用于监视风力涡轮操作的系统和方法

专利名称：用于监视风力涡轮操作的系统和方法
用于监视风力涡轮操作的系统和方法技术领域
本文中所述的实施例主要涉及风力涡轮监视系统，并且更具体地涉及组合的监控 命令和数据采集(SCADA)与视频监视系统。
背景技术：
用于与风力场一起使用的至少一些已知监视系统使得能够经独立SCADA系统来 采集各种数据。此类已知系统使得能够收集数据，包括风力涡轮状态和性能数据。另外，可 分析风力涡轮内故障的根本原因以用于创建维护计划。然而，此类已知系统要求大量的先 验知识以便确定故障的根本原因，这限制了故障排除时间周期，并要求另外的差旅费用以 用于服务人员视察风力场。发明内容
提供此发明内容部分以介绍简化形式中的概念的选择，这些概念在下面的具体实 施方式中进一步描述。本发明内容部分并非旨在识别所要求权利的主题的基本特征或关键 特征，也不是旨在用于帮助确定所要求权利的主题的范围。
在一方面中，提供一种使用组合的监控命令和数据采集(SCADA)和视频监视系 统、用于监视风力涡轮的方法。该方法包括接收来自至少一个摄像机的视频数据，其中，视 频数据与风力涡轮的操作状况有关。该方法还包括在存储器中存储视频数据，接收来自远 程监视服务器的与视频数据的至少一部分有关的命令，其中，视频数据的该部分与至少一 个SCADA数据点相关联。该方法还包括检索来自存储器的视频数据的该部分，将视频数据 的该部分传送到远程监视服务器以用于向用户呈现。
在另一方面中，提供一种用于在监视具有多个风力涡轮的风力场中使用的系统。 该系统包括配置成捕捉与相关联风力涡轮的操作状况有关的视频数据的至少一个摄像机。 该系统还包括配置成捕捉与相关联风力涡轮的操作状况有关的数字数据的至少一个监控 命令和数据采集(SCADA)元件及用户接口。至少一个服务器在通信上耦合到所述摄像机、 所述SCADA元件和所述用户接口。所述服务器配置成接收基于数字数据的对应部分的视频 数据的特定部分，并经用户接口向用户呈现视频数据的该特定部分。
在仍有的另一方面中，提供一种计算机。所述计算机耦合到与监控命令和数据采 集(SCADA)服务器通信的远程监视服务器，用于在监视具有多个风力涡轮的风力场中使 用。所述计算机还与配置成捕捉与相关联风力涡轮的操作状况有关的视频数据的至少一个 摄像机通信。所述计算机编程为接收来自摄像机的视频数据、在存储器中存储视频数据、接 收来自远程监视服务器的与关联于至少一个SCADA数据点的视频数据的至少一部分有关 的命令、从存储器检索视频数据的该部分、以及将视频数据的该部分传送到远程监视系统 以用于向用户呈现。

通过连同附图来参照以下描述，可更好地理解本文中所述的实施例。
图1是示范风力涡轮的示意图。
图2是可与图1中所示的风力涡轮一起使用的机舱(nacelle)的示意部分截面图。
图3是可与图1中所示的风力涡轮一起使用的多个偏航制动卡钳的示意图。
图4是用于在监视具有例如图1中所示的风力涡轮的多个风力涡轮的风力场中使 用的示范系统的示意框图。
图5是示出可与图4中所示的系统一起使用的远程控制中心的示范通信架构的框 图。
图6是可与图4中所示的系统一起使用的数据库内存储表的示范架构。
图7是示出使用图4中所示的系统、用于监视图1中所示的风力涡轮的示范方法 的高端流程图。
图8A和8B是进一步示出图7中所示方法的详细流程图。
具体实施方式
下面详细描述用于在监视风力涡轮操作中使用的设备、系统、方法和计算机可读 存储媒体的示范实施例。设备、系统、方法和计算机可读存储媒体不限于本文中所述的特定 实施例，相反，方法的步骤和/或设备和/或系统的组件可独立利用和与本文中所述的其它 步骤和/或组件分开利用。此外，所述步骤和/或组件也可在其它系统、方法和/或设备中 定义或与其组合使用，并且不限于仅通过如本文中所述的系统、方法和存储媒体来实践。
例如本文中所述那些计算机、计算机系统或服务器的计算机、计算机系统或服务 器包括至少一个处理器或处理单元和系统存储器。计算机、计算机系统或服务器一般具有 至少某一形式的计算机可读媒体。作为示例而不是限制，计算机可读媒体包括计算机存储 媒体和通信媒体。计算机存储媒体包括在任何方法或技术中为例如计算机可读指令、数据 结构、程序模块或其它数据的信息的存储而实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动 媒体。通信媒体一般包含例如载波的调制数据信号或其它传输机制中的计算机可读指令、 数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息输送媒体。本领域技术人员熟知调制 数据信号，它具有其特性集的一个或多个特性或在使得在信号中编码信息的此类方式中改 变。任何上述内容的组合也包括在计算机可读媒体的范围内。
