Система мониторинга погоды для ветроэлектростанций

Решения

Руководствуясь принципами надежности, точности и глобальной совместимости, компания JW-IoT стремится стать надежным глобальным партнером в области сенсорных решений для Интернета вещей и интеграции интеллектуальных систем.

Система мониторинга погоды для ветроэлектростанции с использованием платформы IoT

Мониторинг ветровых ресурсов в режиме реального времени • Поддержка безопасности турбин • Оптимизация выработки электроэнергии • Оптоволоконное соединение LoRaWAN 4G • Облачное управление метеорологическими данными

Запросить решение для мониторинга ветроэлектростанции

Проблемымониторинг погоды на ветроэлектростанциях

Ветроэлектростанции работают в сложных условиях окружающей среды, где ветровые ресурсы напрямую определяют эффективность выработки электроэнергии и безопасность оборудования. Точный и непрерывный мониторинг погоды необходим для оценки ветровых ресурсов, оптимизации работы турбин, прогнозирующего технического обслуживания и защиты от экстремальных погодных условий. Традиционные методы метеорологического наблюдения часто не обеспечивают достаточного охвата, доступности данных в режиме реального времени и интеграции с современными системами SCADA ветропарков. Операторам ветропарков необходимы надежные системы мониторинга погоды, способные предоставлять данные об окружающей среде, специфичные для конкретного объекта, для принятия оперативных решений.

Оценка изменчивости и ресурсов ветра

Скорость и направление ветра могут значительно различаться в зависимости от местоположения турбины из-за рельефа местности, высоты над уровнем моря, эффекта турбулентности и местных климатических условий. Точные данные о ветровых ресурсах имеют решающее значение для максимизации выработки энергии.
Безопасность турбин во время экстремальных погодных условий

Сильный ветер, грозы, обледенение, проливные дожди и экстремальные температуры могут повлиять на производительность турбин, увеличить риски, связанные с техническим обслуживанием, и потенциально привести к повреждению оборудования.
Широкая зона мониторинга

Современные ветроэлектростанции могут занимать десятки или сотни квадратных километров, что требует наличия распределенных точек мониторинга на группах турбин, подстанциях и линиях электропередачи.
Удаленные и сложные условия установки

Ветроэлектростанции часто располагаются в горных регионах, прибрежных зонах, пустынях, на шельфе и в отдаленных сельских районах, где электроснабжение и коммуникационная инфраструктура могут быть ограничены.
Интеграция данных и анализ производительности

Для поддержки анализа производительности и оптимизации производственных процессов необходимо интегрировать метеорологические данные с системами SCADA, платформами управления энергопотреблением, системами прогнозирования и операционными центрами.

JW-IoT Решение для мониторинга погоды на ветроэлектростанциях

JW-IoT предлагает комплексную систему мониторинга погоды на ветропарках на основе IoT, предназначенную для ветропарков промышленного масштаба, распределенных ветроэнергетических проектов, морских ветропарков, гибридных проектов возобновляемой энергетики и станций оценки ветровых ресурсов. Система объединяет высокоточные метеорологические датчики, регистраторы данных IoT, беспроводную связь, облачные платформы, систему управления аварийными сигналами и инструменты анализа данных для поддержки работы и оптимизации ветропарка в режиме реального времени.

Мониторинг ветровых ресурсов

· Скорость ветра
• Направление ветра
• Температура воздуха
· Относительная влажность
· Атмосферное давление
· Осадки
· Солнечное излучение
• Видимость
• Обнаружение молний
· Мониторинг высоты ступицы турбины и ветра
· Интенсивность турбулентности
· Точка росы
· Местоположение по GPS
• Состояние оборудования
Поддержка эксплуатации турбин

• Оптимизация рыскания турбины
• Анализ кривой мощности турбины
• Оценка ветровых ресурсов
· Сравнение характеристик турбин
• Планирование технического обслуживания
• Поддержка диспетчеризации сети
• Прогнозирование энергопотребления
• Защита от остановки турбины
Мониторинг экстремальных погодных условий

• Обнаружение грозовых явлений
• Мониторинг молний
• Сигнализация сильного ветра
• Предупреждения о сильных дождях
• Экстремальные температуры
• Тенденции изменения влажности
• Изменения давления
• Мониторинг риска образования льда
Экологический мониторинг

