一种新能源设备状态监测采集系统的制作方法

本发明涉及新能源设备状态监测，尤其涉及一种新能源设备状态监测采集系统。

背景技术：

1、风力发电是指把风的动能转为电能，风能是一种清洁无公害的可再生能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，人们感兴趣的是如何利用风来发电，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视；

2、我国电力工业发展规模迈上新台阶，电力建设步伐不断加快，能源结构调整取得新成就，非化石电源发展明显加快，但是，现有技术监督管理主要采用传统管理模式，存在技术监督管理不当的问题，进而降低风电场设备实时动态和精准化管理效率，且无法了解风电场设备数据传输情况，进而不利于风电场设备出现缺陷问题的追踪效率和数据稳定传输，以及无法对风电场设备整体状态质量进行监管，降低风电场设备的整体管理效果；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新能源设备状态监测采集系统，去解决上述提出的技术缺陷，本发明通过从风力发电机组的热备用状态和运行状态两个角度进行分析，以了解风力发电机组的状态风险情况，以便通过信息反馈的方式对风力发电机组进行合理化管理，以保证风力发电机组的运行安全性，同时结合数据传输情况进行分析，以便监督端对风力电场的监督和数据核实，同时有助于及时、有效的了解风电场设备实时动态，以便精确化管理，同时有助于了解风力发电机组的整体运行质量情况，以便合理的进行管控力度调整。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种新能源设备状态监测采集系统，包括监管平台、数据采集单元、传输监管单元、运转状态监管单元、备用安全管理单元、融合评估分析单元以及管理显示单元；

3、当监管平台生成运管指令时，并将运管指令发送至数据采集单元和传输监管单元，数据采集单元在接收到运管指令时，立即采集风力发电机组的运行工作数据和热备待机数据，运行工作数据包括旋转特征值和储备风险值，热备待机数据包括表现风险值和运行阻碍值，并将运行工作数据和热备待机数据分别发送至运转状态监管单元和备用安全管理单元，备用安全管理单元在接收到热备待机数据后，立即对热备待机数据进行热备用状态安全监管评估分析，将得到的运行信号发送至融合评估分析单元，将得到的风险信号经数据采集单元发送至管理显示单元；

4、运转状态监管单元在接收到运行工作数据后，立即对运行工作数据进行运行风险监管评估操作和定义式比对操作，将得到的正常信号发送至融合评估分析单元，将得到的异常信号发送至管理显示单元；

5、传输监管单元在接收到运管指令时，立即采集数据传输过程中的传输风险数据，传输风险数据包括丢失倍率值和传输阻碍值，并对传输风险数据进行传输安全监管分析，将得到的稳定信号发送至融合评估分析单元，将得到的管控信号发送至管理显示单元；

6、融合评估分析单元在接收到运行信号、正常信号以及稳定信号后，立即进行状态趋势评估反馈分析，将得到的优化信号、波动信号以及平缓信号经备用安全管理单元发送至管理显示单元。

7、优选的，所述备用安全管理单元的热备用状态安全监管评估分析过程如下：

8、s1：设置监测周期，并将其标记为时间阈值，获取到时间阈值内风力发电机组的表现风险值，表现风险值表示内部部件单位时间内耗电量超出预设阈值的部分，再与液压压力值偏离预设范围的部分经数据归一化处理后得到的积值，将表现风险值与预设表现风险值阈值进行比对分析，将表现风险值大于预设表现风险值阈值的部分标记为失控风险值；

9、s2：获取到时间阈值内风力发电机组的运行阻碍值，运行阻碍值表示风力发电机组内部线路温度值超出预设线路温度值阈值的部分，再与内部部件表面粉尘颗粒体积经数据归一化处理后得到的积值，并将运行阻碍值与存储的预设运行阻碍值阈值进行比对分析，若运行阻碍值大于预设运行阻碍值阈值，则将运行阻碍值大于预设运行阻碍值阈值的部分标记为运行潜在值；

10、s3：将失控风险值和运行潜在值与其内部录入存储的预设失控风险值阈值和预设运行潜在值阈值进行比对分析：

11、若失控风险值小于预设失控风险值阈值，且运行潜在值小于预设运行潜在值阈值，则生成运行信号；

12、若失控风险值大于等于预设失控风险值阈值，或运行潜在值大于等于预设运行潜在值阈值，则生成风险信号。

13、优选的，所述运转状态监管单元的运行风险监管评估操作过程如下：

14、t1：将时间阈值划分为i个子时间段，i为大于零的自然数，获取到各个子时间段内风力发电机组的旋转特征值和储备风险值，旋转特征值表示旋转异响特征曲线位于预设旋转异响特征曲线上方线段所对应长度与机组振动幅度均值经数据归一化处理后得到的积值，再与齿轮箱的单位时间摩擦升温值超出预设阈值的部分经数据归一化处理后得到的积值，储备风险值表示电压波动频率与电池折损值经数据归一化处理后得到的积值，电池折损值表示过度充电次数与充电总次数之比，再与电池已使用时长与电池剩余使用时长之比经数据归一化处理后得到的积值；