虽然本发明结合示范监视系统环境进行描述，但本发明的实施例适用于许多其它 通用或专用监视系统环境或配置。监视系统环境并非旨在暗示有关本发明的任何方面的使 用或功能性的范围的任何限制。另外，监视系统环境不应解释为具有与示范操作环境中所 示的任何一个组件或组件的组合有关的任何相关性或要求。可适合与本发明的方面一起使 用的公知监视系统、环境和/或配置的示例包括但不限于个人计算机、服务器计算机、手持 式或膝上型装置、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费者电子装置、移 动电话、网络PC、微型计算机、大型计算机、包括任何上述系统或装置的分布式计算环境及 诸如此类。
本发明的实施例可在由一个或多个计算机或其它装置执行的计算机可执行指令 (例如程序组件或模块)的通用上下文中描述。本发明的方面可通过任何数量的组件或模块和组件或模块的任何组织来实现。例如，本发明的方面不限于图中所示或本文所述的特 定组件或模块或特定的计算机可执行指令。本发明的备选实施例可包括具有比本文中所示 和所述更多或更少功能性的不同计算机可执行指令或组件。
本文中所示和所述的本发明的实施例中操作的执行或实行的顺序不是必需的，除 非另外指明。也就是说，操作可以在任何顺序中执行，除非另外指明，并且本发明的实施例 可包括相比本文中公开的那些操作的另外操作或更少操作。例如，设想到在另一操作之前、 同时或之后执行或实行特定操作在本发明的方面的范围内。
在一些实施例中，处理器包括任何可编程系统，包括系统和微控制器、精简指令集 电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)及能够执行本文中所述功能的 任何其它电路或处理器。上述示例只是示范，因此并非旨在以任何方式限制术语“处理器” 的定义和/或含意。
在一些实施例中，数据库包括数据的任何汇集，包括分层数据库、关系数据库、平 面文件(flat file)数据库、对象关系数据库、面向对象的数据库以及计算机系统中存储 的数据或记录的任何其它结构化汇集。上述示例只是示范，因此并非旨在以任何方式限 制术语“数据库”的定义和/或含意。数据库的示例包括但不限于Oracle Database、 MySQL,IBM DB2、Microsoft SQL krver、Sybase 及 PostgreSQL。然而，可使用能 够实现本文中所述系统和方法的任何数据库。(Oracle是加利福尼亚红木海岸的Oracle Corporation 的注册商标；IBM 是 M 约 口可蒙克的 International Business Machines Corporation的注册商标；Microsoft是华盛顿雷德蒙的Microsoft Corporation的注册商 标；Syl3ase是加利福尼亚都柏林的Syl3ase的注册商标。)
在介绍本发明的实施例或本发明的方面的元件时，冠词“一 (a/an) ”、“该”和“所 述”旨在表示有一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且表 示可存在不同于所列元件的另外元件。
本文中所述的设备、方法、系统和计算机可读媒体的技术方面包括以下至少一个 (a)捕捉与风力场内的风力涡轮和其它元件的操作状况有关的视频数据和数字数据；(b) 根据与捕捉了数据的特定摄像机或监控命令和数据采集(SCADA)元件相关联的时间戳和 标识符，识别视频数据和数字数据；(c)在视频主服务器的存储器中存储视频数据；(d)将 数字数据传送到远程监视服务器；(e)在数据库中存储数字数据，包括与正常操作、警报和 /或事件有关的多个SCADA数据点；(f)分析数字数据；(g)在视频主服务器接收来自远程 监视服务器的命令，其中，命令是响应警报或事件自动发出的命令、响应警报或事件由用户 手动输入的命令以及用户手动输入的命令之一；(h)根据与SCADA数据点有关的标识符，确 定在视频主服务器存储的视频数据的部分；(i)从存储器检索视频数据的识别部分；(j)将 视频数据的识别部分传送到远程监视服务器；以及(k)经用户接口向用户呈现与SCADA数 据点相关联的数字数据和视频数据的识别部分。
