(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210984673.X (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 北京国网富达科技发展 有限责任公 司 地址 100071 北京市丰台区南四环西路18 8 号总部基地六区13楼 (72)发明人 张逸娲　马俊朋　蔡光柱　郑鹏超　 田宇晟　赵爽　赵建豪　于洪亮　 王威　杨振　曹向勇　贺晓宇　 高安洁　尹磊　张明　庞洪亮　 王力学　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 万慧华 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01)H04L 67/12(2022.01) H04W 4/38(2018.01) H04N 7/18(2006.01) G16Y 10/35(2020.01) G16Y 20/10(2020.01) G16Y 20/20(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 40/50(2020.01) (54)发明名称 一种基于电力卫星物联网的海上风电场状 态监测系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于电力卫星物联网的 海上风电场状态监测系统， 涉及风力发电领域， 包括： 各边缘智能终端之间通过agent交互协议 进行通信； 终端采集设备与边缘智能终端连接， 用于采集现场数据并将现场数据发送给边缘智 能终端； 边缘智能终端通过卫星通信数传终端与 物联管理云平台连接， 用于将现场数据传输给物 联管理云平台， 根据现场数据获取 故障信息传输 给物联管 理云平台， 接收物联管 理云平台的控制 信号对终端采集设备进行控制； 物联管理云平台 用于存储和显示边缘智能终端发送的故障信息， 根据故障信息对风电场进行监测， 根据工作人员 的操作指令生成控制信号。 本发 明实现了海上风 电场状态实时在线监测， 确保海 上风电设备的安 全运行。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115241979 A 2022.10.25 CN 115241979 A 1.一种基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在于， 所述系统包括： 终端采集设备、 卫星通信数传终端、 物联管理云平台和至少两台边缘智能终端； 各所述边缘 智能终端之间通过a gent交互协议进行通信； 所述终端采集设备， 与所述边缘智能终端连接， 用于采集海上风电场的现场数据并将 所述现场数据发送给所述边缘智能终端； 所述现场数据包括环境气象数据、 风机桩基础的 三阶振动频率、 风机桩基础线路的温度、 风机桩基础沿主风向的倾斜度、 暂态行波信息、 风 机桩基础的盐度值和风电场的图像数据； 所述边缘智能终端， 通过所述卫星通信数传终端与所述物联管理云平台连接， 用于将 所述现场数据中的环境气象数据、 风机桩基础的盐度值、 暂态行波信息和风电场的图像数 据通过卫星信道传输给所述物联管理云平台， 还用于根据所述现场数据获取故障信息， 并 将所述故障信息通过卫星信道传输给所述物 联管理云平台， 以及接收所述物 联管理云平台 通过卫星信道发送的控制信号， 并根据所述控制信号对终端采集设备进行控制； 所述物联管理云平台， 用于存储和显示所述边缘智能终端发送的故障信息， 并根据所 述故障信息对风电场进行监测， 以及根据工作人员的操作指令生成所述控制信号。 2.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述终端采集设备包括气象监测模块； 所述气象监测模块包括气象传感器和第一 LoRa无线发送模块； 所述气象传感器， 设置在风机桩基础顶部， 通过所述第一LoRa无线发送模块与所述边 缘智能终端连接， 用于采集海上风电场的环境气象数据并将所述环境气象数据通过所述第 一LoRa无线发送模块传输给所述边缘智能终端； 所述环 境气象数据包括风速、 风向、 环 境温 度、 环境湿度、 气压和雨 量。 3.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述终端采集设备还 包括振动监测模块； 所述振动监测模块包括振动传感器和第二 LoRa无线发送模块； 所述振动传感器， 设置在风机桩基础顶部， 通过所述第二LoRa无线发送模块与所述边 缘智能终端连接， 用于按照设定的采样周期测量风机桩基础的三阶振动频率并将所述三阶 振动频率 通过所述第二 LoRa无线发送模块传输给 所述边缘智能终端。 4.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述终端采集设备还 包括温度监测模块； 所述温度监测模块包括温度传感器和第三 LoRa无线发送模块； 所述温度传感器， 设置在待测温的风机桩基础线路上， 通过所述第三LoRa无线发送模 块与所述边缘智能终端连接， 用于采集风机桩基础线路的温度并将所述风机桩基础线路的 温度通过所述第三Lo Ra无线发送模块传输给所述边缘智能终端； 所述风机桩基础线路包括 导线、 耐张线夹、 接续管和引流板 。 5.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述终端采集设备还 包括倾角监测模块； 所述倾角监测模块包括 倾角传感器和第四L oRa无线发送模块； 所述倾角传感器， 设置在风机桩基础顶部， 通过所述第四LoRa无线发送模块与所述边 缘智能终端连接， 用于监测风机桩基础沿主风向的倾斜度并将所述倾斜度通过所述第四权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115241979 A 2LoRa无线发送模块传输给 所述边缘智能终端。 6.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述终端采集设备还 包括行波故障监测模块； 所述行波故障监测模块包括行波故障监测装置和第五L oRa无线发送模块； 所述行波故障监测装置， 设置在设定长度的电缆线路上， 通过所述第五LoRa无线发送 模块与所述边缘智能终端连接， 用于采集电缆线路的暂态行波信息， 并将 暂态行波信息通 过所述第五Lo Ra无线发送模块传输给所述边缘智能终端； 所述暂态行波信息包括暂态行波 信号和暂态行波信号的录波； 所述暂态行波信号为设定长度的电缆线路的两个端点的初始 行波时间。 7.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述终端采集设备还 包括盐度监测模块； 所述盐度监测模块包括盐度传感器和第六L oRa无线发送模块； 所述盐度传感器， 设置在风机桩基础顶部， 通过所述第六LoRa无线发送模块与所述边 缘智能终端连接， 用于监测风机桩基础的盐度值并将所述盐度值通过所述第六Lo Ra无线发 送模块传输给 所述边缘智能终端。 8.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述终端采集设备还 包括高清摄 像机； 所述高清摄像机， 通过以太网与所述边缘智能终端连接， 用于对海上风电场的现场进 行监控， 并将监控得到的所述 风电场的图像数据传输给 所述边缘智能终端。 9.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述系统还 包括蓄电池组； 所述蓄电池组， 分别与所述终端采集设备、 所述边缘智能终端和所述卫星通信数传终 端连接， 用于在风力发电无法正常供电的情况下为所述终端采集设备、 所述边缘智能终端 和所述卫星通信数传终端供电。 10.根据权利要求1所述的基于电力卫星物联网的海上风电场状态监测系统， 其特征在 于， 所述边缘智能终端根据所述现场数据获取故障信息具体包括： 根据所述环境气象数据和所述 风机桩基础线路的温度确定风机设备的发热警报； 根据风机桩基础的三阶振动频率计算 三阶主振型； 根据所述 风机桩基础沿主风向的倾 斜度和设定倾 斜度阈值确定倾 斜警报； 根据所述暂态行波信息确定行波故障并计算故障点 位置。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115241979 A 3