风力发电机组的巡视设备及巡视方法与流程

1.本发明涉及设备监管技术领域，具体地涉及一种风力发电机组的巡视设备及一种风力发电机组的巡视方法。


背景技术：

2.风力发电机组进行发电时，对于风力本身的需求是很高的，想要提高发电量，将风力发电机组安装在风力资源更好的地方是必定的选择。然而常理可知，风力发电机往往建设在人烟稀少的偏僻地带，一方面保证宽阔地带的足够风力资源，另一方面也避免影响人们的生活。随着风电场建设速度的加快，运营装机容量的增大，风电的运维人员需求量激增，并且运检人员要负责多个风电场的巡视作业任务，往返途中会花费大量时间，而在现场停留时间短，风机附近的箱变和终端塔光缆、电缆等容易出现动物或人为破坏或偷窃事件。针对目前风电机组监管能力不足导致的电力设备容易被破坏和偷窃的问题，需要创造一种风力发电机组的巡视设备。


技术实现要素：

3.本发明实施方式的目的是提供一种风力发电机组的巡视设备及巡视方法，以至少解决目前风电机组监管能力不足导致的电力设备容易被破坏和偷窃的问题。
4.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种风力发电机组的巡视设备，应用于风力发电机组箱变及终端塔巡视，所述巡视设备包括：设置在风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间划定的警戒区域内的安装杆，以及安装在所述安装杆上的巡视装置；所述巡视装置包括：目标识别装置，用于识别进入所述警戒区域内的异常目标；视频采集装置，用于实时采集所述警戒区域内的视频信息；驱赶装置，用于驱赶进入所述警戒区域内的异常目标。
5.可选的，所述安装杆顶部设置有避雷针。
6.可选的，所述异常目标包括：野生动物和陌生人员；所述目标识别装置包括：特征识别装置，用于识别进入所述警戒区域内的目标类型；人脸识别装置，用于在确定进入所述警戒区域内的目标类型为人员时，对应进行人员身份识别。
7.可选的，所述目标识别装置还包括：处理模块，用于在确定进入所述警戒区域内的目标类型为人员，且识别人员身份为陌生人员时，输出报警指令。
8.可选的，所述驱赶装置包括：对讲机，用于在预设监管端与进入所述警戒区域内的陌生人员进行对话；声音播放器，用于播放预设驱赶音频或播放预设监管端的语音信息。
9.可选的，所述安装杆内部还设置有通讯装置；所述通讯装置用于建立所述巡视装置与预设监管端之间的通讯连接。
10.可选的，所述驱赶装置上方设置有防雨罩，所述防雨罩固定在所述安装杆上。
11.可选的，所述视频采集装置沿所述安装杆表面一周布置有多个；所述视频采集装置为球形红外视频采集装置。
12.本发明第二方面提供一种风力发电机组的巡视方法，所述方法采用上述的风力发电机组的巡视设备实现，所述方法包括：实时采集风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间警戒区域内的视频信息；将所述视频信息基于预设时序处理为逐帧的图像信息，并基于图像特征提取算法进行图像内的目标特征识别，当识别出存在异常目标时，基于预设特征算法进行异常目标识别；当识别出异常目标为野生动物时，播放预设驱赶音频进行野生动物驱赶；当识别出异常目标为陌生人员时，进行预设驱赶音频播放，同时在预设监管端生成对应的报警信息，并播放预设监管端传输的语音信息。
13.另一方面，本发明提供一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行上述的风力发电机组的巡视方法。
14.通过上述技术方案，将设置的巡视设备安装在风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间警戒区域内，实时进行对应区域视频信息采集和异常目标识别，在识别到存在异常目标时，执行对应的驱赶手段，对风电机组的电力设备进行监管保护，避免异常目标进入警戒区域进行电力设备破坏和偷窃。
15.本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
17.图1是本发明一种实施方式提供的风力发电机组的巡视设备的结构示意图；
18.图2是本发明一种实施方式提供的风力发电机组的巡视设备设置位置示意图。
19.图3是本发明一种实施方式提供的风力发电机组的巡视方法的步骤流程图。
20.附图标记说明
21.10-安装杆；20-目标识别装置；30-视频采集装置；40-驱赶装置；50-避雷针；
22.401-对讲机；402-声音播放器；403-防雨罩。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
24.风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。
25.风力发电机组进行发电时，对于风力本身的需求是很高的，想要提高发电量，将风力发电机组安装在风力资源更好的地方是必定的选择。然而常理可知，风力发电机往往建设在人烟稀少的偏僻地带，一方面保证宽阔地带的足够风力资源，另一方面也避免影响人们的生活。随着风电场建设速度的加快，运营装机容量的增大，风电的运维人员需求量激增，并且运检人员要负责多个风电场的巡视作业任务，往返途中会花费大量时间，而在现场