图1是示范风力涡轮100的示意图。在示范实施例中，风力涡轮100是水平轴风 力涡轮。备选的是，风力涡轮100可以是垂直轴风力涡轮。在示范实施例中，风力涡轮100 包括从支撑表面104延伸并耦合到该表面的塔架102。塔架102可例如通过锚栓或经基础 安装件(均未示出)耦合到表面104。机舱106耦合到塔架102，并且转子108耦合到机舱 106。转子108包括可旋转轮毂(hub) 110和耦合到轮毂110的多个转子叶片112。在示范实施例中，转子108包括三个转子叶片112。备选的是，转子108可具有使得风力涡轮100 能够如本文中所述来运转的任何数量的转子叶片112。塔架102具有使得风力涡轮100能 够如本文中所述来运转的任何适合的高度或构造。
转子叶片112围绕转子轮毂110隔开以有利于旋转转子108，由此将风114的动能 转变成可用机械能，并随后转变成电能。转子108和机舱106绕偏航轴(yaw axis) 116上的 塔架102旋转，以控制转子叶片112相对于风114的方向的配合(perspective)。通过将叶 片根部118在多个负载转移区(load transfer region) 120耦合到轮毂110，转子叶片112 联接到轮毂110。负载转移区120每个具有轮毂负载转移区和叶片负载转移区(图1中均 未示出)。引入到转子叶片112的负载经负载转移区120转移到轮毂110。每个转子叶片 112还包括叶片尖部122。
在示范实施例中，转子叶片112具有大约50米(m)(164英尺(ft))与大约 120m(394ft)之间的长度。备选的是，转子叶片112可具有使得风力涡轮发电机能够如本 文所述来运转的小于大约50m或大于大约120m的任何长度。在风114接触每个转子叶片 112时，叶片升力引入到每个转子叶片112，并且在叶片尖部122加速时，引入转子108绕旋 转轴124的旋转。
转子叶片112的浆距角(pitch angle)(未示出)、即确定每个转子叶片112相对 于风114的方向的配合的角度可由浆距组装件(图1中未示出)来改变。具体而言，增大 转子叶片112的浆距角减少迎向风114的转子表面区域126的量，相反，减小转子叶片122 的浆距角增大迎向风114的叶片表面区域1 的量。转子叶片112的浆距角绕每个转子叶 片112的浆距轴1 来调整。在示范实施例中，转子叶片112的浆距角单独受到控制。备 选的是，转子叶片112的浆距角作为组来控制。
图2是示范风力涡轮100(图1中示出)的机舱106的示意部分截面图。风力涡 轮100的各种组件装在机舱106中。在示范实施例中，机舱106包括三个浆距组装件130。 每个浆距组装件130耦合到相关联转子叶片112 (图1中示出)，并且沿浆距轴1 来调制 相关联转子叶片112的浆距。图2中仅示出三个浆距组装件130之一。在示范实施例中， 每个浆距组装件130包括至少一个浆距驱动电机132。
机舱106还包括经转子轴136 (有时称为主轴或低速轴)可旋转耦合到位于机舱 106内的发电机134的转子108、变速箱138、高速轴140以及耦合器(coupling) 142。轴 136的旋转可旋转地驱动变速箱138，变速箱138随后驱动高速轴140。高速轴140经耦合 器142旋转地驱动发电机134，并且高速轴140的旋转有利于发电机134产生电力。变速箱 138和发电机134分别由支座144和146来支撑。在示范实施例中，变速箱138利用双路径 几何结构来驱动高速轴140。备选的是，转子轴136经耦合器142直接耦合到发电机134。
机舱106还包括偏航驱动机件148，该机件可用于在偏航轴116 (图1中示出)旋 转机舱106和转子108以控制转子叶片112相对于风114的方向的配合。机舱106还包括 至少一个气象桅(meteorologicalmast)148，气象桅包括风向标和风速计(均未在图2中 示出)。气象桅148将可包括风向和/或风速的信息提供到涡轮控制系统150。浆距组装 件130耦合到控制系统150，由此用于控制。在示范实施例中，机舱106还分别包括主或前 支承轴承152和后支承轴承154。支承轴承152和IM有利于转子轴136的径向支承和对 齐。前支承轴承152耦合到轮毂110附近的转子轴136。后支承轴承IM位于发电机134和/或变速箱138附近的转子轴136上。备选的是，机舱106包括使得风力涡轮100能够 如本文中所述来运转的任何数量的支承轴承。转子轴136、发电机134、变速箱138、高速轴 140、耦合器142以及包括但不限于支座144和146和支承轴承152、154的任何相关联的紧 固、支撑和/或固定装置有时称为驱动链156。
