一种基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统的制作方法

本发明涉及车载能源系统，具体是涉及一种基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统。

背景技术：

1、随着世界各国对能源的需求逐年增加，传统化石能源的过度消耗不仅造成严重的大气污染和水污染问题，而且对人类生存和社会经济发展带来巨大挑战。太阳能作为一种清洁的可再生能源，与传统化石能源相比具有分布广、资源丰富、产业化基础好、环境影响小和取之不尽用之不竭等优点。尽管我国光伏发电装机容量和规模在逐年增加，但大多数电站的运维水平和手段远远低于电站的建设速度，越来越多的光伏电站面临运维难题。近年来，国内风电行业飞速发展，新增了大量的风电机组，而大量风场的建立以及投运让风电产品的重要性日益彰显。风力发电机组有着随机性以及间歇性，其有功出力根据风速进行变化，风电机组有功潮流变化幅度较大，导致系统产生较大幅度的电压变化以及无功损耗。正由于复杂的工况，导致风机故障率居高不下。同时，风电场通常位于比较偏远的地区，其环境较为恶劣，重要组成部件均位于塔顶，这对于运维人员的运维任务是巨大的挑战。

2、目前，国内外对于风电机组运行状态的监测已经进行了大量的研究工作，根据模糊识别理论,研究了适用于风电双馈异步电机的多元模糊诊断流程。根据安装在风电机组上的若干传感器，提取故障特征，对多故障特征进行融合，对双馈异步电机进行诊断。对风电机组发电机正常状态下数据采集以及监控(scada)系统进行了研究。样本数据通过堆叠自编码网络深度学习的方法，因此利用状态变量的残差趋势变化对异常变量进行隔离,判定可能的故障原因达到故障诊断的目的。目前已有学术上的方法投入风电场使用，不过因为研究内容不够深入，功能完善度不足，会时常发生故障误报以及故障漏报的情况。具体是因为现有的系统对于诊断结果只能给出一个初步的判断，在系统初步故障报警后还需要专业运维人员进行进一步的排查与诊断才能达到高效运维的效果。

3、此外，光伏光伏电力系统也存在在系统初步故障报警后还需要专业运维人员进行进一步的排查与诊断才能达到高效运维的效果的问题。

4、为此，提出一种基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统。

技术实现思路

1、本发明以解决背景技术中提出的问题为目的，提供了一种基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统。

2、具体技术方案如下：

3、一种基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，包括：

4、操作端，包括显示器以及主机，所述主机与所述显示器电性连接，且所述主机内具有输变电工程绿色电力智慧监控管理系统，所述输变电工程绿色电力智慧监控管理系统包括风电系统监控子系统以及光伏电力系统监控子系统，其中：

5、所述风电系统监控子系统包括风电系统运行状态管控模块、风电系统各节点监测模块、风电系统故障切断模块、风电系统输电线路带电警示故障报警模块以及风电系统储能模块；

6、所述光伏电力系统监控子系统包括光伏电力系统运行状态管控模块、光伏电力系统各节点监测模块、光伏电力系统故障切断模块、光伏电力系统输电线路带电警示故障报警模块以及光伏电力系统储能模块。

7、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述风电系统运行状态管控模块用于提供风电系统运行状态动态显示画面、报警信息以及操作界面；

8、所述风电系统各节点监测模块与所述风电系统运行状态管控模块通信连接，用于按照分布区域分段监测风电系统输电线路的运行状态，并将监测的运行数据上传给所述风电系统运行状态管控模块；

9、所述风电系统故障切断模块与所述风电系统运行状态管控模块通信连接，用于在所述风电系统各节点监测模块监测到风电系统输电线路的运行状态发生故障时切断输变电变压器，并且在所述风电系统各节点监测模块监测到风电系统输电线路的运行状态恢复正常时自动复位以使得输变电变压器继续工作；

10、所述风电系统输电线路带电警示故障报警模块与所述风电系统运行状态管控模块通信连接，用于实时监测风电系统输电线路的带电状态，用于提醒线路维修人员待维修的电系统输电线路是否带电，以保证线路维修人员的生命安全；

11、所述风电系统储能模块与所述风电系统运行状态管控模块通信连接，用于在输变电变压器被切断后直接介入存储风电系统产生的电能。

12、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述光伏电力系统运行状态管控模块用于提供光伏电力系统运行状态动态显示画面、报警信息以及操作界面；

