一种控制海上风力发电的方法和系统与流程

电子通信装置的制造及其应用技术1.本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种控制海上风力发电的方法和系统。背景技术：2.海上风力发电，是在中国近海距离海岸线约20～60公里之内的海床上修建一座座风力发电机装置，50～80台风力发电机装置组成一个风力发电场，3.如图1所示，现有的电网调度系统中，将电能通过海缆汇聚到风力发电机带附近的海上平台增压站进行增压传输到陆地集控中心并入电网。而且陆地集控中心也通过海缆对整个电网进行监测、控制。由于海上环境复杂恶劣，统计资料表明，95％的海缆损坏是由于人类进行渔业、航运等活动造成的，主要为捕捞渔具、船锚等造成的外力损坏，同时，海洋地质活动也会给海缆运行带来不确定性。随着海上风力发电等海上能源的大力发展，高压海底电缆的应用将越来越广泛，一旦海底电缆发生故障而停止运行，陆地集控中心就会失去对海上电网的监测和控制，造成风场大的经济损失。微波通信一般30-40公里就要设置一个中继站，对于距离海岸线较远的一些发电场不适用。技术实现要素：4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种控制海上风力发电的方法和系统。5.本发明的一种控制海上风力发电的方法的技术方案如下：6.建立海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路；7.当所述海上升压站与所述陆上集控中心之间的海缆发生故障时，利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信，以对风力发电机装置进行控制。8.本发明的一种控制海上风力发电的方法的有益效果如下：9.利用卫星通信链路作为海缆的备份通信手段，一旦海缆发生故障，自动切换到卫星通信链路实现海上升压站与所述陆上集控中心之间的通信，以对海上的风力发电机装置进行控制和监测。可以控制风力发电机装置的风机的停止运转，提醒消防设备工作及时扑灭火灾，可以及时切断电力传输避免发生事故，也可以在海缆维修期间确保海上升压站、风力发电机装置与陆上集控中心间的通信联系如电话联系、网络联系等，且卫星通信链路不受海洋环境的制约，避免由于海缆故障导致陆地集控中心失去对海上风力发电机装置的监测和控制。10.在上述方案的基础上，本发明的一种控制海上风力发电的方法还可以做如下改进。11.进一步，所述利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信之前，还包括：12.采集用户的身份验证信息；13.利用预设身份信息库，对所述用户的身份验证信息进行验证，得到第一验证结果，并将所述身份验证信息发送指第三方服务器，以使所述第三方服务器对所述身份验证信息进行身份认证，得到第二验证结果；14.根据所述第一验证结果和所述第二验证结果得到最终验证结果；15.所述利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信，包括：16.当最终验证结果为通过时，利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信。17.采用上述进一步方案的有益效果是：通过身份验证，防止有人进行恶意操作，保证海上风力发电的安全性。18.进一步，还包括：19.当利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信时，随机采集所述用户的验证信息并验证。20.采用上述进一步方案的有益效果是：进一步防止有人进行恶意操作，进一步保证海上风力发电的安全性。21.进一步，所述身份验证信息包括：身份证照片和指纹。22.进一步，还包括：23.当未利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信时，控制所述陆上集控中心按照预设频率，通过所述卫星通信链路向所述海上升压站发送心跳包。24.采用上述进一步方案的有益效果是：确定海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路是否可靠，以便于切换至卫星通信链路，能够进行正常通信。25.本发明的一种控制海上风力发电的系统的技术方案如下：26.包括建立模块和通信模块；27.所述建立模块用于：建立海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路；28.所述通信模块用于：当所述海上升压站与所述陆上集控中心之间的海缆发生故障时，利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信，以对风力发电机装置进行控制。29.本发明的一种控制海上风力发电的系统的有益效果如下：30.利用卫星通信链路作为海缆的备份通信手段，一旦海缆发生故障，自动切换到卫星通信链路实现海上升压站与所述陆上集控中心之间的通信，以对海上的风力发电机装置进行控制和监测。