另外，在示范实施例中，一个或多个摄像机158位于机舱106的外表面上或机舱内 以监视风力涡轮操作状况，例如但不限于转子叶片112、塔架102(图1中示出)和支承轴承 152,154的结构运动。操作状况还可与发电机和/或主机(mainframe)(均未示出)的振 动、机械磨损、由于冰雹、闪电或其它环境状况造成的对转子叶片112的损害、落下的柱子 有关。更具体地说，在示范实施例中，两个摄像机158在驱动链156的相对侧上对称地相对 彼此定位(图2中仅示出一个摄像机158)。然而，备选实施例可包括仅单个摄像机158或 多于两个摄像机158。在示范实施例中，摄像机158可旋转地耦合到机舱106的舱顶(未示 出)以有利于获得与不同于驱动链156的其它风力涡轮组件有关的视频数据。备选的是，摄 像机158可耦合到机舱106的一个或多个侧壁(未示出)。在示范实施例中，摄像机158持 续记录视频数据。在一备选实施例中，摄像机158记录周期性静态图像。在示范实施例中， 摄像机158在通信上耦合到控制系统150以有利于将视频数据传送到远程监视系统(图2 中未示出)。在一些实施例中，一个或多个摄像机158可定位在机舱106外部。例如，单个 摄像机158可沿机舱106的顶部外表面定位。作为另一个示例，一个或多个摄像机158可 定位在地平面以捕捉与转子叶片112和/或塔架102有关的视频数据。
在一些实施例中且如图3中所示，风力涡轮100(图1中示出)还包括耦合到制动 盘162的一个或多个偏航制动卡钳160，制动盘又固定地耦合到机舱106 (图1中示出)。更 具体地说，卡钳160耦合(例如可移动地耦合)到制动区域164。在此类实施例中，一个或 多个摄像机158耦合(例如可移动地耦合)到在卡钳160对面的制动区域164，以有利于捕 捉与卡钳160的操作有关的视频数据。摄像机158耦合到控制系统150以有利于将视频数 据传送到远程监视系统(图3中未示出)。
图4是在监视具有多个风力涡轮100的风力场202中使用的示范系统200的示 意框图。系统200可通常分成两个部分，包括风力场202和远程控制中心204，它们位于不 同的地理位置。在示范实施例中，风力场202包括多个SCADA元件206和多个摄像机158。 SCADA元件206捕捉与相应风力涡轮100的操作状况有关的数字数据，例如，在操作期间发 生的警报和/或事件。SCADA元件206还将时间戳应用到数字数据。如上所述，摄像机158 捕捉风力涡轮操作状况，例如但不限于转子叶片112(图1中示出)、塔架102(图1中示出) 及支承轴承152、154(均在图2中示出)的结构运动。操作状况也可与发电机和/或主机 (均未示出)的振动、机械磨损、由于冰雹、闪电或其它环境状况造成的对转子叶片112的损 害、落下的柱子有关。摄像机158也可将时间戳应用到视频数据。每个SCADA元件206和 摄像机158耦合到风力场网络208。更具体地说，每个SCADA元件206和摄像机158耦合到 控制系统150(图2中示出)，该系统耦合到风力场网络208。
风力场202还包括SCADA主服务器210和视频主服务器212，每个服务器耦合到 风力场网络208。另外，SCADA主服务器210经风力场网络208接收由SCADA元件206获得 的数字数据，并在存储器214和/或数据库216中存储数字数据。SCADA主服务器210还 将标识符应用到数字数据。例如，标识符可以是由特定SCADA元件206应用到数字数据的时间戳和与该特定SCADA元件206相关联的独特标识符的组合，所述独特标识符指示该特 定SCADA元件206相对于风力涡轮100的位置。在一些实施例中，SCADA主服务器210暂 时存储数字数据，并定期删除在特定日期前获得的数字数据。类似地，视频主服务器212通 过风力场网络208接收摄像机158获得的视频数据，并在存储器218和/或数据库220中 存储视频数据。另外，视频主服务器212在存储器或数据库中存储视频数据前压缩视频数 据。视频主服务器212也将标识符应用到视频数据。例如，标识符可以是由特定摄像机158 应用到视频数据的时间戳和与该特定摄像机158相关联的独特标识符的组合，所述独特标 识符指示该特定摄像机158相对于风力涡轮100的位置。在一些实施例中，视频主服务器 212暂时存储视频数据，并定期删除在特定日期前获得的视频数据。
