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CN109617234A - 一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统 - Google Patents

一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统 Download PDF

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CN109617234A CN201811531060.0A CN201811531060A CN109617234A CN 109617234 A CN109617234 A CN 109617234A CN 201811531060 A CN201811531060 A CN 201811531060A CN 109617234 A CN109617234 A CN 109617234A
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李晓刚
许兆鹏
孙希德
辛红伟
武英杰
杨彦军
崔立业
张喜山
吴薇
田野
杜鹏
于鑫
冯忠宝
孙首珩
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State Grid Jilin Electric Power Corp
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State Grid Jilin Electric Power Corp
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Abstract

本发明公开了一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，所述风力发电机组状态监测系统包括在线监测站和监测中心，所述在线监测站包括数据采集模块、数据分析模块、数据处理模块和故障保护模块，所述监测中心包括振动频谱图分析模块、故障报警模块、故障数据存储模块、安全认证模块、多维数据库和数据备份模块，本发明科学合理，使用安全方便，通过多维数据库，可以通过多维视图来观察数据，多维数据库增加了一个时间维，可以有效地提高数据处理速度，加快反应时间，提高查询效率，通过数据备份模块，可以对发电机组的数据进行纸质备份，避免多维数据库出现故障导致风力发电机组的数据丢失，为风力发电机组的数据提供了多一份的保障。

Description

一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统
技术领域
本发明涉及风力发电机组监测系统技术领域，具体为一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统。
背景技术
多维数据库可以简单地理解为将数据存放在一个n维数组中，而不是像关系数据库那样以记录的形式存放，因此它存在大量稀疏矩阵，人们可以通过多维视图来观察数据，多维数据库增加了一个时间维，与关系数据库相比，它的优势在于可以提高数据处理速度，加快反应时间，提高查询效率，风力发电机组包括风轮和发电机，风轮中含叶片、轮毂和加固件等组成，它有叶片受风力旋转发电和发电机机头转动等功能，风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器和蓄电池组等组成，风力发电机组在发电的过程中，会有外界因素和内在因素的变化，导致发电机组出现故障，所以需要通过状态监测系统对风力发电机组进行实时的监测，但是，风力发电机组状态监测系统在使用时存在以下缺点：在登录状态监测系统时，无法对登录人员的身份信息进行验证，导致容易出现风力发电机组数据泄露的现象，并且，当风力发电机组出现故障时，无法第一时间对风力发电机组进行保护，使得风力发电机组在故障情况下强行运转，对风力发电机组造成更大的损坏，并且，数据库内部储存的数据无法通过多维视图对数据进行查看，使得查看数据的效率较低，容易出现数据错乱的现象，并且，当数据库受到损坏或者恶意攻击时，会出现大量数据的丢失，并且无法找回，所以，人们急需一种新型基于多维数据的风力发电机组状态监测系统来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，可以有效解决上述背景技术中提出的在登录状态监测系统时，无法对登录人员的身份信息进行验证，导致容易出现风力发电机组数据泄露的现象，并且，当风力发电机组出现故障时，无法第一时间对风力发电机组进行保护，使得风力发电机组在故障情况下强行运转，对风力发电机组造成更大的损坏，并且，数据库内部储存的数据无法通过多维视图对数据进行查看，使得查看数据的效率较低，容易出现数据错乱的现象，并且，当数据库受到损坏或者恶意攻击时，会出现大量数据的丢失，并且无法找回的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，所述风力发电机组状态监测系统包括在线监测站和监测中心，所述在线监测站包括数据采集模块、数据分析模块、数据处理模块和故障保护模块，所述监测中心包括振动频谱图分析模块、故障报警模块、故障数据存储模块、安全认证模块、多维数据库和数据备份模块；