停留时间短，风机附近的箱变和终端塔光缆、电缆等容易出现动物或人为破坏或偷窃事件。
26.针对目前风电机组监管能力不足导致的电力设备容易被破坏和偷窃的问题，本发明方案提出了一种风力发电机组的巡视设备，将设置的巡视设备安装在风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间警戒区域内，实时进行对应区域视频信息采集和异常目标识别，在识别到存在异常目标时，执行对应的驱赶手段，对风电机组的电力设备进行监管保护，避免异常目标进入警戒区域进行电力设备破坏和偷窃。
27.图1是本发明一种实施方式提供的风力发电机组的巡视设备的设备结构图。如图1所示，本发明实施方式提供一种风力发电机组的巡视设备，所述风力发电机组的巡视设备包括设置在风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间划定的警戒区域内安装杆10，以及安装在所述安装杆10上的巡视装置；所述巡视装置包括：目标识别装置20，用于识别进入所述警戒区域内部异常目标；视频采集装置30，用于实时采集所述警戒区域内的视频信息；驱赶装置40，用于驱赶进入所述警戒区域内部的异常目标。
28.在本发明实施例中，因为相邻两个风电机组之间的间距比较大，建设完成的风力发电厂面积很大，即使安排专门的运维人员在个机组之间流转进行监视，因为需要流转的目标很多，距离很远，导致每一个机组有效的监管时间其实很短，那么将会导致机组长时间处于无监管状态下。如图2，本发明方案在塔筒、终端塔和箱变之间划定对应的警戒区域，然后在该警戒区域内设置对应的巡视设备，该巡视设备固定在警戒区域内，所以其可以始终保证警戒区域的监管需求。通过设置对应的目标识别装置20、视频采集装置30和驱赶装置40，实现系统的自主监管性能，减少人员工作量，保证监管性能。
29.优选的，所述安装杆10顶部设置有避雷针50。
30.在本发明实施例中，由于风机大多数安装在空旷的地区，容易受雷击，所以我们在安装杆10的上方设置避雷针50，保护摄像头等电子设备不受雷击破坏。
31.优选的，所述异常目标包括：野生动物和陌生人员；所述目标识别装置20包括：特征识别装置，用于识别进入所述警戒区域内部的目标类型；人脸识别装置，用于在进入所述警戒区域内部的目标类型为人员时，对应进行人员身份识别。
32.在本发明实施例中，上述已知，风力发电机组往往建设在较为偏僻的地带，这些偏僻地带难免存在野生动物，特别是大型野生动物，这些大型野生动物可能会对电力设备造成威胁。为了避免野生动物对风力发电机组的设备造成损坏，本发明方案需要对野生动物进行识别和驱赶。
33.进一步的，风力发电机组的设备价值较高，所以偷窃时有发生。当设备被偷窃损坏后，不仅会造成设备价值损失，导致的风电机组停运也会产生很大的损失。为了有效阻绝偷窃时间，对应的监管和驱赶手段必不可少。基于此，需要对进入警戒区域的人员进行识别，对应的监管人员将会预先录入系统白名单。系统采集到保护区内人员的人脸信息后，将对该人脸信息进行识别，从而识别对应人员的身份。若对应人员存在白名单中，则不需要执行报警。若对应人员并不存在白名单中，则对应人员该人员为陌生人员，则系统将会触发报警信息。
34.在另一种可能的实施方式种，处理人员识别，因为风力发电机组建设位置的风力强度很大，可能存在被风带进警戒区域内的大型物件，这些大型物件有被风力携带进一步撞击设备的可能。所以除了进行野生动物和陌生人员识别，本发明方案也可以被设置为对
大型物件进行识别，当判断警戒区域内存在大型物件时，提醒相关人员进行物件清理，避免其于设备发生撞击导致设备损坏。
35.优选的，所述目标识别装置20还包括：处理模块，用于在进入所述警戒区域内部的目标类型为人员时，且对应进行人员身份为陌生人员时，输出报警指令。
36.在本发明实施例中，当识别到的人员为陌生人员时，则该陌生人员存在偷窃设备的可能，为了进行该人员监管，需要生成对应的报警指令，并将该报警指令推送到监管端。监管端在接收到报警信息后，可以通过对应的视频信息对该人员进行审核，也可以直接进行该人员驱赶。
37.优选的，所述驱赶装置40包括：对讲机401，用于在预设监管端与进入所述警戒区域内部的陌生人员进行对话；声音播放器402，用于播放预设驱赶音频或播放预设监管端的语音信息。
38.在本发明实施例中，野生动物往往害怕一些噪声和巨响，所以当识别到进入警戒区域内存在野生动物时，对应的声音播放器402便自动播放一些预设的噪声和巨响，以此对野生动物进行惊吓和驱赶。
39.当进入警戒区域的目标为陌生人员时，此时陌生人员因为仅存在偷窃嫌疑，并不能保证其一定是抱有偷窃目的进入警戒区域的，也无法避免其他未处于白名单的监管人员临时进行设备维护的可能。为了避免对这些无恶意人员的无差别驱赶，本发明方案在驱赶设备中设置对讲机401。将因为警戒区域进入陌生人员在监管端生成报警信息后，对应监管人员通过视频信息对现成模式人员进行身份审核，并通过对讲机401与陌生人员进行交流，以灵活地进行陌生人员身份确认，提高监管灵活性。