远程控制中心204包括耦合到用户接口 2 和数据库2 的远程监视服务器222。 用户接口 2M可以是显示装置、瘦客户端或用于接收用户命令和/或显示数据的任何适合 接口。远程控制中心204还包括监控命令和数据采集(SCADA)远程客户端2 和视频远程 客户端230。在示范实施例中，SCADA远程客户端2 和视频远程客户端230每个是基于软 件的元件。在一个实施例中，在单个计算机或服务器(未示出)上主管每个客户端2 和 230。在一备选实施例中，在第一计算机(未示出)上主管SCADA远程客户端228，并且在 第二计算机(未示出)上主管视频远程客户端230。每个主服务器210和212也经相应网 络耦合到相应远程客户端2 和230。具体地说，SCADA主服务器210经第一网络232耦合 到SCADA远程客户端228，并且视频主服务器212经第二网络234耦合到视频远程客户端 230。在示范实施例中，每个网络232和234是虚拟局域网(VLAN)。在一备选实施例中，每 个主服务器210和212经单个网络与相应远程客户端2 和230通信。在示范实施例中， SCADA主服务器210将数字数据传送到SCADA远程客户端228，该客户端将数字数据传送到 远程监视服务器222以用于在数据库226中存储。
在示范实施例中，系统200还包括多个工作站。例如，风力场管理工作站236和本 地工作站238耦合到风力场网络208。风力场管理工作站236使得用户能够配置每个风力 涡轮100、SCADA元件206和/或摄像机158的操作规则和/或状况。另外，在发生警报或 其它事件时，风力场管理工作站236使得例如服务人员的用户能够进行故障排除。在发生 警报或其它事件时，本地工作站238相似地使得例如服务人员的用户能够进行故障排除。 然而，本地工作站238是移动装置，例如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机或使得用户能 够在风力场管理建筑(未示出)外修改配置设置或进行故障排除的任何其它适合的移动装 置。另外，在示范实施例中，客户工作站240和管理员工作站242经例如因特网耦合到远程 控制中心204。客户工作站240和/或管理员工作站242使得用户能够显示SCADA元件206 获得的数字数据和/或摄像机158获得的视频数据。
图5是示出远程控制中心204内示范通信架构200的框图。在示范实施例中，输入 /输出(I/O)通信层302接收来自例如SCADA主服务器210和视频主服务器212(均在图4 中示出)的数字数据、视频数据和命令。I/O通信层302将数字数据、视频数据和/或命令 提供到SCADA数据交换层304和视频远程客户端230。另外，视频远程客户端230将视频数 据提供到SCADA数据交换层304以响应SCADA数据交换层304向视频远程客户端230发出 的数据请求。在示范实施例中并且如上所述，SCADA数据交换层304和视频远程客户端230 是由单个计算机或服务器(未示出)主管的基于软件的实现。SCADA数据交换层304随后将数字数据和/或视频数据提供到用户接口 224(图4中示出)。更具体地说，SCADA数据 交换层304将数字数据和/或视频数据提供到远程监视服务器222 (图4中示出)，而该服 务器又将数字数据和/或视频数据提供到用户接口 224。
另外，用户接口 2M经用户输入接收命令，并将用户命令传送到SCADA数据交换层 304。更具体地说，用户接口 2M将用户命令传送到远程监视服务器222，该服务器将数据 命令传送到SCADA数据交换层304。如果用户命令是与视频有关，则SCADA数据交换层304 将用户命令传送到视频远程客户端230。如下面更详细所述的，视频远程客户端230随后将 用户命令传送到视频主服务器212。此外，在示范实施例中，历史数据代理306和数据配置 工具308每个与SCADA数据交换层304和数据库226 (图4中示出)交互。应注意的是，历 史数据代理306和数据配置工具308可由单个计算机或服务器(未示出)或多个计算机或 服务器来主管。另外，历史数据代理306和数据配置工具308可与SCADA数据数据交换层 304和/或视频远程客户端230 —样由相同计算机或服务器来主管。历史数据代理306分 析数字数据以确定在风力场202(图4中示出)是否发生了警报或事件。数据配置工具308 与例如客户工作站240和/或管理员工作站均在图4中示出)接口以设置例如操作 状况的事件限制和/或警报。