可以控制风力发电机装置的风机的停止运转，提醒消防设备工作及时扑灭火灾，可以及时切断电力传输避免发生事故，也可以在海缆维修期间确保海上升压站、风力发电机装置与陆上集控中心间的通信联系如电话联系、网络联系等，且卫星通信链路不受海洋环境的制约，避免由于海缆故障导致陆地集控中心失去对海上风力发电机装置的监测和控制。31.在上述方案的基础上，本发明的一种控制海上风力发电的系统还可以做如下改进。32.进一步，还包括验证模块，所述验证模块用于：33.采集用户的身份验证信息；34.利用预设身份信息库，对所述用户的身份验证信息进行验证，得到第一验证结果，并将所述身份验证信息发送指第三方服务器，以使所述第三方服务器对所述身份验证信息进行身份认证，得到第二验证结果；35.根据所述第一验证结果和所述第二验证结果得到最终验证结果；36.所述通信模块具体用于：37.当最终验证结果为通过时，利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信。38.采用上述进一步方案的有益效果是：通过身份验证，防止有人进行恶意操作，保证海上风力发电的安全性。39.进一步，所述验证模块还用于：40.当利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信时，随机采集所述用户的验证信息并验证。41.采用上述进一步方案的有益效果是：进一步防止有人进行恶意操作，进一步保证海上风力发电的安全性。42.进一步，所述身份验证信息包括：身份证照片和指纹。43.进一步，所述通信模块还用于：44.当未利用所述卫星通信链路在所述海上升压站与所述陆上集控中心之间进行通信时，控制所述陆上集控中心按照预设频率，通过所述卫星通信链路向所述海上升压站发送心跳包。45.采用上述进一步方案的有益效果是：确定海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路是否可靠，以便于切换至卫星通信链路，能够进行正常通信。附图说明46.图1为现有的电网调度系统的结构示意图；47.图2为本发明实施例的一种控制海上风力发电的方法的结构示意图；48.图3为本发明实施例的一种控制海上风力发电的方法对应的电网调度系统的结构示意图；49.图4为本发明实施例的一种控制海上风力发电的系统的结构示意图。具体实施方式50.如图2所示，本发明实施例的一种控制海上风力发电的方法，包括如下步骤：51.s1、建立海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路；52.s2、当海上升压站与陆上集控中心之间的海缆发生故障时，利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信，以对风力发电机装置进行控制。53.结合图2与图3进行如下阐述：54.其中，海上升压站包括风机管理服务器、电压电路变送服务器、电力系统开关服务器、遥控遥调执行服务器、环境监测服务器和电话系统等，风机管理服务器用于管理每个风力发电机装置中的风机，电压电路变送服务器用于管理电压变送，电力系统开关服务器用于管理电力系统的开关，环境监测服务器用于监测每个风力发电机装置的环境数据如温度数据、湿度数据、风速数据和风向数据等，电话系统用于进行电话联系，如与陆上集控中心进行电话联系。55.其中，陆上集控中心包括调度管理席服务器、调度员服务器、维护工作站服务器、运行工作站服务器、电话系统、计划抢修工作站服务器、终端服务器和数据存储服务器，调度管理席服务器指：调度管理席对应的服务器，用于下达最高权限的控制指令，调度员服务器指：调度员对应的服务器，用于下达一般性的控制指令，权限相比于调度管理席对应的服务器较小；维护工作站服务器指：维护工作站对应的服务器，用于管理维护工作；电话系统用于进行电话联系，如与海上升压站进行电话联系，终端服务器用于进行管理工作，数据存储服务器用于接收并存储监测数据如环境数据，以及下达的控制指令。56.其中，建立海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路，有如下两种具体实现方式：57.1)海上升压站的每个服务器与通信卫星之间均建立通信链接，陆上集控中心的每个服务器与通信卫星之间均建立通信链接，此时，卫星通信链路包括：海上升压站的每个服务器与通信卫星之间的通信链接，以及陆上集控中心的每个服务器与通信卫星之间通信链接；58.2)建立一个海上升压站总终端，海上升压站总终端与海上升压站的每个服务器均能通信，建立一个陆上集控中心总终端，陆上集控中心总终端与陆上集控中心的每个服务器均能通信，建立海上升压站总终端与通信卫星之间的通信链路，建立陆上集控中心总终端与通信卫星之间的通信链路，此时，卫星通信链路包括：海上升压站总终端与通信卫星之间的通信链路，以及，陆上集控中心总终端与通信卫星之间的通信链路。59.其中，风力发电机装置的数量可为多个，利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信，以对风力发电机装置进行控制的具体实现过程如下：60.