所述在线监测站与监测中心之间通过以太网交换机相互连接，所述数据采集模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，所述数据分析模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端与以太网交换机的输入端连接，所述安全认证模块的输出端与以太网交换机的输入端连接，所述以太网交换机的输出端与振动频谱图分析模块的输入端连接，所述振动频谱图分析模块的输出端与故障报警模块和多维数据库的输入端连接，所述故障报警模块的输出端与故障保护模块和故障数据存储模块的输入端连接，所述多维数据库的输出端与数据备份模块的输入端连接。
根据上述技术方案，所述数据采集模块包括电压传感器、电流传感器、振动传感器、油液传感器和监控摄像机，所述电压传感器对风机发电机组的电压进行监测，所述电流传感器是对风力发电机组的电流进行监测，所述振动传感器对风力发电机组发电过程中的任何反常状态下主轴的振动幅度进行监测，所述油液传感器是对风力发电机组的润滑油液进行监测，对风力发电机组的磨损情况进行监测，所述监控摄像机对风力发电机组的外部运行状态进行监测。
根据上述技术方案，所述数据分析模块将数据采集模块所采集的数据信息传递给数据对比子模块，通过数据对比子模块对采集的数据信息与原有数据信息进行对比分析，对风机发电机组是否发生故障进行判断，所述数据分析模块将分析的数据信息传递给数据处理模块。
根据上述技术方案，所述数据处理模块对数据分析模块所分析的数据信息进行处理，将数据转换成数字信号，并通过光纤网络将数字信号通过以太网交换机传输至监测中心。
根据上述技术方案，所述安全认证模块包括身份证输入子模块、指纹验证子模块、工号输入子模块和密码输入子模块，所述安全认证子模块是指对登录监测系统的人员进行身份的辨认，所述身份证输入子模块是指对登录人员的身份证信息进行输入，所述指纹验证子模块是指对登录人员的指纹信息进行输入验证，所述工号输入子模块是指对登录人员的工号信息进行输入，所述密码输入子模块是指对登录人员的登录密码进行输入验证，所述身份证输入子模块、指纹验证子模块、工号输入子模块和密码输入子模块全部完成验证后，方可登录进入风力发电机组状态监测系统。
根据上述技术方案，所述振动频谱图分析模块将振动传感器所采集的信息以图像的形式展现在显示屏上，通过图形曲线的变化，对风机发电机组的状态实现实时的监控。
根据上述技术方案，所述故障报警模块是指当监测中心通过在线监测站传输的信息监测到风力发电机组出现故障时，通过故障报警模块及时的对故障进行报警提醒，同时，通过故障保护模块及时的对风力发电机组进行停运保护。
根据上述技术方案，所述故障数据存储模块是指将发生故障的各项数据储存进入数据库，后期通过数据库调取的数据对易于发生故障的零件进行监测。
根据上述技术方案，所述多维数据库是指对在线监测站所监测的所有数据进行存储。
根据上述技术方案，所述数据备份模块包括打印机打印和装袋存入数据库房，所述打印机打印是指对储存进入多维数据库的各项数据进行打印，所述装袋存入数据库房是指对打印的监测数据进行纸质备份存储。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明科学合理，使用安全方便，通过安全认证模块，可以有效地对登录风力发电机组状态监测系统的工作人员的身份进行确认，有效地避免了风力发电机组重要数据的泄露，保证了整个风力发电机组状态监测系统的数据安全，通过故障保护模块，可以在风力发电机组发生故障时，及时的对风力发电机组进行停运维护，防止风力发电机组带故障运行，导致出现更加严重的故障而无法进行处理和检修，通过故障数据存储模块，可以对风力发电机组的故障数据进行储存，可以在风力发电机组故障时及时的调取，做出对故障最快速的处理，同时，可以根据风力发电机组的故障频率判断是否可以继续使用，为风力发电机组的运行提供了参考价值，通过多维数据库，人们可以通过多维视图来观察数据，多维数据库增加了一个时间维，可以有效地提高数据处理速度，加快反应时间，提高查询效率，通过数据备份模块，可以对发电机组的数据进行纸质备份，避免多维数据库出现故障导致风力发电机组的数据丢失，为风力发电机组的数据提供了多一份的保障。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明系统的结构框图；
