一种风电机组远距离动态调试设备的制作方法

1.本实用新型涉及风电设备技术领域，具体涉及一种风电机组远距离动态调试设备。


背景技术：

2.风电机组组装完成后，正常运行前，需要对风电机组进行调试，调试合格后，方可允许并网发电。一般机组运转前部分的调试内容，称之为静态调试阶段。维护人员将风电机组内的设备，包括器件和传感器上电调试为可正常运行状态。当各个设备调整完毕后，机组可以进入动态调试阶段，即机组从停机至并网发电的阶段，该阶段是对风电机组整体发电性能的测试验证，也是对控制与保护功能的检验。
3.目前在动态调试过程中，尤其是新开发的样机，调试人员需要长期在机组内，操作启停机，并观测机组状态，采集样机的运行数据进行分析。
4.风电机组在动态调试阶段，机组启机并网阶段，才测试过程中，有可能会出现倒塔、高处坠物、高压电击和火灾的风险，一旦突发意外，调试人员往往不能及时撤离，造成调试人身受伤的安全隐患。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种风电机组远距离动态调试设备，以实现风电机组的远程测试。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
7.一种风电机组远距离动态调试设备，包括：
8.安全舱；
9.安装在安全舱内的远程控制器，所述远程控制器与待测风电机组中的风机控制器相连；
10.图像采集器，所述图像采集器的信号输出端通过视频信号线与所述远程控制器相连，所述图像采集器用于监测所述待测风电机组的目标部件的运行状态。
11.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，所述通信线和所述视频信号线为光纤线缆，所述远程控制器与所述风机控制器之间通过光纤线缆连接，所述图像采集器与所述远程控制器之间通过光纤线缆连接；设备还包括：设置在所述远程控制器与所述风机控制器之间以及所述图像采集器与所述远程控制器之间的光中继器。
12.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，所述远程控制器与所述风机控制器之间还通过无线网络连接。
13.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，还包括：
14.设置在所述安全舱内的急停按键，所述急停按键通过急停信号线与所述待测风电机组的安全继电器相连，被配置为在触发时向所述安全继电器发送急停信号，所述安全继电器为风电机组的主控柜中的安全继电器。
15.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，所述急停信号线为具有屏蔽层的屏蔽线缆。
16.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，还包括：
17.安装在所述安全舱内的储能设备，所述储能设备的充电接口通过电源线与所述待测风电机组的电力输出接口相连；
18.所述储能设备用于向所述风电机组远距离动态调试设备中的用电部件提供工作电源。
19.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，还包括：
20.太阳能发电设备，所述太阳能发电设备的电能输出端通过电源线与所述储能设备的充电接口相连，所述太阳能发电设备的太阳能板通过固定件固定在所述安全舱的顶部。
21.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，所述安全舱为非金属材质，所述安全舱还包括：
22.面向所述待测风电机组的一侧设置的观察窗，所述观察窗上安装有透明板材；
23.设置在所述安全舱侧面的换气风道。
24.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，还包括：
25.设置在所述安全舱上的、用于固定所述视频信号线、急停信号线、通信线和电源线的夹持支架；
26.所述安全舱内还设置有用于固定所述视频信号线、急停信号线、通信线和电源线的桥架。
27.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，所述远程控制器为台式电脑、移动式电脑、嵌入式微型机、工控机、可编程序控制器或其组合。
