一种海上风电基础结构远程监控系统的制作方法

本申请涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种海上风电基础结构远程监控系统。

背景技术：

海上风力发电具有风能资源丰富、风速高且稳定、不占用土地、适宜大规模开发等优势，具有极大的发展潜力。当前我国风电行业发展迅猛，但却存在技术和经验不足的问题。风机基础在使用期需要承受风、波浪、水流、腐蚀等环境要素产生的荷载作用，还可能承受船舶撞击荷载。海上风机基础监测可以最为直接的获得风机在各种工况下的现场数据，对于海上风机这种受到较多随机性、周期性动力荷载的结构来说，尤其需要海量原始监测数据来验证基础设计的合理性及结构的安全性。

然而，海上风电场通常位于远离海岸线的大海中，直线距离通常在数十海里以上，航道距离则更长，环境更恶劣，日常的维护检测相当困难，采用传统的人工方式根本不可能在第一时间发现问题，而且人工读取读数会产生较大的误差。常规的监测手段逐渐满足不了日益提高的监测需求，随着互联网技术和传感器技术的快速发展，开发一套基于物联网技术和云平台技术的海上风电基础结构安全监控系统，对保障海上风电基础结构的安全性，降低企业后期维修成本，具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本申请的一个目的是提供一种基于物联网技术和云平台技术的海上风电基础结构远程监控系统，以保障海上风电基础结构的安全性，降低企业后期维修成本。

根据本申请的一个方面，提供了一种海上风电基础结构远程监控系统，该系统包括：

集振动监测单元、结构安全监测单元、阴极保护电位监测单元为一体的数据采集模块，网络通讯模块以及远程监控信息管理平台，所述数据采集模块将采集到的风电基础结构的信息数据通过网络通讯模块传输至远程监控信息管理平台，使其对所有监测数据进行统一存储、管理、维护与分析。

进一步地，上述远程监控系统中，还包括：

安全预警管理和信息提醒子系统，用于监测远程监控信息管理平台的分析数据，当数据发生异常产生报警时，根据设定的预警等级分级做出响应。

进一步地，上述远程监控系统中，还包括：

安全等级评估模块，用于通过监测数据分析风电基础结构当前的工作状态，并与安全预警临界状态进行比较分析，评价其安全等级，并做出评估报告。

进一步地，上述远程监控系统中，所述预警等级从低到高分为一级预警、二级预警和三级预警，当前一低等级的预警值次数超过一设定阈值时，将预警等级响应提高一个等级。

进一步地，上述远程监控系统中，

所述振动监测单元，具体用于完成单台风机基础上振动加速度的监测；

所述结构安全监测单元，具体用于将现场预埋的各种传感器信号通过防水电缆接到数据采集模块上；

所述阴极保护电位监测单元：采用牺牲阳极的阴极保护，避免腐蚀。

进一步地，上述远程监控系统中，所述远程监控信息管理平台，包括：

风机管理单元，具体用于录入风机的参数信息；

监测内容管理单元，具体用于测点部署，录入测点划分的区域名称和相关信息；

数据管理单元，具体用于进行自动化数据传输；

数据展示单元，具体用于以图形化形式展示数据；

数据统计单元，具体用于根据用户需求对监测数据进行统计；

数据检索单元，具体用于提供数据列表的检索；

监测报告管理单元，具体用于根据业务管理需求制定监测报告；

权限认证单元，具体用于通过用户权限和数据库权限确保平台与数据的安全性。

进一步地，上述远程监控系统中，所述网络通讯模块，包括光纤通讯、光缆通讯以及有线或无线通讯。

进一步地，上述远程监控系统中，

所述光纤通讯，用于将数据采集模块采集的风电基础结构数据传输至海上升压站；

所述光缆通讯，用于将海上升压站的风电基础结构数据再传输至远程监控信息管理平台；

所述有线或无线通讯，用于远程监控信息管理平台与用户之间的通讯。

进一步地，上述远程监控系统中，还包括：

供电模块，用于为海上风电基础结构远程监控系统提供工作所需交流/直流电源。

与现有技术相比，本申请基于物联网技术和云平台技术的海上风电基础结构安全监控系统，集振动监测、结构安全监测、阴极保护电位监测于一体，建立专用的信息管理平台，对所有安全监测数据进行统一存储、管理、维护与分析，通过信息化手段提高监测水平，为设计人员和管理者科学决策提供依据。本申请支持多种通讯方式，能适应水工恶劣环境，具有在线监控、离线分析、安全管理、网络系统管理、数据库管理等功能。本申请可在无人值守的条件下全面、准确、实时地获取监测数据，克服了传统的人工监测手段的诸多弊端，能更客观地反映实际的风电基础的状况。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明一个方面的海上风电基础结构远程监控系统结构示意图；

图2示出根据本发明一个方面的远程监控信息管理平台结构示意图；

图3示出根据本发明一个方面的三级预警结构框图；

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

如图1所示，根据本申请的一个方面，提供一种海上风电基础结构远程监控系统，该系统包括：

集振动监测单元、结构安全监测单元、阴极保护电位监测单元为一体的数据采集模块，网络通讯模块以及远程监控信息管理平台，所述数据采集模块将采集到的风电基础结构的信息数据通过网络通讯模块传输至远程监控信息管理平台，使其对所有监测数据进行统一存储、管理、维护与分析。