13、所述光伏电力系统各节点监测模块与所述光伏电力系统运行状态管控模块通信连接，用于按照分布区域分段监测光伏电力系统输电线路的运行状态，并将监测的运行数据上传给所述光伏电力系统运行状态管控模块；

14、所述光伏电力系统故障切断模块与所述光伏电力系统运行状态管控模块通信连接，用于在所述光伏电力系统各节点监测模块监测到光伏电力系统输电线路的运行状态发生故障时切断输变电变压器，并且在所述光伏电力系统各节点监测模块监测到光伏电力系统输电线路的运行状态恢复正常时自动复位以使得输变电变压器继续工作；

15、所述光伏电力系统输电线路带电警示故障报警模块与所述光伏电力系统运行状态管控模块通信连接，用于实时监测光伏电力系统输电线路的带电状态，用于提醒线路维修人员待维修的电系统输电线路是否带电，以保证线路维修人员的生命安全；

16、所述光伏电力系统储能模块与所述光伏电力系统运行状态管控模块通信连接，用于在输变电变压器被切断后直接介入存储光伏电力系统产生的电能。

17、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述风电系统各节点监测模块以及所述光伏电力系统各节点监测模块均包括超声波局放检测仪、电流传感器以及电压传感器，所述超声波局放检测仪、所述电流传感器以及所述电压传感器均按照输电线路分布区域分段安装在输电线路沿线上，且所述超声波局放检测仪、所述电流传感器以及所述电压传感器均内置第一通信模块以及第一gps定位模块，所述第一通信模块用于使得所述超声波局放检测仪、所述电流传感器以及所述电压传感器分别与所述风电系统运行状态管控模块以及所述光伏电力运行状态管控模块建立通信连接，所述第一gps定位模块用于获取所述超声波局放检测仪、所述电流传感器以及所述电压传感器所在地理位置的信息。

18、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述第一通信模块包括lora通信模块、nb-iot通信模块、4g通信模块和5g通信模块中的至少一种。

19、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述风电系统故障切断模块以及所述光伏电力系统故障切断模块均由电力切断装置组成，所述电力切断装置包括继电器，所述继电器安装在所述输变电变压器电压输出侧。

20、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述风电系统输电线路带电警示故障报警模块以及所述光伏电力系统输电线路带电警示故障报警模块均由输电线路带电警示报警器组成，所述输电线路带电警示报警器包括主体结构以及输电线路带电警示报警组件，所述主体结构用于形成所述输电线路带电警示报警器的基础结构，所述输电线路带电警示报警组件用于在检测到输电线路带电时发出红色灯光报警信号以及用于在检测到输电线路没带电时发出绿色灯光报警信号。

21、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述主体结构包括喇叭状外壳、配装座、两个t形夹块、锁紧螺栓以及两个夹板，所述输电线路带电警示报警组件安装在所述喇叭状外壳的底部，所述配装座固定安装在所述喇叭状外壳的顶部，且所述配装座的侧部对称开设有两个t形卡槽，两个所述t形夹块分别滑动安装在两个所述t形卡槽内，且两个所述t形夹块对称设置，所述锁紧螺栓共同螺接在两个所述t形夹块的上端，两个所述夹板分别固定安装在两个所述t形夹块的内侧面上，且两个所述夹板的内侧面上均开设有弧形卡槽，两个所述夹板的宽度均大于所述t形卡槽的槽口宽度。

22、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述喇叭状外壳的外侧面上一体设有安装槽体，所述安装槽体内安装有太阳能电池板。

23、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述风电系统储能模块以及所述光伏电力系统储能模块均由蓄电池组组成，所述蓄电池组包括若干钠离子蓄电池。

