风电场视频解决方案

远程监控风力机运行情况

方案背景

随着全球温室效应加重,化石能源日益枯竭,传统能源方式的弊端逐渐显现。风力发电这种无污染、可再生的能源方式被视为取代化石能源的最有效方式之一。

风能在转化为电能的过程中,不会产生任何有害气体和废料,减少二氧化碳等温室气体排放。与太阳能、生物能等可再生能源技术相比,风力发电技术比较成熟、成本更低。风力发电机组的基础使用面积不大,不会影响农业和牧业用地。建设风电场所需时间较短,投资规模较小。随着各种科技在风力发电技术中的应用,风力发电越来越稳定可靠。风能的利用可以作为一项基本能源政策,帮助实现可持续发展以及解决偏远地区发展的问题。因此,我国的风电保持着较快的发展势头。

大规模风电场的崛起给社会发展带来了丰富的电能,相关的运维管理工作却面临着一系列难题:设备台数多,高空作业难度大;故障几率大,工作点分散;岗位条件差,运维管理人才少。24小时不间断的视频监控方案可部分解决当前运维工作面临的问题,缩短问题发现时长,降低人工巡更频率,为事故现场提供远程指导,并提供相关报警。

需求分析

风电厂的风力机一般分布在山上,地点比较分散,从升压站到每台风力机有崎岖山路相连,路况较差。风力机组塔架约60米高,内部有小型电梯,机组内部空间狭小,设备运行产生油污较多,需要注意防滑。

风电厂运行时,一般是少人值班,设备巡视区域广阔,运行人员工作强度大,风场环境恶劣,信息传递及时性要求高,设备安全和运行监控要求远高于一般场站。因此,视频监控系统的视频性能、可扩展性、可靠性是设计解决方案时需要重点关注的问题。

视频监控系统是一种新型的自动化系统,它综合利用了视频技术、计算机技术、通信技术、网络技术,将发电厂和变电站内摄像机拍摄的视频图像远距离传输到主控室,并结合相应的火灾报警、人员闯入报警、语音对讲技术,使主控室的运行管理人员可以通过实况、回放、视频方案播放等功能对场站电气设备的运行环境进行监控,以保证场站的安全运行和安全生产。同时,视频监控画面可能还需要与第三方系统进行对接,以实现更多复杂的功能。在主控室,可能需要配备电视墙,以便值班人员或领导人员更直观地查看设备运行情况。

方案设计
对风力机的视频监控主要有2方面的需求:一是观察塔底入口和箱变周围;二是观察塔上的机械设备运转情况。为此,解决方案涉及4个摄像头(每个风力机)、音频对讲、若干交换机、满足存储期限要求的存储主机、视频监控计算机、传感器(可选)及相关视频软件。

四路视频分别用于监视风力机入口、箱变及周围的情况、主轴和轮毂的运行情况以及齿轮箱液压油管路情况,选用3台枪机和1台球机。摄像机可设置人员入侵报警。对讲安装在3台枪机周围。四路摄像机视频图像通过光缆传到主控室,为管理人员提供实时的现场图像、告警信号及音频对讲。与主控室相邻的通讯机房设置磁盘存储设备,用于存取视频录像。主控室设置监视器,供管理人员对风电场设备进行远程监视,并可以通过音频对讲设备与风机塔进行语音对讲。