[发明专利]一种海上风电场海缆监测与保护系统和方法

说明书

本发明公开了一种海上风电场海缆监测与保护系统和方法，方法包括以下过程，对海缆的温度、应变和扰动状态进行实时监测，通过船舶自动识别系统获取船舶信息，并在海缆外部设置电子围栏，依据船舶信息中的船舶航速对进入电子围栏的船舶发出警报；依据船舶自动识别系统获取的数据预测船舶的轨迹方向，通过雷达对船舶进行跟踪，对船舶进行视屏拍摄，并对船舶进行驱离，对海缆故障点进行定位分析。本发明实现集海缆状态监测、AIS船舶信息监测与雷达扫描、轨迹预测、视频存证于一体的海缆全方位监测与保护，从而保障了海缆的运行安全。能够从海缆运行状态及船舶危害预警等各方便对海缆实行保护。

技术领域

本发明属于海缆监测与保护技术领域，具体属于一种海上风电场海缆监测与保护系统和方法。

背景技术

海缆在电压等级和绝缘技术上不断提高，以及高压光电复合海缆在线监测是未来发展的趋势。日本学者Toshio Nishimoto等利用光时域反射技术(optical time domainreflectometer，ΦOTDR)在线监测20km66 kV交联聚乙烯海缆外界损伤情况。日本学者HirohumiTayama与Toshiaka Hara分别利用分布式光纤拉曼温度传感器(Raman opticaltime domain reflectometer，ROT-DR)对6.6kV和500kV交联聚乙烯海缆温度进行了监测。国内针对电缆在线监测技术研究开展的要晚一些，且主要针对陆上电缆，海底电缆监测研究较少。陈军、杨耿杰、张振鹏等人分别采用RΦOTDR技术实现了陆上高压电缆的温度在线监测。虽然以上研究显著地推动了海底电缆监测技术的进步，但是仍然无法满足海底电缆实时在线监测的实际要求。RΦOTDR技术只能测量海缆沿线的温度分布情况，且测量距离短；ΦOTDR技术只能在海缆已经被侵害事件破坏产生断裂后进行检测，无法实现侵害事件的实时在线监测和提前预警。2009年，蒋奇、杨黎鹏等人提出将布里渊光时域反射(rillouin optical time domain reflectometer，ΦOTDR)技术应用于海底电缆监测，并以三芯高压海缆为研究对象，在实验室中搭建了电缆模型，初步验证了其有效性，但并未研究三相单芯高压海缆，且未在真实海底环境下对海缆进行测试，更未实现基于ΦOTDR的海缆在线监测系统。

综上所述，目前针对海底电缆在线监测技术的研究采用的ΦOTDR、RΦOTDR技术已无法满足海底电缆实时在线监测的需求，不能对海底电缆进行准确的监测和诊断，不能准确识别海底电缆存在的故障。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种海上风电场海缆监测与保护系统和方法，能够从海缆运行状态及船舶危害预警等各方便对海缆实行保护。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海上风电场海缆监测与保护方法，包括以下过程，对海缆的温度、应变和扰动状态进行实时监测，通过船舶自动识别系统获取船舶信息，并在海缆外部设置电子围栏，依据船舶信息中的船舶航速对进入电子围栏的船舶发出警报；依据船舶自动识别系统获取的数据预测船舶的轨迹方向，通过雷达对船舶进行跟踪，对船舶进行视屏拍摄，并对船舶进行驱离，对海缆故障点进行定位分析。

优选的，具体包括以下步骤，

步骤1，对海缆温度、应变和扰动的状态进行实时监测；

步骤2，建立海上船舶自动识别系统，当船舶经过海上风电场时，获取船舶信息；

步骤3，在海缆外设立分级分区域电子围栏，当船舶进入电子围栏区域时进行警告；

步骤4，获取船舶自动识别系统中的数据，预测船舶轨迹方向，进行锚害预警；

步骤5，采用雷达扫描对船舶进行跟踪；

步骤6，通过摄像装置对船舶进行监控，并实时上传至计算机；

步骤7，当船舶威胁到海缆安全时，对船舶进行喊话驱离；