風(fēng)電場無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)目錄TOC\o"1-3"\h\u6005風(fēng)電場無線溫度監(jiān)測系統(tǒng) 11375一、項目概述 320428（三）項目建設(shè)情況 43509二、應(yīng)用場景及建設(shè)方案 412124（一）場景描述 424439（二）技術(shù)架構(gòu) 5231421.建設(shè)內(nèi)容 5103755.技術(shù)路線 780076.技術(shù)方案 7322058.系統(tǒng)功能 810075（三）建設(shè)方案 9294341.建設(shè)目標(biāo) 9123372.主要創(chuàng)新點 928035三、項目效果 105918（一）項目效益 10297711經(jīng)濟效益 1047872社會效益 1025263管理效益 104262（二）鑒定評價（如有） 1019746（三）推廣前景 119254（1）無線通信的速率提升 1115589（2）智能化數(shù)據(jù)分析 114023四、下一步計劃 11一、項目概述由于老舊風(fēng)機型的測溫點不足，導(dǎo)致溫度監(jiān)測盲區(qū)。近年來國內(nèi)其他風(fēng)場發(fā)生了多起風(fēng)機火災(zāi)事故，因撲救難度大，不止造成了設(shè)備損失，影響生產(chǎn)效益，甚至造成人員傷亡。XX錫盟新能源事業(yè)部響應(yīng)科技創(chuàng)新，借鑒XX蒙西新能源事業(yè)部研究成果，針對風(fēng)機里易產(chǎn)生高溫、引起火災(zāi)的設(shè)備部件增加溫度測點，并研究利用無線測溫設(shè)備進行監(jiān)測，實現(xiàn)實時溫度監(jiān)測和及時報警，避免相關(guān)設(shè)備部件因溫度過高或急劇升溫引起火災(zāi)安全事故。該研究選擇風(fēng)機中易引發(fā)高溫的設(shè)備部件進行監(jiān)測，當(dāng)溫度達到預(yù)設(shè)閾值（溫度報警閾值、升溫加速度閾值）時觸發(fā)警報，使運行人員、管理人員和檢修人員能及時應(yīng)對，有效防止火災(zāi)發(fā)生，保證設(shè)備安全運行。輝騰梁風(fēng)場有兩種不同機型，分別為華銳風(fēng)機(1.5MW)、東汽風(fēng)機(1.5MW)。選擇東汽風(fēng)機42臺安裝無線測溫系統(tǒng)，每臺風(fēng)機增加8-15個測溫點，分別安裝在控制柜、變頻器、集電環(huán)室內(nèi)易產(chǎn)生高溫、引起火災(zāi)的設(shè)備部件。測溫點的溫度數(shù)據(jù)以風(fēng)機單位匯總，并連接風(fēng)場自組無線網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)實時傳回控制中心服務(wù)器，實時保存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存至少1年。基于測溫點的實時數(shù)據(jù)，研發(fā)一整套溫度監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)大屏展示，并建立實時預(yù)警、維修、跟蹤體系，判斷故障隱患，提前采取預(yù)防措施。（三）項目建設(shè)情況錫盟新能源事業(yè)部輝騰梁風(fēng)電場無線溫度監(jiān)測系統(tǒng)于2022年8月份開工建設(shè)，于當(dāng)年9月份竣工。投資額146.25萬元。二、應(yīng)用場景及建設(shè)方案（一）場景描述紅外熱成像溫度測量可選擇與現(xiàn)行控制設(shè)備相匹配的信號輸出形式。紅外測量技術(shù)在生產(chǎn)過程中,在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測，設(shè)備在線故障診斷和安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了著重要作用。近20年來，非接觸紅外溫度測量在技術(shù)上得到迅速發(fā)展，性能不斷完善，功能不斷增強，品種不斷增多，適用范圍也不斷擴大，市場占有率逐年增長。無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)具有實時在線監(jiān)測，工作環(huán)境惡劣，安裝方便預(yù)警及時等特點，可以有效的保證高壓電氣設(shè)備的安全。無線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)是集先進傳感技術(shù)、數(shù)字識別技術(shù)、無線通信技術(shù)、低功耗技術(shù)、抗干擾技術(shù)以及自動化控制技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品,由無線溫度顯示儀、無線溫度傳感器、后臺管理系統(tǒng)組成?？蓪Χ喾N惡劣環(huán)境條件下的設(shè)備溫度變化情況實現(xiàn)現(xiàn)場、遠程同時在線監(jiān)測預(yù)警。方便維護人員及時掌握設(shè)備運行狀況。具體應(yīng)用在電氣設(shè)備的各種觸點、連接點，如:母線接頭、電纜接頭、室外刀閘開關(guān)觸點、變壓器及電動機引線接頭等測點。系統(tǒng)可以以電子地圖的形式顯示整個溫度場的分布，可清晰發(fā)現(xiàn)溫度異常點，判定故障隱患。