线分析和处理。

可选地，所述数据采集单元通过带有防火墙的有线或无线网络向所述健康评价单元传输所述风机健康传感器网络数据。

可选地，所述健康评价单元结合所述多维风机健康影响数据及风场业务数据进行综合分析和处理。

可选地，所述多终端展示单元包括风场内和/或外的终端设备。

本公开第二方面提供一种风电设备健康管理方法，包括：数据采集单元采集多维风机健康影响数据并向健康评价单元传输所述多维风机健康影响数据；所述健康评价单元对所述多维风机健康影响数据进行综合分析和处理并输出风机健康评价结果；多终端展示单元接收所述风机健康评价结果并展示；其中，所述多维风机健康影响数据至少包括风场SCADA数据和风机健康传感器网络数据，所述健康评价单元结合所述风场SCADA数据对所述风机健康传感器网络数据进行在线分析和处理。

可选地，所述风机健康传感器网络数据包括风机油液传感数据和风机振动传感数据。

可选地，所述多维风机健康影响数据还包括区域气象数据和/或区域地理信息数据，所述健康评价单元结合所述区域气象数据和/或区域地理信息数据对所述风机健康传感器网络数据进行在线分析和处理。

可选地，所述数据采集单元通过带有防火墙的有线或无线网络向所述健康评价单元传输所述风机健康传感器网络数据。

可选地，所述健康评价单元结合所述多维风机健康影响数据及风场业务数据进行综合分析和处理。

可选地，所述多终端展示单元包括风场内和/或外的终端设备。

通过上述技术方案，将影响风机健康相关的多维数据进行采集和结合，输入到部署在私有云上的健康评价单元中，利用健康评价单元中的专家评价系统对这些数据进行分析、处理，从而对风机的健康状况作出及时、全面而客观的评价，并以多种形式展示在计算机、手机等多种接收和显示终端上。尤其是结合风场SCADA数据对风机油液传感数据和风机振动传感数据进行在线分析和处理，将故障消灭在萌芽期，实现预防先行，减少小故障，消灭大问题的有益效果，大大降低风场维护管理成本，提高已有风机效能。帮助风场达到以最少的人力物力最终实现业主自主运维。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的风电设备健康管理系统框图；

图2是根据本发明的实施例的风机健康传感器网络数据组成示意图；

图3是根据本发明的另一个实施例的风电设备健康管理方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1和图2分别示出了根据本发明的一个实施例的风电设备健康管理系统框图以及风机健康传感器网络数据组成示意图。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例的风电设备健康管理系统，包括数据采集单元100、健康评价单元200和多终端展示单元300，所述数据采集单元100采集多维风机健康影响数据110并向所述健康评价单元200传输所述多维风机健康影响数据110，所述健康评价单元200对所述多维风机健康影响数据110进行综合分析和处理并输出风机健康评价结果，所述多终端展示单元300接收所述风机健康评价结果并展示；进一步地，所述多维风机健康影响数据110至少包括风场SCADA数据和风机健康传感器网络数据112，所述健康评价单元200结合所述风场SCADA数据对所述风机健康传感器网络数据112进行在线分析和处理。

其中，进一步地，风机健康传感器网络数据112包括风机油液传感数据和风机振动传感数据。

现有的风场都有自己的SCADA数据，以及风机健康传感器网络数据，但目前对两种数据都是各自独立采集、独立分析、独立输出监测结果。对SCADA数据的利用，往往都是在故障发生后对故障数据进行分析，做出处理意见及措施，使得SCADA数据没有得到充分利用，更没有实现提前预警早期处理。风机健康传感器网络数据包括风机油液传感数据和风机振动传感数据，如果只做风机油液和风机振动的在线检测与分析，而不及时结合SCADA数据中的风机特性、风电机组的运行状况、控制策略、载荷设计等数据进行综合检测和分析，将导致实际中对风机油液和风机振动的检测和分析结果的准确性和有效性大大降低，无法真正起到风机健康预警与减少发电量损失的作用。有时风电机组部分部件存在设计及生产工艺缺陷，尤其是发电机轴承、齿轮箱，一旦出现问题，将带来生产非正常停止及发电量严重损失的严重后果。

