[发明专利]一种海上风电运维智能管理平台及方法

说明书

本发明公开了一种海上风电运维智能管理平台及方法，包括硬件设备和软件应用系统，所述硬件设备包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和显示模块，所述软件应用系统包括平台端软件、移动端软件、服务器软件、传输软件和数据采集模块各数据采集装置自身的软件。该海上风电运维智能管理平台及方法由一整套硬件设备、软件应用系统结合的平台，通过硬件设备进行现场监控和数据采集，软件平台对数据进行统计、融合、分析和处理，根据分析处理结果进行风险预警和状态评估，提供预测方案，输出智能运维决策，平台支持电脑端和移动端等多端协同，实现对海上风电场运维的智能化、精细化管理。

技术领域

本发明涉及风电运维管理技术领域，具体为一种海上风电运维智能管理平台及方法。

背景技术

当前，海上风力发电已成为时下的热门趋势，已经实现通过漂浮式风场建立海上风电场，充分利用海风这种环保、可循环的自然资源，具备极大的优势。然而，海上环境相比陆地更为复杂：首先，高盐、高温、高湿的海水侵蚀将影响发电机组的使用寿命；同时，海上风浪大，运维成本高，天气恶劣的情况下，运维人员难以到达指定地点进行运维工作；此外，海底电缆及机组设备采用的材质有别于普通电缆和机组设备，运维难度高、可作业时间短。因此，在运维环境较为恶劣、运维交通成本大的情况下，如何进行有效的智能化运维，是大力推广海上风力发电过程中亟待解决的一大难题。 目前，我国的海上运维模式基本照搬陆上风电运维经验，计划检修为主、故障检修为辅，计划检修明显的弊端主要表现在欠维修及盲目维修等，由于海上作业的特殊情况，大大增加了运维成本。由于海上风电场经常受到恶劣的自然环境、复杂的地理位置和昂贵的交通运输等方面的影响，运行和维护成本过高，随着不断向远海海域开发大型风电场，海上风电场的运行和维护成本不断加大，现有的海上风电运维方式不利于海上风电场的持续开发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风电运维智能管理平台，以解决上述背景技术中提出的问题。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海上风电运维智能管理平台，包括硬件设备和软件应用系统，所述硬件设备包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和显示模块，所述软件应用系统包括平台端软件、移动端软件、服务器软件、传输软件和数据采集模块各数据采集装置自身的软件，所述数据采集模块包括各类数据采集装置。所述数据传输模块用于连接数据采集模块和数据处理模块。所述数据处理模块包括服务器。所述显示模块包括控制中心的显示屏和移动端显示屏。 优选的，所述平台端软件包括实时监测模块、系统模型构建模块、设备管理模块、备件管理模块、风险预警模块、运维方案管理模块、机器学习模块和模拟地图模块，所述风浪预警为当实时监测模块监测的海洋水文气象预报信息显示机组设备、电缆设备等所在海域近期将出现风浪等恶劣天气时，在平台端和移动端同步发出风浪预警提示，显示预计风浪强度、持续时长和波及范围；所述设备故障预警为当海上风电设备的健康状态出现不良或故障、损坏时，根据损坏程度进行设备故障分级预警，所述备件消耗预警为当某一类型的备件消耗数量过快导致库存不足时，发出备件消耗预警提示。 优选的，所述实时监测模块显示实时的风机设备数据、风机现场运行数据、检修作业数据、海洋水文气象预报信息、运维船舶数据、运维人员管控信息、备品备件数据，其中，风机现场运行数据包括风机安全、塔杆、海缆的实时监测数据。 优选的，所述系统模型构建模块建立结构化数据和非结构化数据的存储模型。 优选的，所述风险预警模块用于构建风险预测模型，显示风浪预警、设备故障预警、备件消耗预警。 优选的，所述运维方案管理模块用于根据监测信息、预警信息和历史数据输出运维方案，当监测到设备故障时，所述运维方案管理模块根据监测信息和历史数据，初步判断故障类型，并结合风浪预警信息、运维船舶所在地生成运维方案。 优选的，所述机器学习模块用于整合历史数据，构建运维方案优化模型，所述机器学习模块采用机器学习算法定期智能优化运维方案。 优选的，所述模拟地图模块用于根据监测设备的定位数据和海上地图，生成模拟地图，所述模拟地图显示各风电设备所在地、设备故障预警、各海域风浪预警、各运维船舶所在地，根据故障严重程度，分别显示红色、黄色、绿色符号，点击某一设备，可显示该设备的健康状态、运维记录、使用年限、地理坐标等信息，当某设备出现紧急故障时，在模拟地图页面显示三角感叹号进行提示，在该设备处显示设备故障符号。 一种海上风电运维智能管理方法，包括以下流程： 1）采集数据，系统通过数据采集模块实时监测和获取风机设备数据、风机现场运行数据、检修作业数据、海洋水文气象预报信息、运维船舶数据、运维人员管控信息、备品备件数据； 2）传输数据，通过数据传输模块将各类监测数据传输至服务器； 3）构建模型，针对各类监测数据构建统一的数据清洗、转换模型，通过系统模型抽取完成校核对象数据初始化及待校核层次拓扑模型的构建； 4）分析诊断，在平台端进行数据的整合和展示，结合服务器中存储的历史监测数据和运维记录及历史解决方案，进行分析统计、设备健康评估与故障诊断，通过风机结构在不同状态下有限的测试数据来反馈结构运行动态指标，通过特征指标来在线判断和分析结构运行的安全性； 5）运营维护，根据诊断结果，结合海洋水文气象预报信息、运维船舶数据、运维人员管控信息、备品备件数据，智能输出运维方案，及时对结构运行出现的异常情况进行处理，对开展基于运营状态和服役性能的维护提供依据。 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、本发明提供了一种海上风电运维智能管理平台及方法，通过建立标准的接口规范和统一的数据接口平台，采集风机设备数据、风机现场运行数据、检修作业等业务相关数据，将实时监测数据、设备数据、现场运行数据、检修作业数据等进行集成，实现各业务系统间各类实时数据、静态数据、图形数据的交互，消除传统意义上的信息孤岛，达成各监控系统信息集成与共享。 2、在采集风机设备数据、风机现场运行状态、检修作业数据等数据、实现实时监测的基础上，该平台还具备智能分析的功能，通过物联网、云计算和大数据分析技术，根据数据分析处理结果进行风险预警、状态评估、智能决策，实现对海上风电场运维的智能化、精细化、数字化管理，从而提高运维效率、降低运维成本，为远程化运维提供技术支持。 3、将分处在不同业务系统中有关海上风电场监测的各类信息系统高效集成、统一接入，实现信息集中管理、故障快速响应及正确处理、智能决策，为后期大数据应用和实现海上风电场设备状态实时监视预警、运行分析统计、设备健康评估与故障诊断、智能决策、运维后勤管理等功能提供数据服务支撑。 4、具有模拟地图模块，直观显示各风电设备所在地、设备故障预警、各海域风浪预警及设备故障程度、运维船舶所在地，信息集成度高，方便及时调度与管理，为管理工作提供了极大的便利；同时，根据设备故障程度和海上天气、运维传播地点，管理人员可选取成本最低的运维方案，节省运维经费，提高经济性。