图2是本发明系统的监测流程框图；
图3是本发明系统的数据采集模块结构框图；
图4是本发明系统的安全认证模块结构框图；
图5是本发明系统的数据备份模块结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-5所示，本发明提供一种技术方案，一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，风力发电机组状态监测系统包括在线监测站和监测中心，在线监测站包括数据采集模块、数据分析模块、数据处理模块和故障保护模块，监测中心包括振动频谱图分析模块、故障报警模块、故障数据存储模块、安全认证模块、多维数据库和数据备份模块。
在线监测站与监测中心之间通过以太网交换机相互连接，数据采集模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，数据分析模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端与以太网交换机的输入端连接，安全认证模块的输出端与以太网交换机的输入端连接，以太网交换机的输出端与振动频谱图分析模块的输入端连接，振动频谱图分析模块的输出端与故障报警模块和多维数据库的输入端连接，故障报警模块的输出端与故障保护模块和故障数据存储模块的输入端连接，多维数据库的输出端与数据备份模块的输入端连接。
根据上述技术方案，数据采集模块包括电压传感器、电流传感器、振动传感器、油液传感器和监控摄像机，电压传感器对风机发电机组的电压进行监测，电流传感器是对风力发电机组的电流进行监测，振动传感器对风力发电机组发电过程中的任何反常状态下主轴的振动幅度进行监测，油液传感器是对风力发电机组的润滑油液进行监测，对风力发电机组的磨损情况进行监测，监控摄像机对风力发电机组的外部运行状态进行监测。
根据上述技术方案，数据分析模块将数据采集模块所采集的数据信息传递给数据对比子模块，通过数据对比子模块对采集的数据信息与原有数据信息进行对比分析，对风机发电机组是否发生故障进行判断，数据分析模块将分析的数据信息传递给数据处理模块。
根据上述技术方案，数据处理模块对数据分析模块所分析的数据信息进行处理，将数据转换成数字信号，并通过光纤网络将数字信号通过以太网交换机传输至监测中心。
根据上述技术方案，安全认证模块包括身份证输入子模块、指纹验证子模块、工号输入子模块和密码输入子模块，安全认证子模块是指对登录监测系统的人员进行身份的辨认，身份证输入子模块是指对登录人员的身份证信息进行输入，指纹验证子模块是指对登录人员的指纹信息进行输入验证，工号输入子模块是指对登录人员的工号信息进行输入，密码输入子模块是指对登录人员的登录密码进行输入验证，身份证输入子模块、指纹验证子模块、工号输入子模块和密码输入子模块全部完成验证后，方可登录进入风力发电机组状态监测系统。
根据上述技术方案，振动频谱图分析模块将振动传感器所采集的信息以图像的形式展现在显示屏上，通过图形曲线的变化，对风机发电机组的状态实现实时的监控。
根据上述技术方案，故障报警模块是指当监测中心通过在线监测站传输的信息监测到风力发电机组出现故障时，通过故障报警模块及时的对故障进行报警提醒，同时，通过故障保护模块及时的对风力发电机组进行停运保护。
根据上述技术方案，故障数据存储模块是指将发生故障的各项数据储存进入数据库，后期通过数据库调取的数据对易于发生故障的零件进行监测。
根据上述技术方案，多维数据库是指对在线监测站所监测的所有数据进行存储。
根据上述技术方案，数据备份模块包括打印机打印和装袋存入数据库房，打印机打印是指对储存进入多维数据库的各项数据进行打印，装袋存入数据库房是指对打印的监测数据进行纸质备份存储。
基于上述，本发明的优点在于：本发明科学合理，使用安全方便，通过安全认证模块，可以有效地对登录风力发电机组状态监测系统的工作人员的身份进行确认，有效地避免了风力发电机组重要数据的泄露，保证了整个风力发电机组状态监测系统的数据安全，通过故障保护模块，可以在风力发电机组发生故障时，及时的对风力发电机组进行停运维护，防止风力发电机组带故障运行，导致出现更加严重的故障而无法进行处理和检修，通过故障数据存储模块，可以对风力发电机组的故障数据进行储存，可以在风力发电机组故障时及时的调取，做出对故障最快速的处理，同时，可以根据风力发电机组的故障频率判断是否可以继续使用，为风力发电机组的运行提供了参考价值，通过多维数据库，人们可以通过多维视图来观察数据，多维数据库增加了一个时间维，可以有效地提高数据处理速度，加快反应时间，提高查询效率，通过数据备份模块，可以对发电机组的数据进行纸质备份，避免多维数据库出现故障导致风力发电机组的数据丢失，为风力发电机组的数据提供了多一份的保障。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述风力发电机组状态监测系统包括在线监测站和监测中心，所述在线监测站包括数据采集模块、数据分析模块、数据处理模块和故障保护模块，所述监测中心包括振动频谱图分析模块、故障报警模块、故障数据存储模块、安全认证模块、多维数据库和数据备份模块；
