用于监测和控制定位在风场内的风力涡轮机的运行的系统的制作方法

文档序号:11843894阅读:298来源:国知局
用于监测和控制定位在风场内的风力涡轮机的运行的系统的制作方法与工艺

本主题大体涉及定位于风场内的风力涡轮机,并且更特定地,涉及允许既经由离场监控控制和数据采集(SCADA)系统远程地也本地经由由独立的涡轮机控制器提供的访问本地地被监测和/或控制的系统和方法。



背景技术:

风场典型地由一组设置在给定场址处的互相连接的风力涡轮机组成。该风场可包括两个风力涡轮机的组合或者数百个风力涡轮机的组合,其中,涡轮分布在小区域上(例如,数百平方米)或者分布在延伸的区域上(例如,数百平方公里)。如通常所理解的,场址典型地与提供期望量的风暴露的位置或区域相对应,其可以是离岸位置或岸上位置。

风场内的风力涡轮机典型地使用监控控制和数据采集系统(SCADA)进行监测和控制,该系统容纳在定位于该风场址中的控制站内。具体地,对于每个风场设施,单个控制站典型地被建造或者安置如下点处:包括大量的计算装置,网络和通信装置,以及允许SCADA系统本地地监测和控制风力涡轮机的运行的其它的装置。例如,容纳在各个风力涡轮机内的涡轮机控制器可通信地连接到各种计算装置,所述计算装置定位在现场控制站中。然后,控制站计算装置可通过如下执行SCADA系统:从涡轮机控制器收集运行数据,并传送控制信号到涡轮机控制器,以用于控制其相对应的风力涡轮机的运行。

不幸的是,安装现场控制站的成本典型地是十分昂贵的。另外,这样的成本典型地是一样的,不论是十个风力涡轮机还是两百个涡轮机被包括在风场内。因此,关于安装和维护风场,现场控制站执行的SCADA系统显著地增加整体花费。

因此,在本技术中将欢迎一种改善的系统和方法,其允许多个风场由单个离场SCADA系统有效地且经济地进行监测和控制。这样做时,也存在对能够适应在离场SCADA系统和给出的风场之间的网络连接问题的系统和方法的需要,来确保尽管风场与远程的SCADA系统的连通性损失,风场也可继续维持。



技术实现要素:

本发明的方面和优点将会在下面的描述中的部分中给出,或者可从描述中显而易见,或者可通过本发明的实践习得。

在一个方面中,本发明的主题针对一种系统,所述系统用于监测和控制定位在风场中的风力涡轮机的运行。系统通常可包括定位于风场内的第一风力涡轮机和第二风力涡轮机。第一风力涡轮机可包括第一涡轮机控制器,其构造为监测一个或更多个与第一涡轮机相关的运行参数,并且提供了用于控制第一风力涡轮机的运行的控制接口。第二风力涡轮机可包括第二涡轮机控制器,其构造为监测一个或更多个与第二涡轮机相关的运行参数,并且提供了用于控制第二风力涡轮机的运行的第二控制接口。第二涡轮机控制器也可包括处理器和相关的存储器。存储器可以存储指令,当由处理器执行时,使第二涡轮机控制器构造为从第一涡轮机控制器存取数据。另外,系统可以包括定位为远离风场的离场监控控制和数据采集(SCADA)系统。离场SCADA系统可包括通信地耦合至第一和第二涡轮机控制器的服务器。为了控制第一和第二风力涡轮机的运行,服务器可以被构造为将控制信号通信到第一和第二涡轮机控制器。此外,离场SCADA系统可以被进一步地构造为接收与由第一和第二涡轮机控制器监测的运行参数相关的数据。而且,当风场和离场SCADA系统之间的连通性损失时,为了监测第一风力涡轮机的运行,第二涡轮机控制器可构造为从第一涡轮机控制器存取数据,所述数据与第一风力涡轮机的一个或更多个运行参数相关。

