[实用新型]一种基于5G+工业互联网的风电机组状态监测系统

说明书

本实用新型提供一种基于5G+工业互联网的风电机组状态监测系统，主要包括：智能LoRa无线传感器、在线监测装置、智能数据采集装置、LoRa网关、综合网关、5G CPE路由器、5G基站、边缘计算服务器和桌面工作站及移动应用设备、云网关和云计算服务器组成，本实用新型的风机状态监测通过5G的mMTC切片技术与工业互联网的“人‑机‑物”的全面连接，形成了边缘+云端的全层次开放架构，在边缘层完成海量状态监测和运行数据的采集和实时高速传输，完成全周期的监测、智能分析、故障定位和智能推送；在云端驱动基于多个风场运行工况的非实时和长周期数据的大数据挖掘及分析，实现区域或集团侧的数据分析和设备预测性维护及寿命估算，保证了更加可靠的能源供应。

技术领域

本实用新型专利涉及风力发电的自动控制领域，主要是指风电机组状态监视系统的网络架构。

背景技术

风力发电机组状态监测及故障诊断系统的主要作用是通过对运行中的风力发电机组关键设备的温度、压力、电压、电流、振动、转速等参数的实时采集，实现设备的运行健康状态的全面感知与在线监测，并通过安装在服务器中的核心算法和专业分析软件获得机组的运行状态，为检修维护提供依据，从而提高机组的利用率、增强风电场综合运营保障水平，全方位保障风电场安全、高效、健康运行。

目前，工业互联网技术已成为数字化转型的关键力量，同时，5G网络的大宽带、低延时和广连接的优势则可以确保海量数据的高速传输，借助5G的mMTC海量设备信息通信切片技术与工业互联网中的大数据、云计算、物联网技术的深度融合，使构建基于设备海量检测传感信号和“数字孪生”技术的风电机组的状态监测和故障诊断系统，以及在此基础上的基于云平台的智能预测性维护和寿命预估系统成为可能。

传统的风电机组状态监测系统主要由现场仪表、现场数据采集模块、风场光纤环网、服务器以及相应的连接电缆和网线组成，主要存在以下缺点：

1. 受制于测量手段、计算方法的考虑，只能采集振动、温度、电压、电流等单一或者几个特征量，同时，出于对成本和系统规模的考虑，测点设置和传感器数量也较少，难以得到风电机组真实的运行状态并实现准确的故障定位。

2.现场数据采集装置的数量、传感器与现场数据采集装置之间的电缆长度会随着测点的增加而使布线更加复杂，电缆及安装设备费用成倍增加，另外，现代大型风场大都会有上百台风机组成，占地面积大且分散，各个风电机组的现场数据采集装置与服务器之间一般通过光纤环网实现数据传输和存储，这部分的安装材料和施工费用可观。

3.传统风机状态监测系统主要利用振动、温度、电压、电流等运行参数的变化来判断机组是否异常，数据的特征量和数量单一，数据处理的计算方法简单，对于异常情况的判断片面且准确度不高，另外，在常规服务器软硬件基础上，无法融合软测量、三维地理信息引擎、人工智能及大数据挖掘分析技术和算法，不能满足预测性维护对于智能计算的需求。

实用新型内容：

本实用新型的目的是解决现有的风电机组状态监测系统所存在的技术问题，并提供了一种基于5G+工业互联网的风电机组状态监测系统。

为达到上述目的，本实用新型提供一种基于5G+工业互联网的风电机组状态监测系统，主要包括：智能LoRa无线传感器、在线监测装置、智能数据采集装置、LoRa网关、综合网关、5G CPE路由器、5G基站、边缘计算服务器和桌面工作站及移动应用设备、云网关和云计算服务器组成，