本發(fā)明涉及電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理，尤其涉及一種分布式數(shù)據(jù)庫(kù)支持的智能風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的不斷增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益增強(qiáng)，可再生能源的開發(fā)和利用成為了世界各國(guó)的重要戰(zhàn)略方向。風(fēng)能作為一種清潔、可再生的能源，其開發(fā)和利用在能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展中占據(jù)了舉足輕重的地位。然而，風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)和管理面臨著諸多挑戰(zhàn)，如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的分布廣泛、運(yùn)行數(shù)據(jù)海量且復(fù)雜、故障預(yù)警和診斷難度大等。為了解決這些問題，智能風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、收集并分析運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的智能化管理和優(yōu)化。然而，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在處理如此海量且復(fù)雜的數(shù)據(jù)時(shí)，往往存在性能瓶頸和擴(kuò)展性問題。因此，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)成為了智能風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。

2、現(xiàn)有的技術(shù)，通過實(shí)時(shí)采集風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)、變壓器和電力線路的運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理以獲取關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)，同時(shí)將獲取的關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中并進(jìn)行智能決策，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)中設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)并進(jìn)行故障預(yù)警，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備故障診斷與預(yù)測(cè)維護(hù)的及時(shí)性。

3、例如公告號(hào)為：cn114860694b發(fā)明專利公告的一種風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)異步協(xié)同數(shù)據(jù)遷移方法及裝置，包括：目標(biāo)主機(jī)和源主機(jī)的預(yù)處理；根據(jù)接收的遷移策略，生成目標(biāo)數(shù)量的遷移任務(wù)，每個(gè)遷移任務(wù)并行執(zhí)行，將源主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)遷移至目標(biāo)主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)；目標(biāo)主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)遷移后的完整性驗(yàn)證。

4、例如公告號(hào)為：cn107330056b發(fā)明專利公告的基于大數(shù)據(jù)云計(jì)算平臺(tái)的風(fēng)電場(chǎng)scada系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，包括：風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)直接傳輸給前置服務(wù)器，升壓站、箱變、測(cè)風(fēng)塔、電度表、agc、avc、保信子站和故障錄波的數(shù)據(jù)經(jīng)過遠(yuǎn)動(dòng)裝置的規(guī)約轉(zhuǎn)換均轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)約數(shù)據(jù)包，再通過以太網(wǎng)傳輸給前置服務(wù)器；數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)皆朴?jì)算平臺(tái)后，云計(jì)算平臺(tái)首先要對(duì)風(fēng)電場(chǎng)大數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；采用云計(jì)算平臺(tái)中mapreduce化的標(biāo)準(zhǔn)k-means算法對(duì)hbase數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

5、但本技術(shù)在實(shí)現(xiàn)本技術(shù)實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

6、現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)電場(chǎng)的智能控制環(huán)節(jié)往往被視為獨(dú)立的控制環(huán)節(jié)，未充分考慮風(fēng)電機(jī)組中各部件之間相互作用所涉及到的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)可能無(wú)法全面覆蓋風(fēng)電場(chǎng)在控制環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)的缺失會(huì)導(dǎo)致故障預(yù)警和故障診斷的延遲，存在風(fēng)電場(chǎng)在智能監(jiān)控過程中故障預(yù)警及時(shí)性與協(xié)同控制干擾性之間關(guān)聯(lián)性不高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例通過提供一種分布式數(shù)據(jù)庫(kù)支持的智能風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)電場(chǎng)在智能監(jiān)控過程中故障預(yù)警及時(shí)性與協(xié)同控制干擾性之間關(guān)聯(lián)性不高的問題，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場(chǎng)在智能監(jiān)控過程中故障預(yù)警時(shí)效性的提高。

2、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種分布式數(shù)據(jù)庫(kù)支持的智能風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊、風(fēng)電機(jī)組控制模塊、故障預(yù)警模塊和狀態(tài)碼管理模塊；其中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于在指定風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，獲取風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)至分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行并行處理，同時(shí)將并行處理后的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)碼標(biāo)記；所述風(fēng)電機(jī)組控制模塊用于根據(jù)狀態(tài)碼標(biāo)記后的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送控制指令，同時(shí)獲取風(fēng)電機(jī)組在控制過程中的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)和轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)，所述變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)用于評(píng)估風(fēng)電機(jī)組在變槳控制過程中電網(wǎng)、變槳運(yùn)行參數(shù)的受干擾程度，所述轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)用于評(píng)估風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)矩控制過程中電網(wǎng)、轉(zhuǎn)矩運(yùn)行參數(shù)的受干擾程度；所述故障預(yù)警模塊用于基于獲取的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)和轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)判斷是否發(fā)送停機(jī)復(fù)位指令，若是，則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的停機(jī)復(fù)位過程以獲取預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值，所述預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值用于量化風(fēng)電機(jī)組從故障預(yù)警到停機(jī)復(fù)位整個(gè)過程的實(shí)時(shí)性；所述狀態(tài)碼管理模塊用于根據(jù)獲取的預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值對(duì)狀態(tài)碼標(biāo)記后的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類以獲取故障運(yùn)行數(shù)據(jù)和正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將獲取的故障運(yùn)行數(shù)據(jù)和正常運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3、進(jìn)一步的，所述風(fēng)電機(jī)組控制模塊包括plc單元、hmi單元和通信單元；所述plc單元：用于接收變槳控制指令和轉(zhuǎn)矩控制指令并執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的變槳控制操作和轉(zhuǎn)矩控制操作；所述hm?i單元：用于通過modbustcp協(xié)議向plc單元定時(shí)讀取實(shí)時(shí)更新的運(yùn)行數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)至hmi單元的實(shí)時(shí)內(nèi)存庫(kù)；所述通信單元：用于與故障預(yù)警模塊、狀態(tài)碼管理模塊通過can通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