图6是数据库226内存储表的示范架构400。如图6中所示，数据库2 包括一个 或多个SCADA配置表402和至少一个风场(park)表406，配置表402包括与风力场202 (图 4中示出)内的每个风力涡轮100(图1中示出)相关联的涡轮表404。在示范实施例中， 每个涡轮表404存储与相关联风力涡轮100有关的数据，例如标识符、位置、操作状态及诸 如此类。风场表406存储与不同于风力涡轮的其它风力场元件(例如电力线及诸如此类) 有关的数据。每个涡轮表404和风场表406链接到实时数据点表408、状态表410、警报表 412及事件表414。数据点表408、状态表410、警报表412及事件表414中的每个存储多个 数据点416及与每个数据点416相关联的属性418。另外，警报表412和事件表414内的每 个数据点416包括视频属性420，该属性指示摄像机158(图4中示出)是否在与每个数据 点416相关联的特定时间采集了视频数据。更具体地说，视频属性420指示视频主服务器 212(图4中示出)已在与每个数据点416相关联的特定时间存储视频数据。
图7是高端流程图500，示出使用例如系统200 (图4中示出)的组合的SCADA和 视频监视系统、用于监视例如风力涡轮100(图1中示出)的风力涡轮的示范方法。
在示范实施例中，视频主服务器212经风力场网络208接收(50 来自摄像机158 的视频数据(均在图4中示出)。如上所述，摄像机158捕捉与风力涡轮操作状况有关的视 频数据，并将视频数据传送到视频主服务器212。操作状况包括但不限于转子叶片112(图 1中示出)、塔架102(图1中示出)和支承轴承152、154(均在图2中示出)的结构运动。 操作状况还可与发电机和/或主机(均未示出)的振动、机械磨损、由于冰雹、闪电或其它 环境状况造成的对转子叶片112的损害、落下的柱子有关。视频主服务器212基于例如由 采集摄像机158应用到视频数据的时间戳和采集摄像机158的标识符，将标识符应用(504) 到视频数据。视频主服务器212还压缩(506)视频数据，并在存储器218和/或数据库 220(均在图4中示出)中存储(508)视频数据。
另外，在示范实施例中，SCADA主服务器210经风力场网络208(均在图4中示出) 接收(510)来自SCADA元件206的数字数据。如上所述，SCADA元件206捕捉与风力涡轮操作状况有关的数字数据，并将数字数据传送到SCADA主服务器210。SCADA主服务器210 随后将数字数据传送(512)到远程监视服务器222(图4中示出)。
远程监视服务器222检测数字数据中的事件或警报，并且响应警报或事件，检测 (516)视频属性是否与警报或事件相关联。视频主服务器212随后接收(518)来自远程监 视服务器222的命令。该命令与关联于数字数据内的SCADA数据点的视频数据的部分有 关。在一个实施例中，远程监视服务器222自动传送命令以响应检测到警报或事件，警报或 事件是在分析SCADA元件206采集的数字数据时检测到的。在一备选实施例中，用户经用 户接口 224(图4中示出)输入命令以响应检测到数字数据内的事件或警报，并且远程监视 服务器222将命令传送到视频主服务器212。在另一备选实施例中，用户经用户接口 2M输 入命令，并且远程监视服务器222将命令传送到视频主服务器212。
在示范实施例中，在接收命令后，视频主服务器212识别(520)与命令相关联的视 频数据的部分。视频主服务器212从存储器218或数据库220检索(52 视频数据的识别 部分，并将视频数据的识别部分传送(524)到远程监视服务器222。远程监视服务器222随 后经用户接口 224向用户呈现(526)视频数据的识别部分。在一个实施例中，视频主服务 器212在将视频数据的识别部分传送到远程监视服务器222前应用另外的压缩算法到视频 数据的识别部分。