15、t2：以子时间段的个数为x轴，分别以旋转特征值和储备风险值为y建立直角坐标，通过描点的方式分别绘制旋转特征值曲线和储备风险值曲线，进而分别获取到旋转特征值曲线和储备风险值曲线位于预设旋转特征值曲线和预设储备风险值曲线上方线段与x轴所围成的面积，并分别标记为旋转失控值和储备影响值，标号为xs和cy，同时获取到时间阈值内风力发电机组的潜在干扰值qz。

16、优选的，所述运转状态监管单元的定义式比对操作过程如下：

17、tt1：根据公式得到运行失常评估系数，其中，a1、a2以及a3分别为旋转失控值、储备影响值以及潜在干扰值的预设比例因子系数，a1、a2以及a3均为大于零的正数，a4为预设修正因子系数，取值为2.882，q为运行失常评估系数，并将运行失常评估系数q与其内部录入存储的预设运行失常评估系数阈值进行比对分析：

18、若运行失常评估系数q与预设运行失常评估系数阈值之间的比值小于1，则生成正常信号；

19、若运行失常评估系数q与预设运行失常评估系数阈值之间的比值大于等于1，则生成异常信号；

20、tt2：其中，潜在干扰值的分析过程如下：

21、获取到风力发电机组投入使用时刻到当前时刻之间的时长，并将其标记为投入时长，获取到投入时长内环境参数所对应数值偏离预设范围的时长与投入时长之间的比值，并将其标记为潜在干扰值，环境参数表示平均温度值、平均湿度值。

22、优选的，所述传输监管单元的传输安全监管分析过程如下：

23、v1：获取到各个子时间段内风力发电机组的丢失倍率值和传输阻碍值，丢失倍率值表示传输距离与环境电磁干扰值经数据归一化处理后得到的积值，再与传导电阻值经数据归一化处理后得到的积值，传输阻碍值表示传输线路的传输容量超出预设传输容量阈值的部分，再与传输延迟时长经数据归一化处理后得到的积值；

24、v2：将丢失倍率值和传输阻碍值与存储的预设丢失倍率值阈值和预设传输阻碍值阈值进行比对分析，将丢失倍率值大于预设丢失倍率值阈值所对应的子时间段标记为风险段，将传输阻碍值大于预设传输阻碍值阈值所对应的子时间段标记为异常段，进而分别构建风险段和异常段的集合a和集合b，进而获取到集合a和集合b的并集，并将其标记为集合c，获取到集合c中子集的总个数与子时间段总个数之比，并将其标记为传输风险系数，将传输风险系数与存储的预设传输风险系数阈值进行比对分析：

25、若传输风险系数小于预设传输风险系数阈值，则生成稳定信号；

26、若传输风险系数大于等于预设传输风险系数阈值，则生成管控信号。

27、优选的，所述融合评估分析单元的状态趋势评估反馈分析过程如下：

28、获取到时间阈值内运行信号所对应的失控风险值和运行潜在值，同时获取到时间阈值内正常信号所对应的运行失常评估系数q，以及获取到时间阈值内稳定信号所对应的传输风险系数，并将失控风险值、运行潜在值以及传输风险系数分别标号为sk、yq以及cf；

29、根据公式得到状态质量评估系数，其中，f1、f2、f3以及f4分别为运行失常评估系数、失控风险值、运行潜在值以及传输风险系数的预设权重因子系数，f1、f2、f3以及f4均为大于零的正数，f5为预设容错因子系数，取值为2.896，p为状态质量评估系数，并将状态质量评估系数p与其内部录入存储的预设状态质量评估系数阈值进行比对分析：

30、若状态质量评估系数p大于等于预设状态质量评估系数阈值，则生成优化信号；

31、若状态质量评估系数p小于预设状态质量评估系数阈值，则生成反馈指令，获取到历史m个正常风力发电机组的状态质量评估系数，以状态质量评估系数的个数为x轴，以状态质量评估系数为y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制状态质量评估系数曲线，进而从状态质量评估系数曲线中获取到相连两个描绘点所构成线段的长度超出预设阈值的个数与线段总个数之比，并将其标记为质量评估值，将质量评估值与其内部录入存储的预设质量评估值阈值进行比对分析：

32、若质量评估值大于预设质量评估值阈值，则生成波动信号；

33、若质量评估值小于等于预设质量评估值阈值，则生成平缓信号。

34、本发明的有益效果如下：

35、（1）本发明通过从风力发电机组的热备用状态和运行状态两个角度进行分析，以了解风力发电机组的状态风险情况，以便通过信息反馈的方式对风力发电机组进行合理化管理，以保证风力发电机组的运行安全性，同时结合数据传输情况进行分析，以便监督端对风力电场的监督和数据核实，同时有助于及时、有效的了解风电场设备实时动态，以便精确化管理，同时有助于了解风力发电机组的整体运行质量情况，以便合理的进行管控力度调整；

36、（2）本发明通过信息反馈和数据融合的方式进行状态趋势评估反馈分析，以判断风力发电机组整体的热备用和运行状态正常前提下的运行质量是否合格，以便合理的调整对风力发电机组的管控优化，同时根据风力发电机组状态质量的变化特征进行合理化管理，以保证风力发电机组高质量安全运行。