本申请根据检测仪器测量原理配置数据采集模块，可接入多种类型传感器，集振动监测、结构安全监测、阴极保护电位监测于一体，建立专用的信息管理平台，对所有安全监测数据进行统一存储、管理、维护与分析，通过信息化手段提高监测水平，为设计人员和管理者科学决策提供依据。本申请可在无人值守的条件下全面、准确、实时地获取监测数据，克服了传统的人工监测手段的诸多弊端，能更客观地反映实际的风电基础的状况。

进一步地，上述远程监控系统中，

所述振动监测单元，具体用于完成单台风机基础上振动加速度的监测；

所述结构安全监测单元，具体用于将现场预埋的各种传感器信号通过防水电缆接到数据采集模块上；

所述阴极保护电位监测单元：采用牺牲阳极的阴极保护，避免腐蚀。

本申请振动监测单元主要完成单台风机基础上振动加速度的监测，可根据现场需要设置各种采集参数。结构监测单元将现场预埋的各种传感器信号通过防水电缆接到数据采集模块上。阴极保护电位监测单元采用牺牲阳极的阴极保护方法，避免腐蚀。

进一步地，如图2所示，所述远程监控信息管理平台，包括：

风机管理单元，具体用于录入风机的参数信息；

监测内容管理单元，具体用于测点部署，录入测点划分的区域名称和相关信息；

数据管理单元，具体用于进行自动化数据传输；

数据展示单元，具体用于以图形化形式展示数据；

数据统计单元，具体用于根据用户需求对监测数据进行统计；

数据检索单元，具体用于提供数据列表的检索；

监测报告管理单元，具体用于根据业务管理需求制定监测报告；

权限认证单元，具体用于通过用户权限和数据库权限确保平台与数据的安全性。

本申请具有在线监控、离线分析、安全管理、网络系统管理、数据库管理、远程控制和管理等功能。本申请现场的监测单元采集数据传输至远程监控信息管理平台，各级授权用户可以通过网络访问海上风电基础结构远程自动监控系统平台。

进一步地，上述远程监控系统中，还包括：

安全预警管理和信息提醒子系统，用于监测远程监控信息管理平台的分析数据，当数据发生异常产生报警时，根据设定的预警等级分级做出响应。

本申请还包含了安全预警管理和信息提醒子系统，一旦有数据异常产生的报警，系统会自动分级响应。为了确保海上风机的安全运营，需要对监测项目建立安全运营监测预警机制，数据异常时，系统会触发相应报警机制，第一时间以短信、传真、广播等形式通知相应用户。

进一步地，上述远程监控系统中，所述预警等级从低到高分为一级预警、二级预警和三级预警，当前一低等级的预警值次数超过一设定阈值时，将预警等级响应提高一个等级。

优选的，如图3所示，本申请设置三级预警机制。其中一级预警中当一定时间内超出预警值次数达到一定标准或现场监测人员无法对现场风机运营状况判断时，可将预警等级响应提高一个等级，报送相关项目负责人；当二级预警中一定时间内超出预警值次数达到一定标准、提出的预警处理方案需业务决策或结构状态评估时结构安全有进一步扩大危险可能时，应将预警等级响应提高一个等级，报送业主，等待决策支持。本申请风电基础结构安全运营动态监控三级预警机制，各级预警值应根据监测数据结构进行重分析确定。

进一步地，上述远程监控系统中，还包括：

安全等级评估模块，用于通过监测数据分析风电基础结构当前的工作状态，并与安全预警临界状态进行比较分析，评价其安全等级，并做出评估报告。

本申请通过监测数据分析风电基础结构当前的工作状态，并与相应的预警机制临界状态进行比较分析，评价其安全等级。优选的，本申请定期形成安全一级评估报告，每年不应少于一次。当监测数据、数据分析结果达到监控预警三级和二级预警级别时，应进行监控安全三级和二级评估。此外，当风机基础遭受台风、地震、海啸、流冰、漂流物或船舶撞击、化学剂腐蚀等突发事件后应进行数据分析，并应进行专项评估，形成专项评估报告。

本申请评估报告中包括以下几部分内容：风电基础结构及安全监测系统基本信息；评估项目；各级安全评估中界定状态异常的界限值；评估结果及异常状态的数量和位置统计等。

进一步地，上述远程监控系统中，所述网络通讯模块，包括光纤通讯、光缆通讯以及有线或无线通讯。

所述光纤通讯，用于将数据采集模块采集的风电基础结构数据传输至海上升压站；

所述光缆通讯，用于将海上升压站的风电基础结构数据再传输至远程监控信息管理平台；

所述有线或无线通讯，用于远程监控信息管理平台与用户之间的通讯。

本申请网络通讯模块主要完成风机与海上升压站、海上升压站与远程监控信息管理平台以及用户与远程监控信息管理平台之间的通讯。本申请支持多种通讯方式，能适应各种水工恶劣环境。

进一步地，上述远程监控系统中，还包括：

供电模块，用于为海上风电基础结构远程监控系统提供工作所需交流/直流电源。具体可根据现场情况灵活使用。

综上，本申请基于物联网技术和云平台技术的海上风电基础结构安全监控系统，集振动监测、结构安全监测、阴极保护电位监测于一体，建立专用的信息管理平台，对所有安全监测数据进行统一存储、管理、维护与分析，通过信息化手段提高监测水平，为设计人员和管理者科学决策提供依据。本申请支持多种通讯方式，能适应水工恶劣环境，具有在线监控、离线分析、安全管理、网络系统管理、数据库管理等功能。本申请可在无人值守的条件下全面、准确、实时地获取监测数据，克服了传统的人工监测手段的诸多弊端，能更客观地反映实际的风电基础的状况。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。