在另一方面中,本主题针对一种方法,该方法用于监测和控制包含在风场内的风力涡轮机的运行,其中,风场包括具有第一涡轮机控制器的第一风力涡轮机和具有第二涡轮机控制器的第二风力涡轮机。所述方法通常可包括,利用第一涡轮机控制器接收指示,所述指示为与离场监控控制和数据采集(SCADA)系统的连通性损失,所述系统构造为将控制信号传递至第一和第二涡轮机控制器以用于控制第一和第二风力涡轮机的操作。另外,该方法可包括从第二涡轮机控制器存取与第二风力涡轮机的一个或更多个运行参数相关的数据,并且,提供对第二涡轮机控制器的控制接口的存取。

在另一方面中,本主题针对一种系统,该系统用于监测和控制被定位在风场内的风力涡轮机的运行。系统通常可包括第一风力涡轮机和第二风力涡轮机。第一风力涡轮机可包括第一涡轮机控制器,其构造为监测与第一风力涡轮机相关的一个或更多个运行参数,并且,提供用于控制第一风力涡轮机的第一控制接口。第二风力涡轮机可包括第二涡轮机控制器,其构造为监测与第二风力涡轮机相关的一个或更多个运行参数,并且,提供用于控制第二风力涡轮机的第二控制接口。第二涡轮机控制器可包括处理器和关联的存储器。该存储器可以存储如下指令:当由处理器执行时,使第二涡轮机控制器构造为提供对第一涡轮机控制器的第一控制接口的存取。另外,系统可包括通过网络通信地耦合到第二涡轮机控制器的次级计算装置。为了允许第一风力涡轮机的运行能被次级计算装置所控制,第二涡轮机控制器可构造为对第一控制接口的次级计算装置访问。

本发明的这些和其它特征、方面和优势将通过参考下面的描述和所附权利要求而变得更加容易理解。被结合在本说明书中并组成本说明书的一部分的附图,示出了本发明的实施例,并结合说明书,用来说明本发明的原理。

附图说明

针对本领域技术人员的包括其最佳方式的本发明的整体的和允许的公开,参考附图,在说明书中被阐述,其中:

图1示出了风力涡轮机的一个实施例的透视图;

图2示出了适用于在图1中示出的风力涡轮机的舱室的一个实施例的透视、内视图;

图3示出了根据本主题的方面的用于监测和控制定位在风场内的风力涡轮机的运行的系统的一个实施例的简视图;

图4示出了在图3中示出的系统的各种构件的示意图;以及

图5示出了根据本发明的方面的用于用于监测和控制定位在风场内的风力涡轮机的运行的方法的一个实施例的流程图。

附图标记

10风力涡轮机

12塔

14表面

16机舱

18转子

20可旋转毂

22转子叶片

24发电机

26涡轮机控制器

28俯仰轴线

30节距控制器

38转子轴

40发电机轴

42齿轮箱

64发电机传感器

68传感器

100系统

102风场

104SCADA系统

106场内网络

110网络

112服务器

114(多个)处理器

116存储器

118数据

122SCADA模块

124接口

130(多个)处理器

132存储器

134数据

136指令

138模块

140接口

148模块

150装置

152(多个)处理器

154存储器

156接口

200方法。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的实施例,其一个或更多个实例在附图中被示出。每个例子借助于本发明的解释提供,而不限制本发明。事实上,本领域的技术人员将理解的是,可对本发明进行各种修改和变形,而不脱离本发明的范围或者精神。例如,示出或描述作为一个实施例的部分的特征可被用于另一实施例中,以产生又一实施例。因此,本发明意图覆盖落入所附权利要求和它们的登台的范围内的这样的修改和变形。

通常,本主题涉及用于监测和控制被设置在风场中的风力涡轮机的运行的系统和方法。具体地,在数个实施例中,离场监控控制和数据采集(SCADA)系统可建立在给定的数据或控制中心处。离场SCADA系统可然后通信地耦合到一个或更多个远程的风场,来允许SCADA系统远程监测和控制被包括在(多个)风场内的各种风力涡轮机的运行。

通过提供服务于多个不同的风场的离场SCADA系统,安装和维持集中式控制站的花费可以在所有的风场之间被共享,因此,减少了运行每个单独的风场的整体花费。另外,被共享的离场SCADA系统可提供安装软件升级的更有效的方式,因为,升级仅需要被安装到集中式控制站中,与安装到每个单独的场内的控制站中相反。

