一种风电机组的控制系统及方法与流程

本发明涉及风电机组技术领域，具体为一种风电机组的控制系统及方法。

背景技术：

风电机组一般指风力发电机组。由于风电属于新能源范畴，无论是成本还是技术同传统的火电、水电相比还有较大的差距，因而风电的快速发展需要国家政策的大力扶持。风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。风电控制系统包括现场风力发电机组控制单元、高速环型冗余光纤以太网、远程上位机操作员站等部分。现场风力发电机组控制单元是每台风机控制的核心，实现机组的参数监视、自动发电控制和设备保护等功能；每台风力发电机组配有就地hmi人机接口以实现就地操作、调试和维护机组。

现有的风电机组的控制系统，安全性较差，数据分析对比结果显示不够准确，影响控制系统的精确度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种风电机组的控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种风电机组的控制系统，包括云服务平台、数据采集模块、数据监测模块、智能维护模块、数据库、警示模块和智能终端，所述云服务平台用于对系统进行平台式控制，所述数据采集模块用于对风电机组及控制系统进行数据采集，所述数据监测模块用于对风电机组及控制系统进行数据监测，所述智能维护模块用于对风电机组及控制系统进行智能维护，所述数据库用于提供系统对比数据和储存数据，所述警示模块用于进行预警提示，所述智能终端用于查看风电机组及控制系统数据，所述云服务平台的输出端分别与所述数据采集模块、所述数据监测模块、所述智能维护模块、所述数据库、所述警示模块和所述智能终端的输入端连接，所述云服务平台的输入端分别与所述数据采集模块、所述数据监测模块、所述智能维护模块、所述数据库和所述智能终端的输出端连接，所述数据采集模块和所述数据监测模块均与所述智能维护模块电性连接，所述智能终端与所述数据库通信连接。

进一步的，所述云服务平台包括中央处理单元、信息收发单元和存储单元，所述中央处理单元用于对数据进行分析整合处理，所述信息收发单元用于对信息进行收发处理，所述存储单元用于对数据进行存储。

进一步的，所述存储单元包括本地存储器和云存储器。

进一步的，所述数据采集模块包括电网数据采集单元、气象数据采集单元、运行数据采集单元，所述电网数据采集单元用于对电网数据进行采集，所述气象数据采集单元用于对气象数据进行采集，所述运行数据采集单元用于对风电机组、控制系统和所述智能维护模块的运行数据进行采集。

进一步的，所述数据监测模块包括温度监测单元、湿度监测单元、烟雾监测单元、粉尘监测单元和视频监测单元，所述温度监测单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块的温度数据进行监测，所述湿度监测单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块的湿度数据进行监测，所述烟雾监测单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块周围环境的烟雾数据进行监测，所述粉尘监测单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块周围环境的粉尘数据进行监测，所述视频监测单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块进行视频监测。

进一步的，所述智能维护模块包括温度调节单元、湿度调节单元、烟雾调节单元和粉尘调节单元，所述温度调节单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块的温度进行调节，所述湿度调节单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块的湿度进行调节，所述烟雾调节单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块周围的烟雾数据进行调节，所述粉尘调节单元可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块周围的粉尘数据进行调节。

进一步的，所述警示模块为警示灯和蜂鸣器，所述警示灯和所述蜂鸣器均分别设于风电机组、所述智能维护模块和系统监控室内部。

进一步的，所述智能终端包括输入单元、显示单元、判断单元和修改单元，所述输入单元用于向所述智能终端输入数据，所述显示单元用于显示系统数据，所述判断单元用于对系统控制分析结果进行判断，所述修改单元用于对系统中的数据进行修改。