提前采取措施，避免事故的發(fā)生。（二）技術(shù)架構(gòu)1.建設(shè)內(nèi)容通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立智能測控網(wǎng)絡(luò)，利用無線溫度傳感器和接收器以及通用傳輸協(xié)議，實現(xiàn)協(xié)同感知。以達到系統(tǒng)自我診斷、判別、聯(lián)動告警等，實現(xiàn)可靠的自動溫度監(jiān)測。課題重點研究的關(guān)鍵技術(shù)有如下內(nèi)容：（1）高性能實時溫度預(yù)警軟件系統(tǒng)技術(shù)：（2）實現(xiàn)3秒內(nèi)溫度超限報警以及5秒內(nèi)消息通知到相關(guān)人員，能夠讓相關(guān)人員迅速及時啟動相應(yīng)的預(yù)警機制，避免相關(guān)設(shè)備部件因溫度過高或急劇升溫引起火災(zāi)安全事故；（3）低功耗遠距離溫度數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)：（4）采用低功耗芯片的無線溫度傳感器，信號傳輸距離能夠達到100米以上，并應(yīng)用心跳機制，讓不傳輸信號時處于休眠狀態(tài)，降低功耗。這樣能保證傳感器的電源使用壽命達到3年以上，大大降低后期維護成本。2.業(yè)務(wù)架構(gòu)3.業(yè)務(wù)藍圖設(shè)計4.系統(tǒng)架構(gòu)無線測溫系統(tǒng)的三層式結(jié)構(gòu)，各層相互獨立又協(xié)調(diào)組成整體，任一部分設(shè)備有故障時，只影響局部，提高了系統(tǒng)可靠性。單元裝置采用ALLINONE設(shè)計原則，并采取隔離、軟硬件濾波、抗干擾編碼、智能診斷、各種開放、抗干擾的新型結(jié)構(gòu)設(shè)計等多種軟硬件方面的措施，提高單元裝置的整體可靠性，進一步保證全系統(tǒng)的可靠。無線測溫系統(tǒng)采用無線通訊將溫度數(shù)據(jù)上傳網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)以485總線上傳到數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，通過風(fēng)場自組網(wǎng)絡(luò)，上傳到指揮控制數(shù)據(jù)中心，進行統(tǒng)一監(jiān)控，統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一調(diào)度。5.技術(shù)路線（1）軟件系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，極易擴展系統(tǒng)容量；（2）軟件系統(tǒng)采用前后端完全分離模式（vue前端技術(shù)），極大提高系統(tǒng)安全可靠性；（3）采用Redis緩存技術(shù)，大大提高系統(tǒng)并發(fā)能力。6.技術(shù)方案（1）在風(fēng)力發(fā)電機組重要設(shè)備上安裝抗低溫?zé)o線溫度傳感器。（2）在機艙內(nèi)部安裝第一個無線網(wǎng)關(guān)，與無線溫度傳感器之間利用無線技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)。該無線網(wǎng)關(guān)上行應(yīng)用有線方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤L(fēng)機底部。（3）在風(fēng)機底部至箱變的動力電纜上以及箱變中敷設(shè)溫度傳感器，并在風(fēng)機底部設(shè)立第二個無線網(wǎng)關(guān)，該無線網(wǎng)關(guān)上行應(yīng)用有線方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。（4）第一個無線網(wǎng)關(guān)與第二無線網(wǎng)關(guān)的通過協(xié)議轉(zhuǎn)換，并通過自組網(wǎng)方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳回數(shù)據(jù)中心，根據(jù)具體場景和網(wǎng)絡(luò)狀況決定傳輸協(xié)議。（5）通過現(xiàn)場測試，第一個無線網(wǎng)關(guān)與第二無線網(wǎng)關(guān)分別同時都能接受所有安裝的抗低溫?zé)o線溫度傳感器時，可以少安裝一個無線網(wǎng)關(guān)，以節(jié)省大規(guī)模推廣是的成本。（6）在風(fēng)場主控室部署主機服務(wù)器，安裝溫度監(jiān)控大屏。（7）根據(jù)溫度報警策略，超出策略溫度范圍系統(tǒng)發(fā)出告警。8.系統(tǒng)功能在現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)不具備擴展性且風(fēng)場的移動信號弱甚至沒有移動信號的前提下，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立無線自組網(wǎng)絡(luò)，并利用抗低溫的無線測溫傳感器采集溫度數(shù)據(jù)、低功耗遠距離溫度數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)把采集的溫度傳回軟件系統(tǒng)，高性能的軟件系統(tǒng)利用邊緣計算，實現(xiàn)實時快速處理和分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時溫度監(jiān)測和及時報警，避免相關(guān)設(shè)備部件因溫度過高或急劇升溫引起火災(zāi)安全事故。