另外,根据本主题的方面,在给定的风场内的每个涡轮机控制器可以设有适当的计算机可存取的指令或软件,该指令或软件允许涡轮机控制器本地执行离场SCADA系统的一个或更多个功能。同样地,当SCADA系统和风场之间的连通性损失时,任意一个涡轮机控制器可以被用来收集数据和/或提供用于控制各种风力涡轮机的运行的存取,该数据与风场内的各种风力涡轮机的运行相关。例如,安装至涡轮机控制器上的软件可允许每个涡轮机控制器提供到位于风场内的所有的其它涡轮机控制器的人机接口(HMI)(在本文中也被称为控制接口)上(例如,通过合适的连接)的运行存取(例如,通过相关的计算装置),因此,提供了用于操作者本地运行每个风力涡轮机的运行的方式。另外,安装至涡轮机控制器上的软件可允许每个涡轮机控制器报告或者监测一个或更多个运行参数,该参数与被设置在风场中的风力涡轮机相关。例如,在一个实施例中,每个涡轮机控制器可以被设置为从每个其它的涡轮机控制器存取数据,该数据与风场内的每个风力涡轮机的一个或更多个关键性能指示器相关,例如,每个风力涡轮机的故障状态,每个风力涡轮机的旋转速度,每个风力涡轮机上或者/周围的风速,和/或每个风力涡轮机的输出功率。

现在参考附图,图1示出了根据本主体的方面的风力涡轮机10的一个实施例的透视图。如所显示,风力涡轮机10通常包括从支撑表面14延伸的塔12,被安装在塔12上的机舱16,和被连接到机舱16上的转子18。该转子18包括可旋转的毂20和至少一个旋转叶片22,该旋转叶片被耦合到毂20上,并且从毂20上向外延伸。例如,在所示的实施例中,转子18包括三个旋转叶片22。然而,在可选择的实施例中,转子18可以包括多于或者少于三个的旋转叶片22。每个旋转叶片22可以围绕毂20分开,以有助于旋转转子18,以允许动能从风转化为可利用的机械能,并然后,转化为电能。例如,毂20可可旋转地耦合到被定位在机舱16内的发电机24上(图2),来允许产生电能。

风力涡轮机10也可以包括涡轮机控制系统或者涡轮机控制器26,其被集中在机舱16中(或者被布置在位于风力涡轮机10中和/或相关的其它的任何合适的位置)。通常,涡轮机控制器26可以包括计算机或者其它合适的处理单元。因此,在数个实施例中,涡轮机控制器26可以包括合适的计算机可读的指令,当被执行时,指令使控制器26构造为执行各种不同的功能,例如,接收,传递和/或执行风力涡轮机控制信号。因此,涡轮机控制器26通常可以被设置为控制多个运行模式(例如,启动或者关闭序列)和/或风力涡轮机10的元件。例如,为了控制旋转叶片22的旋转速度和/或由风力涡轮机10生成的输出功率,控制器26可以被设置为调整每个旋转叶片22围绕其俯仰轴28的叶片的节距或者节距角度(例如,确定旋转叶片22关于风向的视角的角度)。例如,通过传输合适的控制信号到一个或更多个风力涡轮机10的节距驱动器或者节距调整装置32(图2)上,涡轮机控制器26可以单独地、或同时地控制旋转叶片22的节距角。

现在参考图2,其是图1中被示出的风力涡轮机10的机舱16的一个具体实施例的简化的内部的视图。如图所示,发电机24可以被布置在机舱16中。通常,发电机24可以被连接到转子18上用于生成电能,电能通过转子18产生的旋转能量产生。例如,如在附图被示出的实施例一样,转子18可以包括被连接到毂20上为了随其旋转的转子轴38。转子轴38可以依次地,穿齿轮箱42,被可旋转地连接到发电机24的发电机轴40上。照通常的理解,该转子轴38对旋转叶片22和转轴20的旋转做出响应,可以提供低速的、高转矩的输入到齿轮箱42。然后,该齿轮箱42可以被设置将低速的、高扭矩的输入转变为高速的、低扭矩的输出用于驱动发电机轴40,并因此,驱动发电机24。