28.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，所述图像采集器至少包括设置在所述待测风电机组内部的第一图像采集器以及安装在所述风电机组外部的第二图像采集器。
29.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，还包括：
30.设置在所述待测风电机组内部的烟雾传感器；
31.与所述烟雾传感器相连的、设置在所述安全舱内的烟雾报警器。
32.可选的，上述风电机组远距离动态调试设备中，还包括避雷器；
33.所述避雷器包括依次连接的闪接器、金属引下线和接地装置；
34.所述闪接器设置于安全舱顶部，所述接地装置安装于地面上。
35.基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的上述方案中，安全舱内的远程控制器与所述待测风电机组中的风机控制器相连，通过所述图像采集器对所述待测风电机组的目标部件的运行状态，并将检测到的图像信息发送给所述远程控制器，通过所述远程控制器展示所述图像采集器采集到的图像信息，因此，实现了待测风电机组的远程控制，降低了风电机组远距离动态调试过程中的安全隐患。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
37.图1为本技术实施例公开的风电机组远距离动态调试设备的场景示意图；
38.图2为本技术实施例公开的风电机组远距离动态调试设备的结构示意图
39.图3为本技术实施例公开的安全舱的结构示意图；
40.图4为本技术实施例公开的远程控制器的示意图；
41.图5为本技术实施例公开的风机控制器与图像采集器之间的连接关系示意图；
42.图6为本技术另一实施例公开的风电机组远距离动态调试设备的结构示意图；
43.图7为本技术另一实施例公开的风电机组远距离动态调试设备的结构示意图；
44.图8为本技术另一实施例公开的风电机组远距离动态调试设备的结构示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
46.为了实现风电机组的安全测试，本技术公开了一种风电机组远距离动态调试设备，该设备通过配置一个安全舱，在安全舱内配置远程控制器，通过远程控制器对待测试的风电机组进行远程控制，因此，当待测的风电机组出现倒塔、高处坠物、高压电击和火灾的风险时，不会给测试人员带来损伤。
47.具体的，参见图1和图2，其中，图1为场景示意图，图1中左侧为待测风电机组，右侧为安全舱，本技术实施例公开的风电机组远距离动态调试设备可以包括安全舱a、远程控制器b和图像采集器c。
48.关于安全舱a，所述安全舱a是指可以保证安全的舱体，其可以为可移动式箱体结构，所述安全舱a可以为集装箱式活动容器或其他形式的容器。其可以为金属箱体，也可以为塑料箱体或者是其他类型的能够保证用户安全且便于移动的箱体结构，在本方案中，考虑到风电机组通常设置于大风环境中，该环境中常伴有雷雨天气，因此，为了避免安全舱遭受雷击，所述安全舱可以由非金属材质制成。为了便于移动所述安全舱a，在本方案中，参见图3所示，可以在所述安全舱a的顶部设置挂钩a1，通过所述挂钩a1可以实现所述安全舱a的吊装，在吊装过程中，可以将绳索穿过所述安全舱a1，然后再通过起重机或吊车将所述安全舱a吊起，并移动到托运设备上。进一步的，考虑到所述待测的风电机组所处的环境通常伴随有大风，因此，为了防止大风损坏安全舱a，可以在所述安全舱a上设置有固定栓a2，所述固定栓a2可以插入地面，为了便于所述固定栓a2可以牢固的抓住地面，所述固定栓a2的端头处可以设置有倒钩，该端头指的是所述固定栓插入地面的一端，固定栓a2的数量可以根据用户需求自行设定，例如，在本方案中，可以在所述安全舱a的四个角上均设置一个固定栓a2，通过所述固定栓a2可以将所述安全舱a牢固的固定在地面上。
49.进一步的，为了保证测试人员在所述安全舱a内正常工作，可以在所述安全舱a内配置照明系统、温控系统、通风系统或对讲机等调试工具。
50.为了便于调试人员观察待测风电机组的工作状态，在本方案中，所述安全舱a上设
置有观察窗和换气风道，所述换气风道可以设置在所述安全舱的侧面，用于保持安全舱内的空气流通，所述观察窗上安装有透明板材，所述透明板材可以为塑料板材或者是玻璃板材或其组合，所述观察窗面向所述待测风电机组，以便于调试人员通过观察窗正面观察到机组的运行概况，例如叶片、机舱、塔架等。