本发明还提供了一种风电机组的控制系统的使用方法，包括以下步骤：

a)通过所述智能终端开启系统，所述数据采集模块对电网数据、气象数据和风电机组、控制系统与所述智能维护模块的运行数据进行采集，并将采集数据发送到所述云服务平台；

b)所述数据监测模块对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块的温度数据、湿度数据、烟雾数据、粉尘数据和视频数据进行监测，并将监测数据发送到所述云服务平台；

c)所述云服务平台将接收到的采集数据和监测数据进行分析整合处理，所述数据库将不同气象数据下的正常电网数据与风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块的正常温度数据、正常湿度数据、正常烟雾数据、正常粉尘数据、正常视频数据以及正常运行数据发送到所述云服务平台，所述云服务平台将电网数据进行对比判断，将运行数据进行对比判断，将温度数据进行对比判断，将湿度数据进行对比判断，将烟雾数据进行对比判断，将粉尘数据进行对比判断，将视频数据进行对比判断，将对比结果上传到所述数据库中；

d)当对比判断结果显示正常时，继续进行数据采集和监测处理；当对比结果判断结果显示异常时，向所述警示模块发送指令，所述警示模块进行警示，所述数据库根据数据对比异常结果，根据资料制定多个相应的维修参考方案，并根据数据分析对比结果和相关资料整理出一套判断依据，将维修参考方案和判断依据进行保存并发送给所述云服务平台和所述智能终端；

e)当电网数据显示异常时，则对风电机组进行维修更换；当运行数据显示异常时，则对运行异常的设备进行定位维修更换；当温度数据显示异常时，则开启所述智能维护模块对湿度情况进行调节处理，当湿度数据显示异常时，则开启所述智能维护模块对湿度情况进行调节处理，当烟雾数据显示异常时，则开启所述智能维护模块对湿度情况进行调节处理，当粉尘数据显示异常时，则开启所述智能维护模块对粉尘情况进行调节处理，视频监测数据用于对烟雾数据和粉尘数据进行辅助监测，数据对比判断结果首先判断所述数据监测模块中的设备数据是否异常，当所述数据监测模块中的设备数据显示正常时则判断所述数据采集模块中的设备数据是否异常，当所述数据监测模块中的设备数据显示异常时则通过所述智能维护模块对所述数据监测模块中的设备进行智能维护处理，当所述数据采集模块中的设备显示正常时则判断所述智能维护模块是否异常，当数据采集模块中的设备显示异常时则通过所述智能维护模块对所述数据采集模块中的设备，监测数据分析对比结果显示正常时，再对采集数据进行分析对比，监测数据分析对比结果显示异常时，需要先将监测数据进行调整，监测数据调节正常后再对采集数据进行分析对比，当监测数据无法调节到正常状态之后，再进行采集数据进行分析对比；

f)工作人员可通过所述智能终端对系统中的数据进行查阅，对系统异常数据控制维修参考方案和判断依据进行分析判断，判断维修参考方案的准确性和安全性，当维修参考方案的准确性和安全性都为最佳时，选定维修方案，传输到所述云服务平台，然后根据维修方案对设备进行维修处理，当系统提供的维修参考方案准确性和安全性不佳时，可根据参考数据对维修方案进行修改，系统对维修方案进行分析判断，当维修参考方案的准确性和安全性都为最佳时，最终选定维修方案，将选定的维修方案传送给所述云服务平台，然后根据维修方案对设备进行维修处理。

进一步的，所述电网采集数据包括：电网三相电压、三相电流、电网频率、功率因数、电网电压闪变、过电压、低电压、电压跌落、相序故障、三相不对称数据采集；所述气象采集数据包括：风速、风向、环境温度数据采集。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、本发明通过设置云服务平台、数据采集模块、数据监测模块、智能维护模块、数据库、警示模块和智能终端，可对风电机组及控制系统进行数据采集，可对风电机组及控制系统进行数据监测，可对风电机组及控制系统进行智能维护，可进行预警提示，可对系统设备进行监测对比判断，然后对系统采集数据进行对比判断，保证采集数据的准确性，安全性高，数据分析对比结果显示更加准确，提高控制系统的精确度；

2、本发明通过在所述智能终端中设置判断单元和修改单元，工作人员可对系统异常数据控制维修参考方案和判断依据进行分析判断和修改最终选定维修方案，然后根据维修方案对设备进行维修处理，维修更加准确方便快捷。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明整体的模块连接示意图；