本实施例通过将影响风机健康相关的风机油液传感数据、风机振动传感数据和风场SCADA数据进行采集和结合，输入到部署在私有云上的健康评价单元中，利用健康评价单元中的专家评价系统对这些数据进行分析、处理，从而对风机的健康状况作出评价，并以多种形式展示在计算机、手机等多种接收和显示终端上。尤其是结合风场SCADA数据对风机油液传感数据和风机振动传感数据进行在线分析和处理，将故障消灭在萌芽期，实现预防先行，减少小故障，消灭大问题的有益效果，大大降低风场维护管理成本，提高已有风机效能。帮助风场达到以最少的人力物力最终实现业主自主运维。

上述实施例中，优选地，多维风机健康影响数据110还包括区域气象数据和/或区域地理信息数据，所述健康评价单元200结合所述区域气象数据和/或区域地理信息数据对所述风机健康传感器网络数据112进行在线分析和处理。

在本实施例中，数据采集单元全面采集区域气象数据、区域地理信息数据、风场SCADA数据和风机健康传感器网络数据等多维度数据，全方位反映风机的运行环境和状况，再经健康评价单元综合分析、处理和计算，更加准确和客观地反映风机运行情况和健康状况，更有利于及时掌握风机故障，及时消除隐患。

上述实施例中，优选地，数据采集单元100通过带有防火墙的有线或无线网络向所述健康评价单元200传输所述风机健康传感器网络数据112。

在本实施例中，通过带有防火墙的有线或无线网络传输风机健康传感器网络数据，以确保进入健康评价单元计算体系中的数据的安全性和可靠性。

上述实施例中，优选地，健康评价单元200结合所述多维风机健康影响数据110及风场业务数据(图中未示出)进行综合分析和处理。

在本实施例中，风场业务数据包括但不限于风场的资产、预算、备件管理、度电成本、上网电价、设备人员基本信息等数据。健康评价单元结合多维风机健康影响数据及风场业务数据进行综合分析和处理，不仅能对风机的健康状况给出评价、对风机潜在的故障进行预警并给出处理意见，而且能给出风场的经济效益预测与统计，同时对整个风场的运营情况进行计算和分析，使管理者掌握导致风场业绩变换的主要因素，为科学管理提供决策。

上述实施例中，优选地，多终端展示单元300包括风场内和/或外的终端设备。

在本实施例中，由健康评价单元经过分析处理之后得到的结果传输到多终端展示单元，多终端展示单元将结果通过图形、曲线、报表等多种形式直观的展示出来。多终端展示单元可以是风场内的终端设备的一种或几种，也可以是风场外的终端设备的一种或几种，也可以既有风场内的终端设备又有风场外的终端设备。风场内的终端设备可以是监控中心的计算机或网站、或巡检移动端，接收健康评价单元传输的中心健康管理应用服务。风场之外的终端设备可以是决策移动端，接收健康评价单元传输的移动健康管理应用服务。从而，监控人员和决策者都能随时掌握风机的运行和健康状况。

图3示出了根据本发明的另一个实施例的风电设备健康管理方法流程图。

如图3所示，根据本发明的另一个实施例的风电设备健康管理方法，包括：

步骤401：数据采集单元100采集多维风机健康影响数据110并向健康评价单元200传输所述多维风机健康影响数据110；

步骤402：健康评价单元200对所述多维风机健康影响数据110进行综合分析和处理并输出风机健康评价结果；

步骤403：多终端展示单元300接收所述风机健康评价结果并展示；

进一步地，所述多维风机健康影响数据110至少包括风场SCADA数据和风机健康传感器网络数据112，所述健康评价单元200结合所述风场SCADA数据对所述风机健康传感器网络数据112进行在线分析和处理。