陆上集控中心发出控制指令，通过卫星通信链路发送至通信卫星，通信卫星将控制指令转发至海上升压站，海上升压站根据控制指令对相应的风力发电机装置进行控制，控制指令可为停机指令、启动指令等等，在此不再枚举。61.其中，海上升压站根据控制指令对相应的风力发电机装置进行控制，具体为：确定控制指令对应的海上升压站中的服务器，通过该服务器执行控制指令，以对相应的风力发电机装置进行控制。62.其中，当海上升压站与陆上集控中心之间的海缆解除故障后，利用切换至利用海缆在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信，以对风力发电机装置进行控制。63.利用卫星通信链路作为海缆的备份通信手段，一旦海缆发生故障，自动切换到卫星通信链路实现海上升压站与陆上集控中心之间的通信，以对海上的风力发电机装置进行控制和监测。可以控制风力发电机装置的风机的停止运转，提醒消防设备工作及时扑灭火灾，可以及时切断电力传输避免发生事故，也可以在海缆维修期间确保海上升压站、风力发电机装置与陆上集控中心间的通信联系如电话联系、网络联系等，且卫星通信链路不受海洋环境的制约，避免由于海缆故障导致陆地集控中心失去对海上风力发电机装置的监测和控制。64.可选地，在上述技术方案中，利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信之前，还包括：65.s020、采集用户的身份验证信息，其中，身份验证信息包括：身份证照片和指纹，身份证照片利用高拍仪或摄像头获取，指纹通过指纹采集器获取。66.s021、利用预设身份信息库，对用户的身份验证信息进行验证，得到第一验证结果，并将身份验证信息发送指第三方服务器，以使第三方服务器对身份验证信息进行身份认证，得到第二验证结果；67.其中，预设身份信息库中保存多名用户的身份信息如身份证照片和指纹等，对用户的身份验证信息进行验证具体为：68.将用户的身份证照片与预设身份信息库中每个用户的身份证照片进行比对，确定预设身份信息库是否有与用户的身份证照片一致的身份证照片，将用户的指纹与预设身份信息库中每个用户的指纹进行比对，确定预设身份信息库是否有与用户的指纹一致的指纹，那么：69.当预设身份信息库有与用户的身份证照片一致的身份证照片、预设身份信息库有与用户的指纹一致的指纹，且属于同一人时，则第一验证结果为验证通过，否者，第一验证结果为验证不通过；70.其中，第三方服务器指：指能够提供身份验证服务的公司的方服务器，通过调用第三方服务器的接口将用户的身份验证信息发送至第三方服务器，完成身份验证，得到第二验证结果。71.s022、根据第一验证结果和第二验证结果得到最终验证结果；具体地：72.当第一验证结果和第二验证结果均为验证通过时，则最终验证结果为验证通过，当第一验证结果和第二验证结果中至少一个为验证不通过时，则最终验证结果为不通过。73.s2中，利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信，包括：74.s20、当最终验证结果为通过时，利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信，其中，用户具体指调度员、维护人员或管理人员等。通过身份验证，防止有人进行恶意操作，保证海上风力发电的安全性。75.可选地，在上述技术方案中，还包括：76.s21、当利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信时，随机采集用户的验证信息并验证。具体地：77.随机弹出窗口，以提示用户输入验证信息如指纹、身份证照片和/或现场采集用户的面部图像、语音等进行验证，验证过程参考对s021的具体阐述，当验证不通过时，说明存在恶意操作的嫌疑，将该用户的操作权限进行锁定，得到进一步排查处理，能够进一步防止有人进行恶意操作，进一步保证海上风力发电的安全性。78.可选地，在上述技术方案中，还包括：79.s3、当未利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信时，控制陆上集控中心按照预设频率，通过卫星通信链路向海上升压站发送心跳包，那么：80.1)当陆上集控中心通过卫星通信链路，接收到海上升压站返回的心跳包对应的反馈数据时，说明海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路可靠，以便于切换至卫星通信链路，能够进行正常通信。81.2)当陆上集控中心通过卫星通信链路，未接收到海上升压站返回的心跳包对应的反馈数据时，说明海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路出现故障，并发出提醒，以便于后续维修。82.本系统分为海上增压站端卫星通信系统和陆上集控中心卫星通信系统。海上增压站端是将增压站上各管理系统通过网线与卫星通信系统的交换机进行连接，不支持网络的控制系统，可将控制信号通过协议转换器转换成为网络信号进行连接。83.本发明利用通信卫星在陆上集控中心和海上升压站各建设一套卫星站，实现点对点通信。