51.为了保护用户的安全，防止待测风电机组杆塔倒塌时砸到所述安全舱a，在本方案中，所述安全舱a与待测风电机组的距离应大于安全保障的距离，所述安全保障的距离应至少大于待测风电机组的叶片长度与塔架高度之和。
52.关于远程控制器b，所述远程控制器b设置于安全舱a内，所述安全舱a内配置有所述远程控制器b的电源接口，所述远程控制器b为可以与所述待测风电机组中的风机控制器进行远程交互的电子设备，远程控制器b通过通信线与待测风电机组中的风机控制器相连，用户可以通过所述远程控制器b向所述待测风电机组中的风机控制器发送控制指令，所述待测风电机组中的风机控制器在获取到该控制指令后，会响应该指令，通过该控制指令控制所述待测风电机组的控制状态。同时，所述远程控制器b还可以通过所述通信线获取所述待测风电机组中的风机控制器的状态参数，所述状态参数至少可以包括待测风电机组的运行数据，例如，扇叶的转速、待测风电机组的输出功率、当前风速状态等，远程控制器b在获取到这些运行数据以后，可以通过显示器显示这些数据，以便于用户更好的分析所述待测风电机组的运行状态。在本方案中，参见图4所示，所述远程控制器b可以为台式电脑、移动式电脑、嵌入式微型机、工控机、可编程序控制器或其组合，具体采用何种设备作为所述远程控制器b，可以根据用户需求自行选择。
53.在本技术另一实施例公开的技术方案中，所述安全舱a内可以设置有用于放置所述远程控制器b的平台，平台的结构根据所述远程控制器b的具体类型而定，例如，当所述远程控制器b为电脑时，该平台可以基于该电脑的实际位置而布置于所述安全舱a。该平台也可以与所述安全舱a一体成型配置。进一步的，为了防止因大风导致安全舱a晃动，进而导致所述远程控制器b损坏，在本方案中，所述平台与所述安全舱a固定连接，且所述平台上设置有用于对所述远程控制器b进行固定的固定槽或固定件，此时，由于所述平台与所述安全舱a固定连接、远程控制器b通过平台上的固定槽或固定件固定在所述平台上，此时，即便所述安全舱a因大风天气发生晃动，也不会出现所述远程控制器b摔落平台的情况。
54.关于图像采集器c，所述图像采集器c为视频监控设备，其可以为高清摄像头，所述图像采集器c的信号输出端通过视频信号线与所述远程控制器相连,所述图像采集器用于监测所述待测风电机组的目标部件的运行状态，通过所述视频信号线将采集到的视频信号发送给所述远程控制器。所述图像采集器c用于采集所述待测风电机组的视频图像，并将采集到的视频图像发送给所述远程控制器，此时，用户就可以通过所述远程控制器远程观察所述待测风电机组运行过程中的视频图像。所述视频信号线为光纤线缆。在本技术实施例公开的技术方案中，所述图像采集器至少包括设置在所述待测风电机组内部的第一图像采集器，以及安装在所述风电机组外部的第二图像采集器，所述第一图像采集器用于对所述待测风电机组的内部状态进行图像采集，所述待测风电机组指的是所述待测风电机组的控制室，通过所述第一图像采集器可以检测待测风电机组的控制室内的图像信息，通过该图像信息可以判断检测待测风电机组内是否出现火情等状况，当通过所述第一图像采集器检测到所述待测风电机组内出现着火情况时，测试人员可以第一时间观测到，并及时处理。通
过所述第二图像采集器可以观察待测风电机组的扇叶、杆塔的工作状态，当所述扇叶转动不稳、杆塔倾斜时，测试人员可以第一时间观测到这些情况，并及时处理。可以理解的是根据实际工程需要，所述第一图像采集器和第二图像采集器的功能可以集成到一个图像采集器中。另外，应当理解安装在风电机组的外部的图像采集器可以安装在安全舱a上或者风电机组的塔架上、或者其他可以实现其工程需要的适当位置。
55.在本技术上述实施例公开的技术方案中，安全舱内的远程控制器与所述待测风电机组中的风机控制器相连，通过所述图像采集器对所述待测风电机组的目标部件的运行状态，并将检测到的图像信息发送给所述远程控制器，通过所述远程控制器展示所述图像采集器采集到的图像信息，因此，实现了待测风电机组的远程控制，降低了风电机组远距离动态调试过程中的安全隐患。
56.在本技术另一实施例公开的技术方案中，所述远程控制器与所述风机控制器之间的连接方式可以根据用户需求自行选择，可以通过线缆连接、光纤连接和/或通过无线网络进行连接，考虑到风电机组所处环境，在本方案中，优先选用光纤连接，其中，由于所述视频信号线和通信线缆均为光纤线缆，在本方案中，可以通过2芯多模光纤实现所述视频信号线和通信线缆，所述2芯多模光纤进入安全舱后接入到光纤交换机，通过光纤交换机转换成网线通信，连接到所述远程控制器。
