智能化风电场安全防护监测管理系统研究

智能化风电场安全防护监测管理系统研究

周鑫雨 高阳

沈阳工程学院 电气学院 研究生部 辽宁省沈阳市 110136

摘要：风能是一种可再生能源，具有储量大、成本低、环保性能好等方面的特点，由于这些特点，风电行业快速发展。随着风电行业的快速发展，风电的安全防护管理的难度不断加大，制约了风电行业的进一步发展，因此提高风电场安全防护监测的效率具有重要意义，基于此本文对智能化风电场安全防护监测管理系统进行了研究。

关键词：智能化风电场；安全防护；检测管理；系统研究

1 引言

随着我国社会的快速发展，对于能源的需求不断加大，环保问题日趋严重，能源形势愈发严峻，风能作为一种储量丰富、成本低、环保性好的可再生资源，迎来了快速发展。在风电行业快速发展的同时，其安全防护工作面临的要求和挑战也越来越高，风电的安全防护管理已经成为制约风电发展的重要因素。由于风力发电的特点，风力发电厂通常建设在自然环境恶劣的区域，而且地理区域分布广，这些因素都增大了风力发电设备的维护管理难度，增加了设备管理和人员的安防隐患。风力发电设备具有较高的自动化水平，通过辅以一些其它的安全措施，可以使风电管理上推广“无人值守”或者“少人值守”的模式，从而提高风电场安全防护的管理效率，降低人力资源的应用，提高企业的经济效率。因此，建立智能化风电场安全防护监测管理系统具有重要意义，本文对智能化风电场安全防护监测管理系统进行了探讨。

2 智能化风电场安全防护监测管理系统设计

2.1 设计原则

随着计算机技术、自动化技术和智能化技术等的快速发展，智能化电网建设不断推进，在风电场安全防护监测系统的建设过程中，提高其智能化水平是非常重要的，因此在进行风电场安全防护监测系统的建设过程中要应用计算机技术、自动化技术、通信技术和智能化技术等先进技术，结合现场安防设备应用环境以及风电场安全生产经验等进行设计，提高安全法防护管理系统的水平，降低人力在风电场安全防护中的应用。在进行系统的设计时，应按照“先进适用、可靠稳定和合理扩展”的原则进行设计，通过应用先进的技术手段和软硬件系统，建立起完全满足实际使用需求，并且具有操作简单、实用性强、部署简单、检测报警实时性强等特点的安全防护系统，从而实现风电场的智能化安全监控，提高风电场的安防管理水平，更好的保障风电场安全、高效运行。

2.2 设计原理

系统软件平台的开发应用了网络服务（WEB）技术，由于风电场风机具有区域分布广的特点，因此在系统的设计过程中应用了卫星定位技术、无线通信技术、网络信息技术、地理信息技术等技术手段，首先了对风电场场区域、风机塔筒以及相关工作车辆和人员的监控。

2.3 结构设计

风电场智能化安防检测管理系统主要硬件和软件两部分，其中硬件部分主要包括安全防护控制系统设备、现场巡检移动终端设备、现场作业安全防护平台等设备、设施，软件部分主要包括通信系统网络软件、安全防护平台软件系统等部分。

2.3.1 安全防护平台软件开发

系统软件设计应用Microsoft Visual Studio.NET技术，C#开发，应用SilverLight技术进行网络交互程序设计，前台运行环境采用浏览器。前台监控系统的设计应用电地图作为主业，电子地图的应用性开发应用Google Map Ajax API进行开发和设计。系统的后台主要提供数据库基础数据服务。

2.3.2 安全防护平台硬件设计

安全防护平台的主要硬件包括风机门禁设备、视频语音模块、定位系统和特种安防控制器等设备，能够实现对风机门进行监控，对风机塔筒外进行视频语音监控，对人员和车辆进行定位等方面的功能。

在系统的设计中，采用模块化的设计方案，设计了合塔筒门监控、塔筒内底仓视频监控、紧急救援、语音对讲，人员车辆巡检定位、场区安全防范、消防系统接口等子系统，能够满足风电场安全防护监测的目标。

3 智能化安防监控管理子系统功能设计

本文设计的智能化安防监控管理子系统主要包括风机门禁、视频监控、人员定位等子系统，下面对子系统的功能进行介绍：

3.1 风机门禁系统

设计的风机门检测系统主要包括特种门禁控制器以及相关软件组成，能够实现风机塔筒门的电子监控，具有塔筒门权限管理、门状态监控、远程控制、防盗报警、视频监控和点对点远程呼叫等功能。

安全防护前台应用了电子地图，在地图中根据地理位置的特点，展示了场内风机设备的信息，安全防护设备能够对风机塔筒门状态进行实时监测，当发生非法开门时，其能够进行报警。此外，其还具有实时应答的功能，能够实现其它风机他们远程开门、远程呼叫请求等方面的功能。

在门信号、锁动作信号等方面，应用了霍尔元件作为传感器，进行信号的监测，具有较高的稳定性，而且误报率比较低。在设计中，为了提高信号的可靠性，还应用了屏蔽性的数据传输方式。除了上述功能以外，该系统还具有以下几方面功能：

（1）在实现风机门电锁的远程监测前提下，若发生非法开门的情况，其会发送报警信息。

（2）为了应对系统性掉电的问题，在发生这一问题以后，系统会保持门锁状态，同时设置了钥匙开门的方式，必要时可以采用机械方式开门，在应用这种开门方式时，会作为非法开门上报。

（3）采用网络方式将报警信号上报给中心，具有更强的实时性。同时，还设置了呼叫、报警和监测等各类信号的语音提示功能。

3.2 风机塔筒内视频监控、内外部语音对讲救援子系统

该系统的核心是视频语音模块，该模块能够和控制器通信，其能够监控风机塔筒的底仓设备、门口等位置，并且将其传输给控制中心，同时其还能够具备远程救援性呼叫、对讲等方面的功能，采用语音视频呼叫的方式，提高了监控信息传输的实时性。当控制中心受到报警信息以后，可以采用语音提示的方式进行实时提示，同时能够自动启动视频监控，进行报警信息实时切换。现场工作人员可以通过呼叫或者是救援数字语音信息的方式进行求助，控制中心接收到报警信息后可以采取相关救援措施。为了保证网络信息传输的有效性，降低网络数据的影响，信号传输采用了流传输协议。

3.3 人员车辆巡检定位子系统

通过卫星定位来确定人员位置，在人员车辆巡检过程中，现场人员可以自主掌握行动的方向，控制中心通过电子地图，能够实现人员、车辆行动轨迹的实时监控，从而在发生突发事件以后，能够及时的提供有效的救援措施，保障人员安全。

结论

随着我国社会的发展，电网的智能化水平不断提高，通过建立智能化风电场安全防护系统，可以更好的满足未来智能电网的发展趋势，保证电网运行的安全性、稳定性和效率。通过应用先进的软硬技术，建立智能化风电场安全防护管理系统，能够提高风电场安全防护的效率，降低人力资源的应用，更好的保障风电场的安全运行。

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