此外,如同上文所表述的,涡轮机控制器26也可以被设置在机舱16中(例如,在控制盒或者控制板中。)然而,在其它的实施例中,该涡轮机控制器26可以被设置在风力涡轮机10的其它的任何元件中,或者设置在风力涡轮机的外面。根据通常的理解,涡轮机控制器26可以被通信地连接到风力涡轮机10的许多元件上,这样做是为了控制这些元件的运行。例如,如上文所述,通过节距控制器30,涡轮机控制器26可以被通信地连接到风力涡轮机10的每个节距调整装置32上(每个旋转叶片22),这样有助于每个旋转叶片22围绕其俯仰轴28的旋转。

另外,为了监测风力涡轮机10的多个运行参数,涡轮机控制器26也可以被通信地连接到一个或更多个传感器上。例如,在一些实施例中,风力涡轮机10可以包括一个或更多个发电机传感器64,传感器被设置用于监测风力涡轮机10的一个或更多个与发电机相关的运行参数。例如,发电机24的输出功率,发电机24的旋转速度,发电机扭矩和/或者类似的东西。相似地,涡轮机控制器26可以被通信地连接到一个或更多个风传感器68上,传感器用于监测风力涡轮机的一个或更多个风环境,例如,风速,方向,风的紊流或者紊流强度和/或类似的东西。

当然,风力涡轮机10可以进一步的包括多个其它的适合的传感器,传感器用于监测风力涡轮机10的任何其它的合适的运行参数。例如,风力涡轮机10可以包括一个或更多个负载传感器(未示出),传感器用于监测作用到一个或更多个风力涡轮机组件上的负载(例如,作用到叶片22,毂22和/或塔12上的负载),一个或更多个轴传感器(未示出),传感器用于监测风力涡轮机10的一个或更多个与轴相关的运行参数(例如,转子轴38的偏移或旋转速度),和/或相类似的传感器。需要理解的是,在这里被描述的各种各样的传感器可以对应于风力涡轮机10预先存在的传感器和/或特别地被安装在风力涡轮机10中的传感器,传感器用于允许一个或更多个运行参数被监测。

同样需要理解的是,在这里使用的词“传感器”以及其变化表明,风力涡轮机10的各式各样的传感器可以被设置为对被监测的运行参数提供直接的或者间接的测量。因此,例如,传感器可以被用于生成与被监测的运行参数相关的信号,然后,信号被涡轮机控制器26(或者其它任意的适合的控制器或者计算装置)用于确定现在的运行参数。

现在参考图3,用于监测和控制被设置在风场102中的风力涡轮机10的运行的系统100的一个实施例,其根据本发明的主题的特征被示出。通常,该系统100可以包括具有多个风力涡轮机10的风场102,和离场监控控制和数据采集(SCADA)系统104,其通信地被连接到设置在风场102中的风力涡轮机上。在图示的实施例中, 该风场102简单地被示为包括四个风力涡轮机10。然而,对于本领域技术人员而言,应该是很容易理解的是,风场102可以包括其它任意数量的风力涡轮机10,例如,大于四个风力涡轮机10,或者小于四个风力涡轮机10。例如,风场102包括五十个或者更多的风力涡轮机10,或者甚至是一百个或者更多的风力涡轮机10。

应该理解的是,被设置在风场102中的每个风力涡轮机10通常可以被设置为与上文中参照附图1和图2被描述的风力涡轮机10一样或者相似。例如,每个风力涡轮机10可以包括,从支撑表面14延伸的塔12,被安装在塔12上的机舱16,以及被安装在机舱16上的转子18,转子18包括可旋转的毂20和一个或更多个旋转叶片22。另外,每个风力涡轮机10可以包括涡轮机控制器26,当提供用于控制风力涡轮机10的运行的人机接口或者控制接口时,控制器被设置为监测涡轮机的运行参数,

在一些实施例中,通过本地风场网络106,每个涡轮机控制器26可以被通信地连接到位于风场102中的其它所有涡轮机控制器26上。通常,风场网络106可以是任何合适的有线或者无线网络,其允许多个风力涡轮机控制器26通过任何合适的通信协议(例如,TCP/IP, HTTP, SMTP, FTP)和/或使用任何合适的编码/程序(例如,HTML, XML)和/或保护方案(例如,VPN, secure HTTP, SSL)相互连接。例如,在一个实施例中,风场网络106可以是本地局域网(LAN)。