图8A和8B是进一步示出图7中所示方法的详细流程图600。在示范实施例中，摄 像机158捕捉(60 与风力涡轮操作状况有关的视频数据，并经风力场网络208(均在图4 中示出)将视频数据传送(604)到视频主服务器212。视频主服务器212基于例如由采集摄 像机158应用到视频数据的时间戳和采集摄像机158的标识符，将标识符应用(606)到视 频数据。视频主服务器212还压缩(608)视频数据，并在存储器218和/或数据库220(均 在图4中示出)中存储(610)视频数据。
另外，在示范实施例中，SCADA元件206捕捉(612)与风力涡轮操作状况有关的数 字数据，并经风力场网络208(均在图4中示出)将数字数据传送(614)到SCADA主服务器 210。SCADA主服务器210随后将标识符应用(616)到数字数据，并将数字数据传送(618) 到远程监视服务器222 (图4中示出)。更具体地说，SCADA主服务器210经I/O通信层302 将数字数据传送到SCADA数据交换层304 (均在图5中示出)。SCADA数据交换层304将数 字数据提供到数据库226 (图4中示出)，该数据库基于架构400 (图6中示出)来存储数字 数据。具体而言，数据库2 基于数字数据中的SCADA数据点410，将数字数据存储(620) 到适当的数据库表中。
在一个实施例中，在数字数据已存储后，历史数据代理306(图5中示出)分析 (622)数字数据以确定(624)警报或事件是否已发生。在一备选实施例中，SCADA数据交换 层304和/或数据库2 确定数字数据内的每个SCADA数据点416是表示警报、事件还是 正常数字数据。如果数字数据表示正常数字数据，则历史数据代理306继续分析(622)数 字数据。如果确定特定SCADA数据点416表示警报或事件，则数据库2 确定(626)该特 定SCADA数据点416是否包括视频属性420 (图5中示出)。如果该特定SCADA数据点416 未包括视频属性420，则历史数据代理306继续分析(62 数字数据。
在示范实施例中，以及在特定SCADA数据点416包括视频属性420时，视频主服 务器212接收(628)来自远程监视服务器222的命令。该命令与关联于数字数据内的特定SCADA数据点416的视频数据的部分有关。数据库2 确定(630)与该特定SCADA数据 点416相关联的标识符。更具体地说，数据库2 确定该特定SCADA数据点416的时间戳。 在一个实施例中，远程监视服务器222自动传送命令以响应在分析SCADA元件206采集的 数字数据时检测到的警报或事件。更具体地说，SCADA数据交换层304向视频远程客户端 230(图5中示出)发出命令，包括与该特定SCADA数据点416相关联的标识符。视频远程 客户端230随后经I/O通信层302将命令传送到视频主服务器212。
在一备选实施例中，用户经用户接口 224(图4中示出)输入命令以响应检测到数 字数据内的事件或警报，并且远程监视服务器222将命令传送到视频主服务器212。更具体 地说，用户接口 2M将命令传送到SCADA数据交换层304，该命令包括与该特定SCADA数据 点416相关联的标识符。SCADA数据交换层304将命令发出到视频远程客户端230，该客户 端随后将命令经I/O通信层302传送到视频主服务器212。
在另一备选实施例中，用户经用户接口 2 输入命令，并且远程监视服务器222将 命令传送到视频主服务器212。更具体地说，用户接口 2M将命令传送到SCADA数据交换层 304，该命令包括与该特定SCADA数据点416相关联的标识符。SCADA数据交换层304将命 令发出到视频远程客户端230，该客户端随后将命令经I/O通信层302传送到视频主服务器 212。
在示范实施例中，视频主服务器212识别(632)与从I/O通信层302收到的命令 中包括的标识符相关联的视频数据的部分。更具体地说，视频主服务器212识别例如匹配 获得了视频数据的识别部分的特定摄像机158所提供的时间戳的视频数据的部分。视频主 服务器212从存储器检索(634)视频数据的识别部分，并将视频数据的识别部分传送(636) 到远程监视服务器222。更具体地说，视频主服务器212将视频数据的识别部分传送到I/ 0通信层302，该层将视频数据的识别部分提供到视频远程客户端230，而该客户端又将视 频数据的识别部分提供到SCADA数据交换层304。随后，视频数据的识别部分和与该特定 SCADA数据点416相关联的数字数据一起经用户接口 2M向用户呈现(638)。