图2是本发明整体的工作流程示意图；

图3是本发明数据采集监测之前的工作流程示意图；

图4是本发明数据对比判断的工作流程示意图；

图中：1、云服务平台；2、数据采集模块；3、数据监测模块；4、智能维护模块；5、数据库；6、警示模块；7、智能终端；8、中央处理单元；9、信息收发单元；10、存储单元；11、电网数据采集单元；12、气象数据采集单元；13、运行数据采集单元；14、温度监测单元；15、湿度监测单元；16、烟雾监测单元；17、粉尘监测单元；18、视频监测单元；19、温度调节单元；20、湿度调节单元；21、烟雾调节单元；22、粉尘调节单元；23、输入单元；24、显示单元；25、判断单元；26、修改单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示的一种风电机组的控制系统，包括云服务平台1、数据采集模块2、数据监测模块3、智能维护模块4、数据库5、警示模块6和智能终端7，所述云服务平台1用于对系统进行平台式控制，所述数据采集模块2用于对风电机组及控制系统进行数据采集，所述数据监测模块3用于对风电机组及控制系统进行数据监测，所述智能维护模块4用于对风电机组及控制系统进行智能维护，所述数据库5用于提供系统对比数据和储存数据，所述警示模块6用于进行预警提示，所述智能终端7用于查看风电机组及控制系统数据，所述云服务平台1的输出端分别与所述数据采集模块2、所述数据监测模块3、所述智能维护模块4、所述数据库5、所述警示模块6和所述智能终端7的输入端连接，所述云服务平台1的输入端分别与所述数据采集模块2、所述数据监测模块3、所述智能维护模块4、所述数据库5和所述智能终端7的输出端连接，所述数据采集模块2和所述数据监测模块3均与所述智能维护模块4电性连接，所述智能终端7与所述数据库5通信连接。

进一步的，所述云服务平台1包括中央处理单元8、信息收发单元9和存储单元10，所述中央处理单元8用于对数据进行分析整合处理，所述信息收发单元9用于对信息进行收发处理，所述存储单元10用于对数据进行存储。

进一步的，所述存储单元10包括本地存储器和云存储器。

进一步的，所述数据采集模块2包括电网数据采集单元11、气象数据采集单元12、运行数据采集单元13，所述电网数据采集单元11用于对电网数据进行采集，所述气象数据采集单元12用于对气象数据进行采集，所述运行数据采集单元13用于对风电机组、控制系统和所述智能维护模块4的运行数据进行采集。

进一步的，所述数据监测模块3包括温度监测单元14、湿度监测单元15、烟雾监测单元16、粉尘监测单元17和视频监测单元18，所述温度监测单元14可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4的温度数据进行监测，所述湿度监测单元15可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4的湿度数据进行监测，所述烟雾监测单元16可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4周围环境的烟雾数据进行监测，所述粉尘监测单元17可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4周围环境的粉尘数据进行监测，所述视频监测单元18可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4进行视频监测。

进一步的，所述智能维护模块4包括温度调节单元19、湿度调节单元20、烟雾调节单元21和粉尘调节单元22，所述温度调节单元19可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4的温度进行调节，所述湿度调节单元20可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4的湿度进行调节，所述烟雾调节单元21可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4周围的烟雾数据进行调节，所述粉尘调节单元22可对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4周围的粉尘数据进行调节。

进一步的，所述警示模块6为警示灯和蜂鸣器，所述警示灯和所述蜂鸣器均分别设于风电机组、所述智能维护模块4和系统监控室内部。

本发明还提供了一种风电机组的控制系统的使用方法，包括以下步骤：

a)通过所述智能终端7开启系统，所述数据采集模块2对电网数据、气象数据和风电机组、控制系统与所述智能维护模块4的运行数据进行采集，并将采集数据发送到所述云服务平台1；

b)所述数据监测模块3对风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4的温度数据、湿度数据、烟雾数据、粉尘数据和视频数据进行监测，并将监测数据发送到所述云服务平台1；

c)所述云服务平台1将接收到的采集数据和监测数据进行分析整合处理，所述数据库5将不同气象数据下的正常电网数据与风电机组、控制系统设备和所述智能维护模块4的正常温度数据、正常湿度数据、正常烟雾数据、正常粉尘数据、正常视频数据以及正常运行数据发送到所述云服务平台1，所述云服务平台1将电网数据进行对比判断，将运行数据进行对比判断，将温度数据进行对比判断，将湿度数据进行对比判断，将烟雾数据进行对比判断，将粉尘数据进行对比判断，将视频数据进行对比判断，将对比结果上传到所述数据库5中；