• Мониторинг солнечной радиации
• Мониторинг видимости
• Мониторинг окружающего шума
• Мониторинг пыли
• Мониторинг качества воздуха
• Мониторинг температуры грунта
• Мониторинг обледенения поверхности
• Мониторинг погодных условий на линиях электропередачи
Варианты связи

• LoRaWAN для развертывания крупных ветропарков
• Связь 4G LTE
• Связь 5G (опционально)
• Интеграция волоконно-оптических сетей
• Спутниковая связь для удаленных объектов
• Интеграция RS485 Modbus
• Связь по Ethernet
• Интеграция с API MQTT
• Интеграция с SCADA-платформой
Функции облачной платформы

• Панель мониторинга в режиме реального времени
· Анализ розы ветров
• Анализ распределения скорости ветра
• Кривые исторических данных
• Анализ корреляции характеристик турбины
• Управление аварийными сигналами
• Управление несколькими объектами
• Доступ к мобильному приложению
• Интеграция API
• Экспорт данных и составление отчетов
• Управление правами доступа пользователей
• Удалённая диагностика устройств

АрхитектураОбзор

Датчики → Регистратор данных IoT → Волоконно-оптический шлюз LoRaWAN 4G → Облачный сервер → Веб-приложение → Поддержка принятия решений по отчетам о тревогах

Слой поля

Устройства мониторинга устанавливаются на ветротурбинах, метеорологических вышках, подстанциях, в операционных центрах, линиях электропередачи и пунктах оценки ветровых ресурсов. Типичные устройства включают метеостанции, ультразвуковые датчики ветра, датчики температуры, влажности и давления, датчики осадков, датчики солнечной радиации, датчики молний, датчики видимости, регистраторы данных, наружные шкафы и солнечные энергетические системы.
Уровень сбора данных

Регистраторы данных IoT и периферийные шлюзы собирают данные с полевых датчиков и обрабатывают их локально. Этот уровень поддерживает сбор данных с нескольких датчиков, локальное хранение, обработку на периферии, пороговые значения аварийных сигналов, мониторинг состояния устройств, работу с низким энергопотреблением и интеграцию с SCADA.
Коммуникационный уровень

Коммуникационный уровень соединяет распределенные точки мониторинга с облачной платформой через LoRaWAN, 4G LTE, 5G, оптоволоконную передачу, спутниковое резервное копирование, API MQTT и удаленную настройку параметров.
Слой облаков

Облачная платформа хранит, анализирует и визуализирует метеорологические данные ветропарков. Она поддерживает централизованные панели мониторинга, анализ ветровых ресурсов, исторические записи, многоточечное сравнение, управление оповещениями, отчеты, интеграцию данных прогноза и удаленное управление устройствами.

Пример из практики– Проект мониторинга погоды на ветроэлектростанциях

Руководствуясь принципами надежности, точности и глобальной совместимости, компания JW-IoT стремится стать надежным глобальным партнером в области сенсорных решений для Интернета вещей и интеграции интеллектуальных систем.

Тип проекта: Мониторинг метеорологических условий в режиме реального времени для оптимизации работы ветропарка.

Масштаб проекта: Ветроэлектростанция промышленного масштаба

Коммуникация:Шлюз LoRaWAN + 4G

Развертывание:

• 20 метеорологических станций на ветроэлектростанциях
• 20 точек ультразвукового мониторинга скорости и направления ветра
· 15 датчиков температуры, влажности и давления
• 10 пунктов мониторинга осадков
• 8 точек мониторинга солнечной радиации
• 6 точек обнаружения молний
• 4 точки контроля видимости
• 3 шлюза LoRaWAN
• 1. Облачная платформа мониторинга ветропарков
Результаты:

✔ Круглосуточный метеорологический мониторинг в режиме реального времени
✔ Улучшена видимость ветровых ресурсов
✔ Повышение эффективности работы турбины
✔ Более точное прогнозирование выработки электроэнергии
✔ Снижение объема ручной проверки
✔ Более быстрое реагирование на экстремальные погодные условия
✔ Централизованное управление несколькими турбинными кластерами
✔ Повышена эффективность эксплуатации и технического обслуживания