[实用新型]一种风电场维护监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于风电场运行维护的实时监控系统。 

背景技术

近年来，风力发电在世界范围内获得了迅猛发展，风电场的规模不断扩大。由于风电场属于典型的分布式发电系统，风力发电机组数量多、位置分散、工况差异大，造成风电场运行维护工作复杂，风电场运行维护水平直接影响到其发电产出。因此，风电场的运行维护水平越来越受到业界关注。 

当前，各风力发电场已基本配备了SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)数据采集和监控系统对各发电单元进行组网连接，以实现对风电场各发电单元的集中监控。风电场的SCADA数据采集和监控系统的基本构成如图1所示。各风力发电机组的发电机、变流器、控制系统和以太网交换机依次连接，变桨装置与控制系统控制连接，各风力发电机组通过其以太网交换机与SCADA系统连接。这类SCADA数据采集和监控系统可认为是风电场的工作监控系统，虽然对发电单元及各部件存在一定的维护能力，但数据的采集量和采样率不足，不足以支持复杂问题的处理。现有SCADA数据采集和监控系统上在维护功能上存在以下缺陷： 

1、由于风力发电用的控制系统和变流器、变桨装置等一般来自不同的制造商，受控制系统通信方式、容量和通信协议的限制，控制系统所采集的变流器、变桨装置的运行参数往往非常有限，且实时性低，这种监控方式对于变流器甚至整个风力发电机组的运行维护和故障诊断都形成了制约。 

2、当变流器或相关系统出现故障时，控制系统所能提供的信息极其有限，往往需要变流器厂家派人到风电场甚至是故障风力发电机组的现场进行故障分析；由于目前风电场一般分布在比较偏远的地区，这种维护方式会造成大量的时间和费用开销，维护成本高，且属于事后处理，维护质量也受到一定影响。 

3、另一方面，变流器采集和记录了包括电网、变流器、发电机等在内的各种实时性高、内容丰富的运行参数，对整个系统具备很高的监控和诊断 价值，但长期以来，变流器采集和记录的运行参数却没有得到有效的利用，造成风电场维护效率低下。 

为解决以上问题，中国专利200910107587.5公开了“一种风力发电用变流器远程监控系统”，该系统包括多台风力发电机组，每台风力发电机组包括控制系统和变流器，变流器组网形成变流器监控网络，变流器远程监控台与变流器监控网络通信连接。采用该变流器集中监控系统，可有效地利用变流器采集的各种实时、丰富的运行参数，提升风电场运行维护和故障诊断的效率。但是，该技术方案仍存在以下的缺陷： 

1、该变流器集中监控系统中缺乏控制系统、变桨系统、发电机等关键部件的相关信息，作为维护监控网络，对于整个风力发电系统复杂故障的分析处理不利； 

2、对于发电机及箱式变流器等设备，需要采集数量更多或频度更高的电气或环境数据，才能完成更深入的维护，但变流器缺乏相应的接口扩充能力。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种风电场维护监控系统，克服现有风力发电用变流器远程监控系统存在的信息不完整、接口扩展能力不足、不能满足整个风力发电系统复杂故障的分析处理的缺陷。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种风电场维护监控系统，包括多台风力发电机组，该风力发电机组包括依次连接的发电机、变流器、控制系统和以太网交换机； 

其特征在于，该风电场维护监控系统还包括集中维护监控装置和维护适配器，该维护适配器与所述风力发电机组一一对应，该集中维护监控装置对所述风力发电机组变流器的实时信息和基本信息进行解析和处理； 

该维护适配器连接其对应的所述风力发电机组的变流器，并通过交换机组网连接所述集中维护监控装置。 

在本实用新型的风电场维护监控系统中，所述维护适配器的收发器一连接该维护适配器对应的所述风力发电机组的发电机、控制系统之一或其组合，连接所述发电机时该收发器一通过传感器与所述发电机进行连接。 

在本实用新型的风电场维护监控系统中，所述维护适配器的收发器一连接该维护适配器对应的所述风力发电机组的发电机、控制系统之一或其组合，连接所述发电机时该收发器一通过传感器与所述发电机进行连接；连接所述风力发电机组的发电机、控制系统之一或其组合时，所述集中维护监控装置对所述风力发电机组发电机、控制系统的实时信息和基本信息进行解析和处理。