d)当对比判断结果显示正常时，继续进行数据采集和监测处理；当对比结果判断结果显示异常时，向所述警示模块6发送指令，所述警示模块6进行警示，所述数据库5根据数据对比异常结果，根据资料制定多个相应的维修参考方案，并根据数据分析对比结果和相关资料整理出一套判断依据，将维修参考方案和判断依据进行保存并发送给所述云服务平台1和所述智能终端7；

e)当电网数据显示异常时，则对风电机组进行维修更换；当运行数据显示异常时，则对运行异常的设备进行定位维修更换；当温度数据显示异常时，则开启所述智能维护模块4对湿度情况进行调节处理，当湿度数据显示异常时，则开启所述智能维护模块4对湿度情况进行调节处理，当烟雾数据显示异常时，则开启所述智能维护模块4对湿度情况进行调节处理，当粉尘数据显示异常时，则开启所述智能维护模块4对粉尘情况进行调节处理，视频监测数据用于对烟雾数据和粉尘数据进行辅助监测，数据对比判断结果首先判断所述数据监测模块3中的设备数据是否异常，当所述数据监测模块3中的设备数据显示正常时则判断所述数据采集模块2中的设备数据是否异常，当所述数据监测模块3中的设备数据显示异常时则通过所述智能维护模块4对所述数据监测模块3中的设备进行智能维护处理，当所述数据采集模块2中的设备显示正常时则判断所述智能维护模块4是否异常，当数据采集模块2中的设备显示异常时则通过所述智能维护模块4对所述数据采集模块2中的设备，监测数据分析对比结果显示正常时，再对采集数据进行分析对比，监测数据分析对比结果显示异常时，需要先将监测数据进行调整，监测数据调节正常后再对采集数据进行分析对比，当监测数据无法调节到正常状态之后，再进行采集数据进行分析对比；

f)工作人员可通过所述智能终端7对系统中的数据进行查阅。

进一步的，所述电网采集数据包括：电网三相电压、三相电流、电网频率、功率因数、电网电压闪变、过电压、低电压、电压跌落、相序故障、三相不对称数据采集；所述气象采集数据包括：风速、风向、环境温度数据采集。

该实施方式具体解决了背景技术中现有的风电机组的控制系统，安全性较差，数据分析对比结果显示不够准确，影响控制系统的精确度的问题。

如附图1所示的一种风电机组的控制系统及方法，其中，所述智能终端7包括输入单元23、显示单元24、判断单元25和修改单元26，所述输入单元23用于向所述智能终端7输入数据，所述显示单元24用于显示系统数据，所述判断单元25用于对系统控制分析结果进行判断，所述修改单元26用于对系统中的数据进行修改。

实施方式具体为：使用时，工作人员可通过所述智能终端7对系统异常数据控制维修参考方案和判断依据进行分析判断，判断维修参考方案的准确性和安全性，当维修参考方案的准确性和安全性都为最佳时，选定维修方案，传输到所述云服务平台1，然后根据维修方案对设备进行维修处理，当系统提供的维修参考方案准确性和安全性不佳时，可根据参考数据对维修方案进行修改，系统对维修方案进行分析判断，当维修参考方案的准确性和安全性都为最佳时，最终选定维修方案，将选定的维修方案传送给所述云服务平台1，然后根据维修方案对设备进行维修处理。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-4，通过设置云服务平台1、数据采集模块2、数据监测模块3、智能维护模块4、数据库5、警示模块6和智能终端7，可对风电机组及控制系统进行数据采集，可对风电机组及控制系统进行数据监测，可对风电机组及控制系统进行智能维护，可进行预警提示，可对系统设备进行监测对比判断，然后对系统采集数据进行对比判断，保证采集数据的准确性，安全性高，数据分析对比结果显示更加准确，提高控制系统的精确度；

进一步的，参照说明书附图1，通过在所述智能终端7中设置判断单元25和修改单元26，工作人员可对系统异常数据控制维修参考方案和判断依据进行分析判断和修改最终选定维修方案，然后根据维修方案对设备进行维修处理，维修更加准确方便快捷。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。