57.当所述远程控制器与所述风机控制器之间通过线缆连接、光纤连接时，所述安全舱a和风机控制器之间的光纤或线缆铺设可采用地埋或架空的方式，为防止光纤和线缆损坏，经过道路时，可以在道路口挂置醒目的标志牌，提醒过路车辆注意。在啮齿动物等频繁出没地方，也对电缆做护管特殊保护，所述特殊保护指的是在所述电缆设置保护套。
58.进一步的，当所述远程控制器与所述风机控制器之间通过光纤连接时，为了保证数据的可靠传输，参见图5，上述设备还可以包括：设置在所述远程控制器与所述风机控制器之间的光中继器d。光中继器是在长距离的光纤通信系统中补偿光缆线路光信号的损耗和消除信号畸变及噪声影响的设备。是光纤通信设备的一种。其作用是延长通信距离。示例性地，由光接收机、定时判决电路和光发送机三部分及远供电源接收、遥控、遥测等辅助设备组成。光中继器将从光纤中接收到弱光信号经光检测器转换成电信号，再生或放大后，再次激励光源，转换成较强的光信号，送入光纤继续传输。
59.当所述远程控制器与所述风机控制器之间通过无线网络连接时，所述待测风电机组与所述远程控制器上还可以设置有无线通讯模块，通过所述无线通讯模块连接无线网络，通过无线网络实现待测风电机组与所述远程控制器之间的数据交互。
60.参见图6，为了当所述待测风电机组出现故障时，控制所述待测风电机组急停，在本方案中，还可以包括：
61.设置在所述安全舱内的急停按键e，所述急停按键e通过急停信号线与所述待测风电机组的安全继电器相连，所述急停按键在触发时，用于向所述安全继电器发送急停信号。急停按钮输入到安全链的线缆优选可以是屏蔽线缆(镀锡铜芯乙丙橡皮绝缘氯磺化聚乙烯橡胶护套风力发电用耐寒耐扭曲屏蔽软电缆)。
62.在本方案中，当检测到远程控制器检测到待测风电机组出现异常时，通过触发所述安全舱a内的急停按键e，急停按键e被触发时，向所述安全继电器发送急停信号，所述安全继电器在获取到该信号时，生成急停指令，待测风电机组在获取到该急停指令时，执行急
停动作。
63.在本技术另一实施例公开的技术方案中，所述安全舱内的用电设备需要配置工作电源，在本方案中，参见图7，所述安全舱a内可以设置有储能设备f和dc-dc转换器g，所述储能设备通过dc-dc转换器与所述待测风电机组的电力输出接口相连，所述待测风电机组的电力输出接口输出的电能通过电源线将所述待测风电机组产生的电能发送至所述dc-dc转换器，通过dc-dc转换器处理后，将电能存储至所述储能设备f中，所述安全舱a内的用电设备再由所述储能设备取电。
64.除了通过所述待测风电机组向所述储能设备f供电之外，参见图8，还可以包括光伏发电设备h，所述太阳能发电设备的电能输出端通过电源线与所述储能设备的充电接口相连，所述太阳能发电设备的太阳能板通过固定件固定在所述安全舱的顶部。此时，除了可以采用风力发电机组向所述储能设备供电之外，还可以通过所述光伏发电设备h向所述储能设备f进行供电。
65.为了便于固定所述安全舱连接的各种线缆，所述安全舱上还设置有夹持支架，所述夹持支架设置于所述安全舱的穿线孔的位置处，用于固定所述视频信号线、急停信号线、通信线和电源线，为了规范所述固定视频信号线、急停信号线、通信线和电源线在所述安全舱内的走线，所述安全舱内还设置有用于固定视频信号线、急停信号线、通信线和电源线的桥架，所述固定信号线、通信线和电源线通过扎带或其他固定件固定在所述桥架上。
66.在本方案中，所述通信线优选光纤，考虑到电源线和信号线过近时，电源线内的电流会对所述信号线内的传输信号产生干扰，所述信号线具体为具有屏蔽层的信号线，通过所述屏蔽层可优先防止电流对传输信号的干扰。
67.在本技术另一实施例公开的技术方案中，为了对所述待测风电机组内的烟雾状态进行监控，上述设备还包括：设置在所述待测风电机组内部的烟雾传感器；与所述烟雾传感器相连的、设置在所述安全舱内的烟雾报警器，所述烟雾串改器通过信号线与所述安全仓内的烟雾报警器相连。
68.进一步的，考虑到放电机组通常设置于常年大风的环境中，大风通常伴随着雷雨天气，因此，为了保障测试人员的安全，上述方案还可以包括设置在所述安全舱上的避雷器，所述避雷器设置于所述安全舱顶部，所述避雷针包括依次连接的闪接器、金属引下线和接地装置。
69.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
70.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。