[发明专利]海上风力机的安全监测系统及海上风力机的安全监测方法

说明书

本公开是关于一种海上风力机的安全监测系统及海上风力机的安全监测方法。所述种海上风力机的安全监测系统包括：数据采集终端、数据处理终端，所述数据采集终端包括：第一声波传感器、第二声波传感器、数据传输模块；所述数据处理终端包括数据收集模块和安全监测模块。本发明的海上风力机安全监测系统实现了基于声学特征的海上风力机的实时安全状态监测，提升了安全性和监测稳定性。

技术领域

本公开涉及海上风力发电运维领域，尤其涉及海上风力机安全监测系统及方法。

背景技术

风能作为一种清洁和可再生的新能源，近年来逐渐得到人们的关注。由于海上风资源丰富，具有发电量大、发电时间长、不占用土地、可大规模开发等优势，风电技术正从陆上逐步延伸到海上。海上风力发电机已经成为世界可再生能源发展领域的热点。

但是由于海上风电场较陆上风电场的工作环境更为恶劣，湿气和盐雾腐蚀、雷电和台风的破坏、冰雪和海浪以及海上冲击物(海冰)等恶劣天气会对海上风电机组运行带来风险。

传统的风机安全观测设备有水准仪、光纤光栅传感器等，水准仪因其受地理环境因素影响无法运用于海上风机观测；光纤光栅传感器观测在工程领域中应用广泛，技术最成熟，但由于光纤光栅比较脆弱，在恶劣工作环境中非常容易破坏，因而需要对其进行封装后才能使用，即将传感器植入机组塔内部，这会造成对在日后的维护和维修中不易取出和再次植入的技术问题。

因此，大风、海啸等突发恶劣天气情况下对海上风力发电机进行实时的安全监测系统以及安全监测方法是亟待解决的问题。

发明内容

本申请的主要目的在于，提供一种基于声学特征的海上风力发电机安全监测系统及方法，以解决现有技术存在的问题。通过本发明的海上风力发电机安全监测系统，能够实现在大风、海啸等突发恶劣天气情况下对海上风力发电机的实时安全监测系统。

根据本公开的第一方面，提供一种海上风力发电机安全监测系统，其包括：数据采集终端、数据处理终端；

所述数据采集终端包括：第一声波传感器、第二声波传感器、数据传输模块；所述第一声波传感器为浮筒式，设置在所述海上风电机的海桩与海平面相交的位置，用于获取海浪对所述海上风力机的所述海桩冲击产生的第一声学信号；所述第二声波传感器设置在所述海上风电机的所述海桩的海平面以下的位置，用于获取海底海流流过所述海上风电机的所述海桩产生的第二声学信号；所述数据传输模块用于将所述第一声学信号、第二声学信号发送到所述数据处理终端；

所述数据处理终端包括数据收集模块和安全监测模块；所述数据收集模块用于接收来自所述数据传输模块的所述第一声学信号、所述第二声学信号；所述安全监测模块用于监测所述第一声学信号是否达到或超过预置的第一预警声学值、以及、第二声学信号是否达到或超过预置的第二预警声学值，并且在所述第一声学信号达到或超过所述第一预警声学值或者所述第二声学信号达到或超过所述第二预警声学值时发出预警指令；

所述第一预警声学值是利用所述第一声波传感器收集到的海浪冲击所述海桩产生的第一阈值载荷对应的声学信号；所述第二预警声学值是利用所述第二声波传感器收集到的海浪冲击所述海桩产生的第二阈值载荷对应的声学信号。

本发明的海上风力机安全监测系统中，进一步包括执行设备和控制中心，

所述安全监测模块，用于在所述第一声学信号达到或超过所述第一预警声学值或者所述第二声学信号达到或超过所述第二预警声学值时向所述执行设备和所述控制中心发出预警指令；所述执行设备安装在所述海上风力机上，用于接收所述安全监测模块发出的所述预警指令并根据所述预警指令执行闪烁和/或蜂鸣操作，以及，用于接受所述控制中心发出的控制指令，并执行控制指令；所述控制中心与所述数据处理终端无线连接，用于接收所述预警指令，并根据所述预警指令对所述执行设备发出控制指令。

本发明的海上风力机安全监测系统中，所述控制指令包括：制动停机指令。