如上所述,系统100也可包括被设置为远离风场102的离场SCADA系统104。例如,在一些实施例中,SCADA系统104可以被设置在远程的数据或者控制中心108中,例如,被专用于服务计算机和网络/通信装置的数据中心。然而, 在其它的实施例中,SCADA系统104可以被专用于其它任意的合适的远程场所。

通常,该离场SCADA系统可以被设置为远程地和动态地监测和/或控制被设置在风场102中的多个风力涡轮机10的运行。特别地,如下文中将要描述的一样,SCADA系统104可以包括多个组件,例如,一个或更多个计算装置(例如,一个或更多个服务器),和/或相关的网络/通信装置,从而允许该系统104提供这里所描述的功能性。例如,(多个)服务器可以被设置为从多个涡轮机控制器26处收集数据,数据与风力涡轮机10的一个或更多个被监测的运行参数相关。另外,(多个)服务器可以被设置为提供人机接口(HMI),从而允许将被收集的数据传送到风场102的远程运行器上。通过使用HMI,运行器能同时监测和控制被设置在风场102中的每个风力涡轮机10的运行。例如,基于被指定的(多个)风力涡轮机10的被监测的(多个)运行参数,运行器可以使用HMI通知相关的(多个)涡轮机控制器26调整(多个)风力涡轮机10的运行。在这样的举例中,为了根据操作者的指令调整(多个)风力涡轮机的运行,(多个)服务器可以被设置为传送合适的(多个)控制命令到适当的(多个)涡轮机控制器26上。

应该被理解的是,离场SCADA系统104通常可以作为风场102的“神经中心”。特别地,SCADA系统104可以被设置为持续地分析从每个涡轮机控制器26获取的与性能相关的信息,并将这样的信息通过HMI传递到运行器。结果,运行器可以被允许为动态地控制被包括在风场102中的多个风力涡轮机10的运行。另外,SCADA系统104也可以被设置为存储由涡轮机控制器26所提供的所有的与性能相关的信息,这样可以允许系统104实时分析每个风力涡轮机10的性能。这样的时间集合数据可以允许定期维护和/或校正的运行被按期施行/执行,以及提供用于监测风场102的长期的性能需求的方法

应该理解的是,为提供这样的远程的数据采集和运行控制,离场SCADA系统104通常可以被设置为通过合适的网络10被连接到风场102(例如,通过风场本地网络106)中的每个涡轮机控制器26上。通常,网络110可以是任何合适的有线或者无线网络,其允许SCADA系统104通过任何合适的通信协议(例如,TCP/IP, HTTP, SMTP, FTP),和/或使用任何合适的编码/程式(例如,HTML, XML),和/或保护方案(例如,VPN, 安全HTTP, SSL)连接到多个涡轮机控制26上。例如,在一个实施例中,网络110可以是广域网(WAN)。

同样需要理解的是,尽管系统100在上文中通常关于单个的风场102被描述,但是关联的离场SCADA系统105通常可以被设置为通信地连接到任意数量的风场102上。例如,如图3中所示,SCADA系统104可以被设置作为多个不同的风场102的“神经中心”,风场被设置在多个不同的场所,从而,被设置在多个风场102中的每个风力涡轮机的性能可以在一个单独的场所被监测和控制。

另外,在一些实施例中,指定的风场102的运行器可以被设置为通过单独的客户端计算装置150,连接到离场SCADA系统104和单独的涡轮机控制器26两者上。特别地,如图3所示,客户端装置150可以被设置为连接到场内本地网106和/或网络110,从而,允许装置150能够访问SCADA系统104和/或涡轮机控制器26。例如,如下文将要描述的一样,当SCADA系统104和风场之间的网络连通性损失时,运行人员可以利用他/她的装置150去连接一个涡轮机控制器26,从而,可以允许运行员监测风场102中的每一个风力涡轮机10的运行,并且/或获得由每个涡轮机控制26所提供的控制接口的访问权。