所述在线监测站与监测中心之间通过以太网交换机相互连接，所述数据采集模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，所述数据分析模块的输出端与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块的输出端与以太网交换机的输入端连接，所述安全认证模块的输出端与以太网交换机的输入端连接，所述以太网交换机的输出端与振动频谱图分析模块的输入端连接，所述振动频谱图分析模块的输出端与故障报警模块和多维数据库的输入端连接，所述故障报警模块的输出端与故障保护模块和故障数据存储模块的输入端连接，所述多维数据库的输出端与数据备份模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述数据采集模块包括电压传感器、电流传感器、振动传感器、油液传感器和监控摄像机，所述电压传感器对风机发电机组的电压进行监测，所述电流传感器是对风力发电机组的电流进行监测，所述振动传感器对风力发电机组发电过程中的任何反常状态下主轴的振动幅度进行监测，所述油液传感器是对风力发电机组的润滑油液进行监测，对风力发电机组的磨损情况进行监测，所述监控摄像机对风力发电机组的外部运行状态进行监测。
3.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述数据分析模块将数据采集模块所采集的数据信息传递给数据对比子模块，通过数据对比子模块对采集的数据信息与原有数据信息进行对比分析，对风机发电机组是否发生故障进行判断，所述数据分析模块将分析的数据信息传递给数据处理模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述数据处理模块对数据分析模块所分析的数据信息进行处理，将数据转换成数字信号，并通过光纤网络将数字信号通过以太网交换机传输至监测中心。
5.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述安全认证模块包括身份证输入子模块、指纹验证子模块、工号输入子模块和密码输入子模块，所述安全认证子模块是指对登录监测系统的人员进行身份的辨认，所述身份证输入子模块是指对登录人员的身份证信息进行输入，所述指纹验证子模块是指对登录人员的指纹信息进行输入验证，所述工号输入子模块是指对登录人员的工号信息进行输入，所述密码输入子模块是指对登录人员的登录密码进行输入验证，所述身份证输入子模块、指纹验证子模块、工号输入子模块和密码输入子模块全部完成验证后，方可登录进入风力发电机组状态监测系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述振动频谱图分析模块将振动传感器所采集的信息以图像的形式展现在显示屏上，通过图形曲线的变化，对风机发电机组的状态实现实时的监控。
7.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述故障报警模块是指当监测中心通过在线监测站传输的信息监测到风力发电机组出现故障时，通过故障报警模块及时的对故障进行报警提醒，同时，通过故障保护模块及时的对风力发电机组进行停运保护。
8.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述故障数据存储模块是指将发生故障的各项数据储存进入数据库，后期通过数据库调取的数据对易于发生故障的零件进行监测。
9.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述多维数据库是指对在线监测站所监测的所有数据进行存储。
10.根据权利要求1所述的一种基于多维数据的风力发电机组状态监测系统，其特征在于：所述数据备份模块包括打印机打印和装袋存入数据库房，所述打印机打印是指对储存进入多维数据库的各项数据进行打印，所述装袋存入数据库房是指对打印的监测数据进行纸质备份存储。
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