本發明涉及壓力監測,尤其涉及一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統及壓力預測方法。
背景技術:
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息,不必然構成在先技術。
2、風電場及變電站的火災風險較高,因此有效保障風電場及變電站滅火器的功能正常是極其重要的,監測滅火器壓力不僅有助于保障滅火器的正常運行,還能提高火災防控能力,減少火災風險,保障生命和財產安全。
3、目前,風電場及變電站滅火器壓力的監測主要存在以下缺點:
4、1.人工巡檢效率低下:需攀爬80-100米高風機塔筒或進入帶電變電站區域,單個500mw場站年耗時超200人工時。
5、2.安全隱患突出:風電高空作業事故率占運維事故15%,變電站誤操作占電力事故23%。
6、3.監測手段落后:機械指針表盤無法遠程讀取,變電站封閉開關柜存在觀察盲區,壓力異常平均長達14天才被發現。
7、4.環境適應性差:變電站強電磁干擾(300kv/m)導致無線傳輸失效,海上鹽霧腐蝕傳感器。
8、針對上述缺陷,本發明作出了改進。
技術實現思路
1、為了克服背景技術的不足,本發明提供一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統及壓力預測方法,通過分場景差異化設置壓力傳感器集群,能實現風電機組、變電站滅火器壓力全自動實時監測,消除了人工巡檢風險,有利于保障滅火器的正常運行,還能提高火災防控能力,減少火災風險,進而保障生命和財產安全。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
3、第一方面,提供了一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,所述監測系統包括風電機組監測層、變電站監測層和場站控制層;
4、所述風電機組監測層包括風電場滅火器和風電場壓力傳感器,通過所述風電場壓力傳感器檢測風電場滅火器的滅火器壓力,并將檢測到的滅火器壓力發送給所述場站控制層;
5、所述變電站監測層包括變電站滅火器和變電站壓力傳感器,通過所述變電站壓力傳感器檢測變電站滅火器的滅火器壓力,并將檢測到的滅火器壓力發送給所述場站控制層;
6、所述場站控制層用于進行整體控制,并對風電場滅火器、變電站滅火器的滅火器壓力進行實時監測。
7、進一步的,
8、所述風電機組監測層還包括塔筒邊緣網關,所述風電場壓力傳感器與所述塔筒邊緣網關之間通過自適應跳頻lora進行通信,并通過所述塔筒邊緣網關將滅火器壓力數據發送給所述場站控制層;
9、所述變電站監測層還包括繼保小室網關,所述變電站壓力傳感器與所述繼保小室網關之間通過光纖轉lora進行通信,并通過所述塔筒邊緣網關將滅火器壓力數據發送給所述場站控制層。
10、進一步的,
11、所述監測系統還包括外部系統,所述外部系統包括風機控制系統、火災報警系統和巡檢機器人;
12、所述場站控制層包括場站scada和云平臺數字孿生系統;
13、所述塔筒邊緣網關和所述繼保小室網關均與所述場站scada通信連接;
14、所述云平臺數字孿生系統的一端與所述場站scada通信連接,另一端與所述風機控制系統、所述火災報警系統和所述巡檢機器人分別通信連接。
15、進一步的,
16、所述風電場滅火器包括機艙滅火器和塔筒平臺滅火器,所述機艙滅火器配置的風電場壓力傳感器為抗振mems壓力傳感器;
17、所述變電站滅火器包括開關柜滅火器、主變滅火器和蓄電池室滅火器,所述開關柜滅火器和所述主變滅火器配置的變電站壓力傳感器為防爆傳感器,所述蓄電池室滅火器配置的變電站壓力傳感器為防酸型傳感器。
18、進一步的,
19、所述抗振mems壓力傳感器集成陀螺儀進行動態補償;
20、所述抗振mems壓力傳感器采用抗振架構,抗振mems壓力傳感器的壓力敏感膜片配置有四梁懸臂支撐結構,抗振mems壓力傳感器內設置硅油阻尼填充層,并采用鈦合金封裝外殼。
21、進一步的,
22、所述變電站壓力傳感器采用雙層磁屏蔽結構,雙層磁屏蔽結構的內層為導電橡膠襯墊,外層為μ-metal合金屏蔽層,并通過熱-力耦合仿真分析優化雙層磁屏蔽結構內外層的厚度比。
23、第二方面,還提供了一種滅火器壓力預測方法,基于如前所述的風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,所述方法包括:
24、獲取場站數據,所述場站數據包括實時壓力數據、環境溫度、設備負荷率和歷史泄漏記錄,所述實時壓力數據通過所述風電場壓力傳感器和所述變電站壓力傳感器實時采集;
25、對獲取的場站數據進行預處理,包括異常值剔除、小波去噪以及歸一化處理;
26、將預處理后的數據輸入預測模型進行壓力預測并輸出壓力趨勢線。
27、進一步的,
28、所述將預處理后的數據輸入預測模型進行預測,包括:
29、若判斷不存在異常波動,則將預處理后的數據輸入線性回歸模型進行預測;
30、若判斷存在異常波動,則將預處理后的數據輸入lstm神經網絡進行預測。
31、進一步的,
32、所述方法還包括:
33、根據所述壓力趨勢線判斷滅火器壓力的壓力變化率;
34、若壓力變化率δp≤2%/h,則判定為正常狀態,并更新數據庫;
35、若壓力變化率2%/h<δp≤5%/h,則觸發二級預警,發出提醒,并更新數據庫;
36、若壓力變化率>5%/h,則進行緊急響應,并更新數據庫。
37、進一步的,
38、所述進行緊急響應,包括:
39、觸發紅色緊急預警,自動解除相關區域門禁并觸發巡檢機器人前往確認;
40、進行異常驟降處理及異常持續監測,并發出緊急停機檢查指令。
41、與現有技術相比,本發明有益效果為:
42、1.分場景(風電場或變電站)差異化設置壓力傳感器集群,能實現風電機組、變電站滅火器壓力全自動實時監測,消除了人工巡檢風險,有利于保障滅火器的正常運行,還能提高火災防控能力,減少火災風險,進而保障生命和財產安全;
43、2.采用了差異化設計的風電場/變電站傳感器硬件架構,并形成了分場景(風電場或變電站)傳感器集群,有利于更好地實現風電機組、變電站滅火器壓力全自動實時監測;
44、3.采用了融合lstm神經網絡與線性回歸的雙模型壓力預測引擎進行滅火器壓力預測,可便于有效預警。
45、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。
46、下面結合附圖對本發明作進一步說明。
1.一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,其特征在于,所述監測系統包括風電機組監測層、變電站監測層和場站控制層;
2.根據權利要求1所述的一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,其特征在于,
3.根據權利要求2所述的一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,其特征在于,
4.根據權利要求1所述的一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,其特征在于,
5.根據權利要求4所述的一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,其特征在于,
6.根據權利要求1所述的一種風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,其特征在于,
7.一種滅火器壓力預測方法,基于權利要求1-6任一項所述的風電場及變電站滅火器壓力集中監測系統,其特征在于,所述方法包括:
8.根據權利要求7所述的一種滅火器壓力預測方法,其特征在于,
9.根據權利要求7所述的一種滅火器壓力預測方法,其特征在于,
10.根據權利要求9所述的一種滅火器壓力預測方法,其特征在于,