40.进一步的，虽然进入陌生人员后，会在监管端生成报警信息，但是无法保证监管人员能够第一时间收到报警信息，并在第一时间进行陌生人员身份审核和驱赶。所以，当识别到陌生人员后，对讲机401无人应答时，对应的声音播放器402也将自动播放预设语音信息，例如“你已进入监管范围，请立刻离开”。
41.优选的，所述安装杆10内部还设置有通讯装置；所述通讯装置用于建立所述巡视装置与预设监管端之间的通讯连接。
42.在本发明实施例中，上述已知，无论是报警指令，还是语音对话，均需要保证巡视设备与监管端之间存在通信连接。本发明方案并不局限具体的通信方案，无论是蜂窝移动通信，还是对应的有限通信，只要能够建立巡视设备与监管端之间的通信连接便可。但是在一种最优的实施方式中，球形摄像机、对讲机401均通过网线连接到交换机，交换机经光电转换口接入到风机环网中，最终与中控室进行网络通讯。
43.优选的，述驱赶装置40上方设置有防雨罩403，所述防雨罩403固定在所述安装杆10上。
44.在本发明实施例中，因为巡视设备是建设在户外场景，则难免收到雨水侵扰，为了避免驱赶装置40因为进水导致设备损坏，在驱赶装置40上方设备防雨罩403，且该防雨罩403存在折弯的屋檐结构，避免风雨场景下雨水从侧边进入驱赶装置40。
45.优选的，所述视频采集装置30环绕所述安装杆10表面一周布置有多个；所述视频采集装置30为球形红外视频采集装置30。
46.在本发明实施例中，球型摄像机的组成及功能：7寸无变形高强度铝合金压铸外
壳，内置30倍原装光学镜头，sony彩转黑一体化摄像机，355
°
限位旋转，左右转速最高可达12
°
/秒，支持多达16种通用协议，rs485通讯。通过环绕设置多个球形红外视频采集装置30，实现警戒区域内的视频信息全监控。
47.在一种可能的实施方式种，在安装杆10上安装两台球形红外摄像机，分别监测箱变和终端塔，球形红外摄像机安装支架与安装杆10角度为斜向上30度，防止雨水倒流至摄像机。
48.在本发明实施例中，球形红外智能摄像机负责设备监控及划定警戒区域。我们将箱变与终端塔周围设定为警戒区域。当非白名单人员进入警戒区域即触发值班室监控屏幕弹窗报警，此时在安装杆10上方的人脸识别球机自动追踪行动轨迹，值班人员可通过调整焦距特写人物特征，即可抓拍清晰人脸，值班人员通过监控确认后采取相应措施。
49.图3是本发明一种实施方式提供的风力发电机组的巡视方法的方法流程图。所述方法应用于上述的风力发电机组的巡视设备，如图3所示，本发明实施方式提供一种风力发电机组的巡视方法，所述方法包括：
50.步骤s10：实时采集风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间警戒区域内部视频信息。
51.步骤s20：将所述视频信息基于预设时序处理为逐帧的图像信息，并基于图像特征提取算法进行图像内的目标特诊识别，当存在异常目标时，基于预设特征算法进行异常目标识别。
52.具体的，视频采集装置30实时进行视频信息采集，然后将该视频信息处理为逐帧的图像信息，针对每一幅图像信息进行分析。目前图像处理算法中进行特诊识别已经十分成熟，系统自动进行图像特征识别，判断进入警戒区域的目标为野生动物还是人员，若是人员，则对应进行人员身份审核。
53.优选的，特诊识别算法选用opencv图像识别算法，opencv是一个基于apache2.0许可(开源)发行的跨平台计算机视觉和机器学习软件库，可以运行在linux、windows、android和mac os操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列c函数和少量c++类构成，同时提供了python、ruby、matlab等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。open cv的应用领域非常广泛，包括图像拼接、图像降噪、产品质检、人机交互、人脸识别、动作识别、动作跟踪、无人驾驶等。本发明充分利用opencv图像识别算法的优势，对应构建特诊识别模型，实现异常目标的自动识别。
54.步骤s30：当异常目标为野生动物时，播放预设驱赶音频进行野生动物驱赶；当异常目标为陌生人员时，进行预设驱赶音频播放的同时，在预设监管端生成对应的报警信息，并播放预设监管端传输的语音信息。
55.本发明实施方式还提供一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行上述的风力发电机组的巡视方法。
56.本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
57.以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的警戒区域。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
58.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