应用层配置交换机和协议转换设备，将各信息采集和执行子系统的数据信息连接，如各风机管理计算机、电话系统、海上增压站通信处理柜、电压电流功率变送服务器、电力系统开关服务器、遥控遥调执行服务器、海上增压站环境监测服务器、安全管理服务器等功能重要，数据量少的系统通过卫星链路传输到陆上集控中心调度管理工作站。调度员在海底电缆中断的情况下通过卫星链路依然可以监测电网系统。由于卫星带宽的局限性，一些数据量大的服务器不能接入，如风机和增压站的视频监控，会造成数据堵塞。卫星通信与距离无关，不受地形和距离的限制，不受天气变化的影响。由于卫星同步轨道距离地区3.6万公里，报文来回一次的时间约1/4s，传输延迟大，所以不能用于响应速度要求很快的场合(如继电保护等)。84.本发明主要是考虑将卫星通信与电网监控通过近海风力发电的形式进行结合，为海上风力发电输送到陆地的海缆信号传输提供了备份通道。一旦海缆发生故障可以使用卫星进行应急通信，对海上风机进行控制及时停止运转，防止失控，一旦海上平台发生火灾可以通过卫星启动消防设施，及时扑灭火灾，减少事故损失。万一发生故障时，海上风浪大，人员不能出海，可以通过卫星进行救援，故障处理，定位，保障了人员安全，设备安全。一些海上风力发电场没有建设应急通信系统，存在安全隐患。85.在上述各实施例中，虽然对步骤进行了编号s1、s2等，但只是本技术给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况调整s1、s2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。86.如图4所示，本发明实施例的一种控制海上风力发电的系统200，包括建立模块210和通信模块220；87.建立模块210用于：建立海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路；88.通信模块220用于：当海上升压站与陆上集控中心之间的海缆发生故障时，利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信，以对风力发电机装置进行控制。89.利用卫星通信链路作为海缆的备份通信手段，一旦海缆发生故障，自动切换到卫星通信链路实现海上升压站与陆上集控中心之间的通信，以对海上的风力发电机装置进行控制和监测。可以控制风力发电机装置的风机的停止运转，提醒消防设备工作及时扑灭火灾，可以及时切断电力传输避免发生事故，也可以在海缆维修期间确保海上升压站、风力发电机装置与陆上集控中心间的通信联系如电话联系、网络联系等，且卫星通信链路不受海洋环境的制约，避免由于海缆故障导致陆地集控中心失去对海上风力发电机装置的监测和控制。90.可选地，在上述技术方案中，还包括验证模块，验证模块用于：91.采集用户的身份验证信息；92.利用预设身份信息库，对用户的身份验证信息进行验证，得到第一验证结果，并将身份验证信息发送指第三方服务器，以使第三方服务器对身份验证信息进行身份认证，得到第二验证结果；93.根据第一验证结果和第二验证结果得到最终验证结果；94.通信模块220具体用于：95.当最终验证结果为通过时，利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信。96.通过身份验证，防止有人进行恶意操作，保证海上风力发电的安全性。97.可选地，在上述技术方案中，验证模块还用于：98.当利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信时，随机采集用户的验证信息并验证。进一步防止有人进行恶意操作，进一步保证海上风力发电的安全性。99.可选地，在上述技术方案中，身份验证信息包括：身份证照片和指纹。100.可选地，在上述技术方案中，通信模块220还用于：101.当未利用卫星通信链路在海上升压站与陆上集控中心之间进行通信时，控制陆上集控中心按照预设频率，通过卫星通信链路向海上升压站发送心跳包。确定海上升压站与陆上集控中心之间的卫星通信链路是否可靠，以便于切换至卫星通信链路，能够进行正常通信。102.上述关于本发明的一种控制海上风力发电的系统中的各参数和各个单元模块实现相应功能的步骤，可参考上文中关于一种控制海上风力发电的系统的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。103.所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。104.因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。105.可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram),只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。106.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。









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