24、上述的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统，其中：所述输电线路带电警示报警组件包括盒体、电流互感器、控制主板、蓄电池、控制器、第二gps定位模块、第二通信模块、底盖、电机、主动齿轮、u形架、中空连接杆、供电旋转接头、从动齿轮、连接板、螺旋形灯壳以及若干led灯珠,所述盒体固定安装安装在所述喇叭状外壳的内顶壁底部，所述电流互感器、所述控制主板以及所述蓄电池从上至下依次固定安装在所述盒体的内部，所述控制器、所述第二gps定位模块以及所述第二通信模块均集成在所述控制主板上，所述底盖固定安装在所述盒体的底部，所述电机固定安装在所述底盖的底部，所述主动齿轮固定安装在所述电机的转动轴端部，所述u形架固定安装在所述底盖的底部，所述中空连接杆通过轴承转动安装在所述u形架的底壁上，且所述中空连接杆竖直设置，所述供电旋转接头安装在所述中空连接杆的上端与所述底盖的底部之间，用于为所述led灯珠供电以及传输信号，所述从动齿轮固定套装在所述中空连接杆上，且所述从动齿轮与所述主动齿轮相互啮合，所述连接板固定安装在所述中空连接杆的底端端部，所述螺旋形灯壳固定安装在所述连接板的底部，若干所述led灯珠均固定安装在所述螺旋形灯壳的内部，且若干所述led灯珠沿着所述螺旋形灯壳的旋向均匀分布，其中：

25、所述电流互感器与所述控制器电性连接，用于检测输电线路是否带电，并将检测输电线路是否带电的信息数据发送至所述控制器；

26、所述蓄电池与所述太阳能电池板电性连接，用于为所述电流互感器、所述控制器、所述第二gps定位模块、所述第二通信模块、所述电机以及若干所述led灯珠供电；

27、所述控制器用于控制所述电机以及若干所述led灯珠自动化工作；

28、所述第二gps定位模块与所述控制器电性连接，用于获取所述输电线路带电警示报警器的所在的地理位置信息；

29、所述第二通信模块与所述控制器电性连接，用于所述输电线路带电警示报警器分别与所述风电系统运行状态管控模块以及所述光伏电力运行状态管控模块建立通信连接，所述第二通信模块包括lora通信模块、nb-iot通信模块、4g通信模块和5g通信模块中的至少一种；

30、所述电机与所述控制器电性连接，用于驱动所述主动齿轮带动从动齿轮旋转进而驱动所述中空连接杆带动所述螺旋形灯壳以及若干所述led灯珠转动；

31、若干所述led灯珠均与所述控制器电性连接，用于发出红色灯光报警信号以及绿色灯光报警信号。

32、本发明具有以下有益效果：

33、本发明提供的基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统主要由显示器以及主机组成的操作端、运行在主机内的输变电工程绿色电力智慧监控管理系统组成，输变电工程绿色电力智慧监控管理系统主要由风电系统监控子系统以及光伏电力系统监控子系统，风电系统监控子系统主要由风电系统运行状态管控模块、风电系统各节点监测模块、风电系统故障切断模块、风电系统输电线路带电警示故障报警模块以及风电系统储能模块组成，光伏电力系统监控子系统主要由光伏电力系统运行状态管控模块、光伏电力系统各节点监测模块、光伏电力系统故障切断模块、光伏电力系统输电线路带电警示故障报警模块以及光伏电力系统储能模块组成，使得该基于风力发电及光伏发电的输变电工程绿色电力智慧监控系统可以远程监控风电系统以及光伏电力系统各节点的运行状态，可以依据第一gps定位模块、超声波局放检测仪、电流传感器以及电压传感器获得的数据信息分析出风电系统以及光伏电力系统各节点具体位置的具体故障信息，无需专业运维人员进行进一步的排查与诊断，使得专业运维人员可以直接到达故障现场进行维护，可以大幅提高风电系统以及光伏电力系统的运维效率；

34、另外，设置的光伏电力系统故障切断模块用于在光伏电力系统各节点监测模块监测到光伏电力系统输电线路的运行状态发生故障时切断输变电变压器，并且在光伏电力系统各节点监测模块监测到光伏电力系统输电线路的运行状态恢复正常时自动复位以使得输变电变压器继续工作；设置的风电系统故障切断模块用于在风电系统各节点监测模块监测到风电系统输电线路的运行状态发生故障时切断输变电变压器，并且在风电系统各节点监测模块监测到风电系统输电线路的运行状态恢复正常时自动复位以使得输变电变压器继续工作，不仅可以保证风电系统以及光伏电力系统能够安全运行，还能进一步提高风电系统以及光伏电力系统的运维效率；

35、此外，设置的风电系统储能模块用于在输变电变压器被切断后直接介入存储风电系统产生的电能；设置的光伏电力系统储能模块用于在输变电变压器被切断后直接介入存储光伏电力系统产生的电能，可以有效提高风电系统以及光伏电力系统的发电利用率，可避免因故障时造成能源浪费。