现在,参照附图4,根据本发明的主题的特征,其示出了在图3中被示出的系统的原理图。如图4中所示,离场SCADA系统104可以包括一个或更多个服务器112,服务器被设置为通过网络110连接风场102中的每个涡轮机控制器26。例如,在一些实施例中,SCADA系统104可以在包括多个服务器112的服务器场中被执行,同时,每个服务器112被设置为与被设置在一个或更多个风场102中的涡轮机控制器26相通信。通常,每个服务器112可以对应/或可以是被关联到电脑装置或者其它合适的处理装置。应该理解的是,在这里被使用的词“服务器”可以是指物理的计算装置,或者是被附着在物理计算装置上的虚拟计算机。

如在图4中详细地示出的,每个服务器112通常可以包括和/或可以被连接到一个或更多个处理器14和相关的存储器16,服务器被设置为执行多个计算机执行指令(例如,执行方法,步骤,运算以及在这里被揭示的类似物)。如在这里被使用的词“处理器”,其不仅仅是涉及与本技术领域相关的被包括在计算机中的集成的电路,还涉及控制器,微控制器,微型计算机,可编程的逻辑控制器(PLC),专用的集成电路,以及其它可编程的电路。另外,存储器116通常可以包括(多个)存储器元件,元件包括,但不限于此,计算机可读的媒介(例如,随机存取存储器(RAM)),计算机可读的永久形媒介(例如,快速存储器),磁盘,光盘只读存储器(CD-ROM),磁性光盘(MOD),数字通用盘(DVD),和/或其它合适的存储元件。这样的存储器116通常可以被设置用于存储可到达(多个)处理器114的信息和能够被(多个)处理器114执行的指令120,信息包括数据118,其能够被(多个)处理器114存取,运行,生成和/或存储。

在一些实施例中,该数据118可以被存储在一个或更多个数据库中。例如,存储器116可以包括性能数据库(未示出),数据库包括关于被设置在风场102中的多个风力涡轮机10的被收集到的性能数据。特别地,如上文所述,每个涡轮机控制器26可以被设置为监测多个运行参数,参数与其相关的风力涡轮机10的运行性能相关。同样地,与执行相关的数据可以从每个涡轮机控制器26被传送到(多个)服务器112(例如,通过网络110)上,并且随后被存储在执行数据库中。

另外,在一些实施例中,指令120被存在每个服务器112的存储器116中,指令可以通过(多个)处理器114执行SCADA的模块122而被执行。通常,SCADA模块122可以被设置为允许离场SCADA系统104监测和控制被设置在风场102中的多个风力涡轮机10的运行。例如,SCADA模块122可以被设置为接收,分拣和/或另外处理被从涡轮机控制器26传送来的运行数据。另外,该SCADA模块122可以被设置为提供合适的HMI用于允许运行员观察与指定的风力涡轮机(们)10相关的运行数据,以及控制这些(多个)风力涡轮机10的运行。例如,SCADA模块122可以被设置为访问每个涡轮机控制器26的单独的HMI或者控制接口,以及,基于由运行员所提供的合适的输入,传送合适的控制指令到涡轮机控制器26用于调整与风力涡轮机10自身相关的运行。

如图4中所示,每个服务器112也可以包括网络或者通信接口124,接口允许服务器112连接到网络110上。通常,通信接口124可以是任何合适的装置/媒介,其允许服务器112连接到网络110上。

另外,与(多个)服务器112相类似的,每个涡轮机控制器26也可以包括一个或更多个处理器130和相关的存储器132。这样的存储器132通常可以被设置为存储可进入(多个)处理器130的信息和能够被(多个)处理器130执行的指令136,信息包括能够被(多个)处理器130恢复,处理,生成和/或存储的数据134。例如,在一些实施例中,数据134可以被存储在一个或更多个数据库中,例如,存储信息的性能数据库(未示出),信息涉及相关的风力涡轮机10的一个或更多个运行参数。