4、進(jìn)一步的，所述變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)通過以下方法獲?。号袛喃@取的第一電網(wǎng)電壓偏差值并判斷是否小于從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的最大允許電網(wǎng)電壓偏差值，若是，則獲取第一電網(wǎng)電壓分?jǐn)?shù)，否則向plc單元發(fā)送變槳電網(wǎng)故障指令，所述第一電網(wǎng)電壓偏差值為風(fēng)電機(jī)組在變槳控制時(shí)刻的電網(wǎng)電壓與參考電網(wǎng)電壓之差的絕對(duì)值，所述第一電網(wǎng)電壓分?jǐn)?shù)為第一電網(wǎng)電壓與最大允許電網(wǎng)電壓偏差值的比值，所述第一電網(wǎng)電壓表示風(fēng)電機(jī)組在變槳控制過程中各變槳控制時(shí)刻的電網(wǎng)電壓；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組在變槳控制時(shí)刻的槳距角并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中的環(huán)境風(fēng)速影響因子獲取槳距角分?jǐn)?shù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組在變槳控制下的變槳電機(jī)電流和變槳電機(jī)表面溫度，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中的參考變槳電機(jī)電流、參考變槳電機(jī)表面溫度以及獲取的第一電網(wǎng)電壓分?jǐn)?shù)得到變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)。

5、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)通過以下方法獲?。号袛喃@取的第二電網(wǎng)電壓偏差值是否小于從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的最大允許電網(wǎng)電壓偏差值，若是，則獲取第二電網(wǎng)電壓分?jǐn)?shù)，否則向plc單元發(fā)送轉(zhuǎn)矩電網(wǎng)故障指令，所述第二電網(wǎng)電壓偏差值為風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)矩控制時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)電壓與參考電網(wǎng)電壓之差的絕對(duì)值，所述第二電網(wǎng)電壓分?jǐn)?shù)為第二電網(wǎng)電壓與最大允許電網(wǎng)電壓偏差值的比值，所述第二電網(wǎng)電壓表示風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)矩控制過程中各轉(zhuǎn)矩控制時(shí)刻的電網(wǎng)電壓；獲取風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)矩控制時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩偏差值并進(jìn)行單位化處理，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)矩控制時(shí)刻的齒輪箱溫度和轉(zhuǎn)矩輸出功率；判斷實(shí)時(shí)獲取的齒輪箱溫度是否在齒輪箱溫度范圍內(nèi)，若是，則結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中的參考齒輪箱溫度和單位化處理后的參考轉(zhuǎn)矩偏差值得到轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)，否則向plc單元發(fā)送齒輪箱溫度異常指令；所述轉(zhuǎn)矩偏差值為風(fēng)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩與參考發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩之差的絕對(duì)值。

6、進(jìn)一步的，所述預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值的具體獲取步驟為：當(dāng)獲取的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)不在變槳干擾允許范圍內(nèi)且獲取的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)在轉(zhuǎn)矩干擾允許范圍內(nèi)時(shí)，將獲取的變槳預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值與變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)分別進(jìn)行處理得到預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值；當(dāng)獲取的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)在變槳干擾允許范圍內(nèi)且獲取的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)不在轉(zhuǎn)矩干擾允許范圍內(nèi)時(shí)，將獲取的轉(zhuǎn)矩預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值與轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)分別進(jìn)行處理得到預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值；當(dāng)獲取的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)不在變槳干擾允許范圍內(nèi)且獲取的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)不在轉(zhuǎn)矩干擾允許范圍內(nèi)時(shí)，將獲取的變槳預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值、轉(zhuǎn)矩預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值、變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)與轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)分別進(jìn)行處理得到預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值，否則不計(jì)算預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值；所述變槳預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值通過變槳停機(jī)復(fù)位過程中的第一停機(jī)指令響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、第一復(fù)位指令響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、第一風(fēng)電機(jī)組減速時(shí)長(zhǎng)以及變槳停機(jī)操作總時(shí)長(zhǎng)、變槳復(fù)位操作總時(shí)長(zhǎng)、第一風(fēng)電機(jī)組參考減速時(shí)長(zhǎng)處理得到；所述轉(zhuǎn)矩預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值通過轉(zhuǎn)矩停機(jī)復(fù)位過程中的第二停機(jī)指令響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、第二復(fù)位指令響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)、第二風(fēng)電機(jī)組減速時(shí)長(zhǎng)以及轉(zhuǎn)矩停機(jī)操作總時(shí)長(zhǎng)、轉(zhuǎn)矩復(fù)位操作總時(shí)長(zhǎng)、第二風(fēng)電機(jī)組參考減速時(shí)長(zhǎng)處理得到。