技术特征：
1.一种风力发电机组的巡视设备，应用于风力发电机组箱变及终端塔巡视，其特征在于，所述巡视设备包括：设置在风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间划定的警戒区域内的安装杆，以及安装在所述安装杆上的巡视装置；所述巡视装置包括：目标识别装置，用于识别进入所述警戒区域内的异常目标；视频采集装置，用于实时采集所述警戒区域内的视频信息；驱赶装置，用于驱赶进入所述警戒区域内的异常目标。2.根据权利要求1所述的巡视设备，其特征在于，所述安装杆顶部设置有避雷针。3.根据权利要求1所述的巡视设备，其特征在于，所述异常目标包括：野生动物和陌生人员；所述目标识别装置包括：特征识别装置，用于识别进入所述警戒区域内的目标类型；人脸识别装置，用于在确定进入所述警戒区域内的目标类型为人员时，对应进行人员身份识别。4.根据权利要求3所述的巡视设备，其特征在于，所述目标识别装置还包括：处理模块，用于在确定进入所述警戒区域内的目标类型为人员，且识别人员身份为陌生人员时，输出报警指令。5.根据权利要求4所述的巡视设备，其特征在于，所述驱赶装置包括：对讲机，用于在预设监管端与进入所述警戒区域内的陌生人员进行对话；声音播放器，用于播放预设驱赶音频或播放预设监管端的语音信息。6.根据权利要求5所述的巡视设备，其特征在于，所述安装杆内部还设置有通讯装置；所述通讯装置用于建立所述巡视装置与预设监管端之间的通讯连接。7.根据权利要求1所述的巡视设备，其特征在于，所述驱赶装置上方设置有防雨罩，所述防雨罩固定在所述安装杆上。8.根据权利要求1所述的巡视设备，其特征在于，所述视频采集装置沿所述安装杆表面一周布置有多个；所述视频采集装置为球形红外视频采集装置。9.一种风力发电机组的巡视方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-8中任一项权利要求所述的风力发电机组的巡视设备实现，所述方法包括：实时采集风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间警戒区域内的视频信息；将所述视频信息基于预设时序处理为逐帧的图像信息，并基于图像特征提取算法进行图像内的目标特征识别，当识别出存在异常目标时，基于预设特征算法进行异常目标识别；当识别出异常目标为野生动物时，播放预设驱赶音频进行野生动物驱赶；当识别出异常目标为陌生人员时，进行预设驱赶音频播放，同时在预设监管端生成对应的报警信息，并播放预设监管端传输的语音信息。10.一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行权利要求9所述的风力发电机组的巡视方法。

技术总结
本发明实施例提供一种风力发电机组的巡视设备及巡视方法，属于设备监管技术领域。所述巡检设备包括：设置在风力发电机组箱变、终端塔和风电塔筒之间划定的警戒区域内的安装杆，以及安装在所述安装杆上的巡视装置；所述巡视装置包括：目标识别装置，用于识别进入所述警戒区域内的异常目标；视频采集装置，用于实时采集所述警戒区域内的视频信息；驱赶装置，用于驱赶进入所述警戒区域内的异常目标。本发明方案实时进行对应区域视频信息采集和异常目标识别，在识别到存在异常目标时，执行对应的驱赶手段，对风电机组的电力设备进行监管保护，避免异常目标进入警戒区域进行电力设备破坏和偷窃。备破坏和偷窃。备破坏和偷窃。


技术研发人员：彭晓兰 姜德旭 何占启 王华 杨德亮 侯建明 张扬 李鹏 杨熙 付秀娟 史亚男
受保护的技术使用者：国能联合动力技术（保定）有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/5/16