當(dāng)溫度達到預(yù)設(shè)閾值（溫度報警閾值、升溫加速度閾值）時觸發(fā)警報，使運行人員、管理人員和檢修人員能及時應(yīng)對，有效防止火災(zāi)發(fā)生，保證設(shè)備安全運行。對老舊風(fēng)機的運行和維護有著重要的價值。（三）建設(shè)方案1.建設(shè)目標(biāo)針對風(fēng)場有不同機型，進行相關(guān)系統(tǒng)研究，目標(biāo)如下：（1）通過模型試驗及現(xiàn)場實踐相結(jié)合，找到無線溫度傳感器最適合的安裝方式。（2）解決低溫狀態(tài)下無線溫度傳感器正常工作問題，并進行相應(yīng)研究。（3）研發(fā)高性能軟件系統(tǒng)，解決高頻溫度信息采集、數(shù)據(jù)傳輸和高速數(shù)據(jù)處理問題。（5）基于測溫點的實時數(shù)據(jù)，建立一整套溫度監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng),實現(xiàn)大屏展示，并建立實時預(yù)警、維修、跟蹤體系，提前判斷故障隱患。2.主要創(chuàng)新點在現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)不具備擴展性且風(fēng)場的移動信號弱甚至沒有移動信號的前提下，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立無線自組網(wǎng)絡(luò)，并利用抗低溫的無線測溫傳感器采集溫度數(shù)據(jù)、低功耗遠距離溫度數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)把采集的溫度傳回軟件系統(tǒng)，高性能的軟件系統(tǒng)利用邊緣計算，實現(xiàn)實時快速處理和分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時溫度監(jiān)測和及時報警，避免相關(guān)設(shè)備部件因溫度過高或急劇升溫引起火災(zāi)安全事故。當(dāng)溫度達到預(yù)設(shè)閾值（溫度報警閾值、升溫加速度閾值）時觸發(fā)警報，使運行人員、管理人員和檢修人員能及時應(yīng)對，有效防止火災(zāi)發(fā)生，保證設(shè)備安全運行。對老舊風(fēng)機的運行和維護有著重要的價值。三、項目效果（一）項目效益1經(jīng)濟效益通過理論與實踐相結(jié)合建立的風(fēng)機無線溫度預(yù)警系統(tǒng)可保證輝騰梁風(fēng)場老舊機型風(fēng)機安全經(jīng)濟運行，提高機組發(fā)電效率，降低風(fēng)機著火事故率，可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益。2社會效益XX內(nèi)蒙分公司的風(fēng)機裝機容量超過4000兆瓦，本項目的研究成果對于相似類型風(fēng)機的安全經(jīng)濟運行同樣具有指導(dǎo)價值，所采用的低溫?zé)o線溫度傳感器可在同類機組上進行推廣應(yīng)用。3管理效益嚴(yán)格落實集團公司和分公司關(guān)于防止風(fēng)電機組火災(zāi)事故重點要求，做好風(fēng)電機組隱患排查治理、防火專項檢查等各項工作。基于測溫點的實時數(shù)據(jù)，研發(fā)一整套溫度監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)大屏展示，并建立實時預(yù)警、維修、跟蹤體系，判斷故障隱患，提前采取預(yù)防措施，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行。（二）鑒定評價（如有）無（三）推廣前景風(fēng)電機組無線溫度檢測技術(shù)研究目前國內(nèi)外研究較少，特別是以風(fēng)機無線測溫領(lǐng)域研究對象的文獻較少，尚處于起步階段，還有很多可改進之處以及可以后續(xù)進行更深入的研究的內(nèi)容。（1）無線通信的速率提升項目中使用的是LoRa模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，其優(yōu)點是傳輸距離遠，但LoRa模塊為什么可以傳輸?shù)哪敲催h。是因為LoRa模塊犧牲了空中數(shù)據(jù)傳輸速率，來達到超遠傳輸距離。在無線通訊領(lǐng)域中，模塊的傳輸速率越高，傳輸距離就越近，速率越高時，信號越容易衰弱；傳輸速率越低時，則反之。所以后續(xù)還需要在傳輸速率方面進行持續(xù)優(yōu)化。同時LoRa模塊相比較GFSK、FSK系列的RF模塊來說成本要高上許多。（2）智能化數(shù)據(jù)分析現(xiàn)在的數(shù)據(jù)分析模型相對比較簡單，應(yīng)該結(jié)合風(fēng)機的歷史數(shù)據(jù)，在運用統(tǒng)計學(xué)知識，綜合描述性統(tǒng)計分析、探索性數(shù)據(jù)分析以及驗證性數(shù)據(jù)分析的特點，更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M行數(shù)據(jù)分析，之后在把數(shù)據(jù)庫構(gòu)建在云計算平臺之上