此外,在一些实施例中,被存储在每个涡轮机控制器26的存储器132中的指令136,可以通过(多个)处理器130执行备份或者第二SCADA模块138而被完成。通常,第二SCADA模块138可以被设置为允许涡轮机控制器26本地执行一样的或者相似的功能,功能被离场SCADA系统104所执行,当风场102损失与SCADA系统104的连通性时(例如,当网络110故障时),这样的设置可能是特别地有利的。例如,第二SCADA模块138可以被设置为允许涡轮机控制器26充当数据获取单元,用于收集和/和监测在风场102中的每个风力涡轮机10的运行参数。另外,第二SCADA模块138可以允许涡轮机控制器26提供接口到所有的其它涡轮机控制器26的HMI或者控制接口,控制器被连接到风场本地网络106上。例如,第二SCADA模块138可以提供FIMI或者控制接口,其被连接到场102内的所有其它的HMI或者控制接口上。因此,第二SCADA模块138可以作为运行员或者技术人员本地地管理风场102中的每个风力涡轮机10的手段。

在一个实施例中,在指定的涡轮机控制器26上被执行的第二SCADA模块138,其可以被设置为提供与SCADA模块122完全相同的功能,功能通过(多个)服务器122运行离场SCADA系统104被执行。然而,考虑到与多个涡轮机控制器26相关的存储和/或处理局限,在可选择的实施例中,第二SCADA模块148可以对应于被(多个)服务器112执行的SCADA模块122的显著更轻的变形。例如,在具体的实施例中,第二SCADA模块138可以仅配置指定的涡轮机控制器26收集和/或监测来自于风场102中的其它涡轮机控制器26的某一数据,其涉及关键的执行指令,例如,每个风力涡轮机10的故障状态,与每个风力涡轮机10相关的风速,每个风力涡轮10的旋转的运行速度,每个风力涡轮机10的输出功率,和/或类似物。

此外,如图4中所示,每个涡轮机控制器26也可以包括网络或者通信接口140,接口用于在风场本地网络106和/或网络110上提供通信。与用于(多个)服务器112的接口124相类似,通信接口140通常可以是任何允许涡轮机控制器26连接到风场网络106和/或网络110上的装置/媒介。

另外,如上文所述,客户端装置150可以被设置为连接到该场局域网106和/或网络110上,允许运行者使用装置150远程地或本地地连接到离场SCADA系统104和/或单独的涡轮机控制器26的(多个)服务器112上。通常,客户端装置150可以相当于任何合适的计算装置或者其它合适的处理单元。因此,客户端装置150可以包括一个或更多个处理器152,以及相关的存储器154。与上文中描述的计算装置相类似,存储器154通常可以被设置为存储易于达到(多个)处理器152的信息和能够被(多个)处理器152执行的指令,信息包括的数据可以被(多个)处理器152存取,处理,创造和/或存储。另外,如图4所示,客户端装置150可以包括网络或通信接口156,接口被用于提供在风场本地网络106和/或网络110上的通信。

根据本发明的主题的特征,当SCADA系统104和风场102之间的网络连通性损失的时候,客户端装置150可以被运行员用于连接到到一个或更多个涡轮机控制器26上,从而,允许运行员持续的监测和控制被设置在风场102中的风力涡轮机10。特别地,在一些实施例中,当网络连通性损失时,客户端装置150可以被设置为连接到一个涡轮机控制器26上执行第二SCADA模块138。因此,通过由第二SCADA模块138提供的接口,运行员可以查看风场102中的每个风力涡轮机10的运行参数。另外,如上所述,第二SCADA模块138的执行可以允许涡轮机控制器26提供连接,连接确保运行员访问所有其它的涡轮机控制器26的控制接口。被给予这样的访问,然后,为了控制与风力涡轮机10相关的控制器的运行,运行员通过他/她的客户端装置150可以直接地连接到指定的涡轮机控制器26上。

现在参考图5,根据本发明的主题的特征的方法200的具体实施例被示出,方法用于监测和控制被设置在方程中的风力涡轮机。通常,该方法200将参照方法100在这里被描述,方法100在上文中参照图3和图4被说明,特别是在一个离场SCADA系统104和风场102之间的连通性损失的实例中。然而,应该被理解的是,公开的方法200的特征可以被特征在任何举例中,忽略连通性的问题,为了监测和/或控制被设置在风场102中的风力涡轮机10的全部或者部分的运行,允许运行员连接到一个或更多个涡轮机控制器26上。另外,为了图示和说明的目的,尽管图5描述一个特定的顺序执行步骤,但是,在这里讨论的方法并未限制在任何特定的顺序或者排列。利用此处提供的公开的内容,本领域技术人员将会明白,在不偏离本发明的范围下,在这里被公开的方法的多个步骤能够被省略,结合,和/或以多种方式被改变。