其中，进一步地，风机健康传感器网络数据112包括风机油液传感数据和风机振动传感数据。

现有的风场都有自己的SCADA数据，以及风机健康传感器网络数据，但目前对两种数据都是各自独立采集、独立分析、独立输出监测结果。对SCADA数据的利用，往往都是在故障发生后对故障数据进行分析，做出处理意见及措施，使得SCADA数据没有得到充分利用，更没有实现提前预警早期处理。风机健康传感器网络数据包括风机油液传感数据和风机振动传感数据，如果只做风机油液和风机振动的在线检测与分析，而不及时结合SCADA数据中的风机特性、风电机组的运行状况、控制策略、载荷设计等数据进行综合检测和分析，将导致实际中对风机油液和风机振动的检测和分析结果的准确性和有效性大大降低，无法真正起到风机健康预警与减少发电量损失的作用。有时风电机组部分部件存在设计及生产工艺缺陷，尤其是发电机轴承、齿轮箱，一旦出现问题，将带来生产非正常停止及发电量严重损失的严重后果。

本实施例通过将影响风机健康相关的风机油液传感数据、风机振动传感数据和风场SCADA数据进行采集和结合，输入到部署在私有云上的健康评价单元中，利用健康评价单元中的专家评价系统对这些数据进行分析、处理，从而对风机的健康状况作出评价，并以多种形式展示在计算机、手机等多种接收和显示终端上。尤其是结合风场SCADA数据对风机油液传感数据和风机振动传感数据进行在线分析和处理，将故障消灭在萌芽期，实现预防先行，减少小故障，消灭大问题的有益效果，大大降低风场维护管理成本，提高已有风机效能。帮助风场达到以最少的人力物力最终实现业主自主运维。

上述实施例中，优选地，多维风机健康影响数据110还包括区域气象数据和/或区域地理信息数据，所述健康评价单元200结合所述区域气象数据和/或区域地理信息数据对所述风机健康传感器网络数据112进行在线分析和处理。

在本实施例中，数据采集单元全面采集区域气象数据、区域地理信息数据、风场SCADA数据和风机健康传感器网络数据等多维度数据，全方位反映风机的运行环境和状况，再经健康评价单元综合分析、处理和计算，更加准确和客观地反映风机运行情况和健康状况，更有利于及时掌握风机故障，及时消除隐患。

上述实施例中，优选地，数据采集单元100通过带有防火墙的有线或无线网络向所述健康评价单元200传输所述风机健康传感器网络数据112。

在本实施例中，通过带有防火墙的有线或无线网络传输风机健康传感器网络数据，以确保进入健康评价单元计算体系中的数据的安全性和可靠性。

上述实施例中，优选地，健康评价单元200结合所述多维风机健康影响数据110及风场业务数据(图中未示出)进行综合分析和处理。

在本实施例中，风场业务数据包括但不限于风场的资产、预算、备件管理、度电成本、上网电价、设备人员基本信息等数据。健康评价单元结合多维风机健康影响数据及风场业务数据进行综合分析和处理，不仅能对风机的健康状况给出评价、对风机潜在的故障进行预警并给出处理意见，而且能给出风场的经济效益预测与统计，同时对整个风场的运营情况进行计算和分析，使管理者掌握导致风场业绩变换的主要因素，为科学管理提供决策。

上述实施例中，优选地，多终端展示单元300包括风场内和/或外的终端设备。

在本实施例中，由健康评价单元经过分析处理之后得到的结果传输到多终端展示单元，多终端展示单元将结果通过图形、曲线、报表等多种形式直观的展示出来。多终端展示单元可以是风场内的终端设备的一种或几种，也可以是风场外的终端设备的一种或几种，也可以既有风场内的终端设备又有风场外的终端设备。风场内的终端设备可以是监控中心的计算机或网站、或巡检移动端，接收健康评价单元传输的中心健康管理应用服务。风场之外的终端设备可以是决策移动端，接收健康评价单元传输的移动健康管理应用服务。从而，监控人员和决策者都能随时掌握风机的运行和健康状况。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。