7、進(jìn)一步的，所述預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值的具體限制表達(dá)式為：

8、

9、式中，e為自然常數(shù)，shi表示風(fēng)電機(jī)組在停機(jī)復(fù)位過程中的預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值，shi1表示風(fēng)電機(jī)組在變槳停機(jī)復(fù)位過程中的變槳預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值，shi2表示風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)矩停機(jī)復(fù)位過程中的轉(zhuǎn)矩預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值，gan1表示風(fēng)電機(jī)組在變槳控制過程中的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)，δgan1表示變槳干擾允許范圍，gan2表示風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)矩控制過程中的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)，δgan2表示轉(zhuǎn)矩干擾允許范圍。

10、進(jìn)一步的，所述狀態(tài)碼管理模塊包括狀態(tài)碼生成檢測(cè)單元、狀態(tài)碼輸出管理單元和追溯日志記錄單元；所述狀態(tài)碼生成檢測(cè)單元：用于自動(dòng)識(shí)別狀態(tài)碼標(biāo)記后的運(yùn)行數(shù)據(jù)并生成相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)碼；所述狀態(tài)碼輸出管理單元：用于將生成的運(yùn)行狀態(tài)碼以數(shù)值表格形式實(shí)時(shí)傳輸至風(fēng)電場(chǎng)管理中心；所述追溯日志記錄單元：用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄風(fēng)電場(chǎng)管理中心中運(yùn)行狀態(tài)碼的生成追溯時(shí)間長(zhǎng)度，同時(shí)判斷生成追溯時(shí)間長(zhǎng)度是否滿足預(yù)期需求；所述生成追溯時(shí)間長(zhǎng)度為第一追溯時(shí)間長(zhǎng)度與第二追溯時(shí)間長(zhǎng)度之和；所述運(yùn)行狀態(tài)碼包括故障運(yùn)行狀態(tài)碼和正常運(yùn)行狀態(tài)碼。

11、本技術(shù)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

12、1、通過獲取風(fēng)電機(jī)組在控制過程中的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)和轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)判斷是否發(fā)送停機(jī)復(fù)位指令，若是，則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的停機(jī)復(fù)位過程以獲取預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值并對(duì)狀態(tài)碼標(biāo)記后的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類以獲取故障運(yùn)行數(shù)據(jù)和正常運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值獲取準(zhǔn)確性和可靠性的提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場(chǎng)在智能監(jiān)控過程中故障預(yù)警時(shí)效性的提高，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)電場(chǎng)在智能監(jiān)控過程中故障預(yù)警及時(shí)性與協(xié)同控制干擾性之間關(guān)聯(lián)性不高的問題。

13、2、通過判斷獲取的第一電網(wǎng)電壓偏差值是否小于從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取的最大允許電網(wǎng)電壓偏差值，若是，則獲取第一電網(wǎng)電壓分?jǐn)?shù)，否則向plc單元發(fā)送變槳電網(wǎng)故障指令，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組在變槳控制下的變槳電機(jī)電流和變槳電機(jī)表面溫度，并結(jié)合獲取的槳距角分?jǐn)?shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)中的參考變槳電機(jī)電流、參考變槳電機(jī)表面溫度得到變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)，從而實(shí)現(xiàn)了變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)的更準(zhǔn)確獲取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組變槳控制穩(wěn)定性的更精準(zhǔn)評(píng)估。

14、3、通過判斷獲取的變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)和轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)是否將獲取的變槳預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值、轉(zhuǎn)矩預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值、變槳穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)與轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性干擾分?jǐn)?shù)分別進(jìn)行處理得到預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值，從而預(yù)警時(shí)效性評(píng)估值的更準(zhǔn)確獲取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組在協(xié)同控制過程中故障預(yù)警及時(shí)性和準(zhǔn)確性的更精準(zhǔn)評(píng)估。