此书面说明使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的技术人 员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统并执行任何结合的方法。本发明可取 得专利权的范围由权利要求来定义，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此 类其它示例具有未不同于权利要求的字面语言的结构元件，或者如果它们包括具有与权利 要求的字面语言非实质不同的等效结构元件，则它们旨在在权利要求的范围内。
部件列表
权利要求
1.一种用于在监视具有多个风力涡轮(100)的风力场Q02)中使用的系统000)，所 述系统包括至少一个摄像机(158)，配置成捕捉与每个风力涡轮的操作状况有关的视频数据； 至少一个监控命令和数据采集(SCADA)元件006)，配置成捕捉与相关联风力涡轮的 操作状况有关的数字数据； 用户接口(224)；以及至少一个服务器012)，在通信上耦合到所述至少一个摄像机、所述至少一个SCADA元 件及所述用户接口，所述至少一个服务器配置成接收基于所述数字数据的对应部分的所述视频数据的特定 部分；以及经所述用户接口向用户呈现所述视频数据的所述特定部分。
2.如权利要求1所述的系统000)，其中所述至少一个摄像机(158)位于每个风力涡 轮(100)的机舱(106)内。
3.如权利要求1所述的系统000)，其中所述至少一个摄像机(158)位于所述机舱 (106)夕卜。
4.如权利要求1所述的系统000)，其中所述至少一个服务器包括SCADA服务器(210) 和视频服务器(21 ，所述SCADA服务器耦合到所述至少一个SCADA元件(206)，并且所述 视频服务器耦合到所述至少一个摄像机(158)。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述SCADA服务器(210)配置成接收和存储来自所 述至少一个SCADA元件Q06)的数字数据。
6.如权利要求4所述的系统000)，其中所述视频服务器(212)配置成接收、压缩和存 储来自所述至少一个摄像机(158)的视频数据。
7.如权利要求4所述的系统000)，其中所述至少一个服务器还包括在通信上耦合到 所述SCADA服务器(210)和所述视频服务器012)的远程监视服务器022)。
8.如权利要求7所述的系统000)，其中所述SCADA服务器QlO)配置成经第一网络 (232)将所述数字数据传送到所述远程监视服务器022)，并且所述视频服务器(21 配置 成经第二网络(234)将所述视频数据传送到所述远程监视服务器。
9.如权利要求8所述的系统000)，其中所述数字数据包括事件数据，以及其中所述视 频服务器(21 配置成自动确定与所述事件数据相关联的视频数据的部分；以及 将所述视频数据的所述部分传送到所述远程监视服务器(222)。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述数字数据包括事件数据，以及其中所述视频服 务器配置成接收来自所述远程监视服务器的用户命令，所述用户命令经所述用户接口(224)输入 所述远程监视服务器以响应所述事件数据；确定与所述事件数据相关联的视频数据的部分；以及 将所述视频数据的所述部分传送到所述远程监视服务器。
全文摘要
本发明名称为“用于监视风力涡轮操作的系统和方法”。提供一种用于在监视具有多个风力涡轮(100)的风力场(202)中使用的系统(200)。该系统包括配置成捕捉与每个风力涡轮的操作状况有关的视频数据的至少一个摄像机(158)、配置成捕捉与相关联风力涡轮的操作状况有关的数字数据的至少一个监视控制和数据采集(SCADA)元件(206)、用户接口(224)及在通信上耦合到所述至少一个摄像机、所述至少一个SCADA元件和所述用户接口的至少一个服务器(212)，所述至少一个服务器配置成接收基于数字数据的对应部分的视频数据的特定部分，并且经用户接口向用户呈现视频数据的该特定部分。
文档编号F03D7/04GK102032111SQ20101050644
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者X·曲 申请人:通用电气公司