如图5所示,在(202)中,该方法200包括,通过被设置在风场中的涡轮机控制器(在下文中被描述为“第一涡轮机控制器”),接收指令,指令指示风场和离场SCADA系统之间的连通性损失。通常,任何合适的信号或者输入可以提供指示,指示表示,在风场102和离场SCADA系统104之间的连通性损失。例如,在一个实施例中,当连接到离场SCADA系统104的数据损失时,每个涡轮机控制器26可以被设置为自动地监测或者检查。可选择地,指示可以对应于运行员输入被一个涡轮机控制26所接收。例如,倘若出现连通性的问题,运行员可以命令一个涡轮机控制器26执行被存储在其存储器132中的指令136运行相关的第二SCADA模块138,从而提供用于监测和/控制被设置在风场102中的一个或更多个风力涡轮机10的运行的方法。

另外,在(204)中,该方法200包括,通过第一涡轮机控制器,从场内的第二涡轮机控制器存取数据,数据涉及与第二涡轮机控制器相关的风力涡轮机的一个或更多个运行参数。特别地,如上所述,该第二SCADA模块138可以允许每个涡轮机控制器26监测在风场102中的每个风力涡轮机10的所有的或者精选的几个运行参数。因此,连接到第一涡轮机控制器(例如,通过他/她的客户端装置150)的运行员可以访问和观察与风场102内的每个风力涡轮机10的(多个)运行参数。

此外,在(206)中,该方法200包括,通过第一涡轮机控制器,访问第二涡轮机控制器的控制接口。特别地,如上所述,第二SCADA模块138的执行,可以允许每个涡轮机控制器26提供连接到HMI或所有其它的涡轮机控制器26的控制接口,控制器被连接到风场本地网络106。此外,这样的接口连接允许运行员(通过他/她的客户端装置150)取得访问另外的涡轮机控制器26的控制接口的权利。因此,运行员可以观察和作用到其它涡轮机控制器26的控制接口上,从而,允许运行员通过客户端装置150,直接地控制与这些其它的涡轮机控制26相关的风力涡轮机10的运行。

应该理解的是,在这里被描述的本发明的特征涉及,为了监测和/或控制被设置在风场102中的任意数量的风力涡轮机10的运行,运行员通过他/她的客户端装置150连接到一个或更多个涡轮机控制器26上。然而,在其它的实施例中,通过指定的涡轮机控制器26被执行的第二SCADA模块138,其可以允许控制器26访问风场102内的另一个涡轮机控制器26的控制接口,并且,随后自主地控制与这些其它的涡轮机控制器26相关的风力涡轮机10的运行。特别地,执行第二SCADA模块138的涡轮机控制器26可以具有一列最大/最小的运行参数,和/或其它的触发事件,当监测风场102中的其它风力涡轮机10的运行参数时,其可以被控制器26参考。在这样的实施例中,如果指定的风力涡轮机的运行参数超过预设的被确定的这些参数的最大值或者低于预设的被确定的这些参数最小值时(或者其它任何的触发事件发生时),控制器26可以被设置为取得访问与风力涡轮机10相关的控制接口,并且,为了调整风力涡轮机10的运行,其自动地执行一个或更多个校正行为。

这些记载的描述使用实施例来公开本发明,包括最好的模式,以及也确保任何本领域技术人员实施本发明,包括制造和使用任何装置或系统,以及执行任何被合并的方法。本发明的可专利的范围通过权利要求被限定,并且可以包括其它能被本领域技术人员想到的举例。如果实施例中包括并没有不同于与权利要求的语言的字面的结构元件,或者,如果它们包括与权利要求的字面语言无实质不同的等同结构元件,这样的其它实施例被确定为在权利要求的范围内。

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