专利名称：风力涡轮机配置系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力涡轮机配置系统、一种处理多个配置参数设置的方法、以及一种能够执行该方法的软件程序产品。
背景技术：
大量的风力涡轮机诸如风场中的风力涡轮机的远程监测是众所周知的，并且对于风场以及风场中风力涡轮机的控制而言是有利的。GB 240M92公开了一种用于发电厂的远程监测以及控制的系统。该系统从发电厂接收信息(例如环境测量值、发电信息、叶片桨距角以及类似信息)，以及处理接收到的数据，从而应用发电厂的性能模型并且基于性能模型产生控制指令。一般地，目的是改进风力涡轮机的运行，例如增加发电量和/或控制载荷以及由此增加风力涡轮机及其部件的使用寿命。
发明内容
发明人已经发现，到目前为止，与上述目的相关的未实现问题在于风力涡轮机的运行在某种程度上是基于错误的和/或无效的配置参数设置，这些设置会导致风力发电站的错误的和/或无效的运行控制。这会导致降低的发电量、无效的风力涡轮机控制、风力涡轮机部件的过载、以及甚至是风力涡轮机部件的故障。风力涡轮机中的配置参数以及它们的控制系统的数量在近年来已经增加，并且仍然在增加，达到每个风力涡轮机包括几千个参数。然而，由于大量不同风力涡轮机类型以及这些风力涡轮机的不同设施、由于通常安装大量的风力涡轮机、由于风力涡轮机控制系统的软件更新以及由于手动可调节的参数设置，使得配置参数会被不正确地设定。同样，先前的参数设置在当时被适当地设定，但是它随后表现出这些参数能够被调节以增加性能。如果配置参数被错误地或者无效地设定，则会导致风力涡轮机无效的或者错误的控制、错误的警报触发、错误的监测、无效的性能、风力涡轮机部件不必要的磨损和/或甚至是风力涡轮机部件的故障。本发明由此涉及一种风力涡轮机配置系统，所述配置系统被配置用于处理多个配置参数设置，每个设置被从多个同类风力涡轮机中的一个的控制系统收集；其中所述配置系统包括处理装置，所述处理装置被布置成分析所述多个配置参数设置，以确定配置参数的优选设置范围；所述配置系统还被配置成基于所述确定的优选设置范围而启动所述配置参数设置的优化行为。由此，能够有利地优化与优选范围不同的配置参数设置，并且由此通过自动地或者手动地调节配置数据、通过设定警报和/或类似操作而相应地行动。这会增加风力涡轮机的安全性、风力涡轮机的性能、风力涡轮机部件的寿命和/或等。随后给出配置参数设置的示例。
在本发明的一个方面，配置系统被配置用于处理多组配置参数。由此，可以实现数据通讯的有利限制，以及一个或多个配置参数的配置参数设置的处理能够容易地基于在某些情况下有利的其它配置参数的设置。此外，配置系统可有效地从风力涡轮机获得多组多个配置参数设置，因为这可以增加处理的速度。术语“多组配置参数”被理解为每组被从风力涡轮机控制系统收集的多组配置参数，并且多组配置参数包括多个配置参数设置，例如基本上风力涡轮机控制系统中的所有配置参数设置，它可包括多个预定的配置参数设置，它可以是与特定风力涡轮机部件相关的配置参数设置，或者类似的配置参数设置。该配置系统在其它实施例中可同样地在当时处理来自于每个风力涡轮机控制系统的一个配置参数设置，它可以处理来自于一个或多个风力涡轮机控制系统中每个的配置参数设置以及来自于一个或多个其它风力涡轮机控制系统的多组配置参数设置，或者类似的配置参数设置。在本发明的一个方面，风力涡轮机配置系统被配置成借助于一个或多个数据通讯网络从风力涡轮机控制系统收集所述配置参数设置。这便于配置参数设置的分析基于最新的配置参数设置，例如多组配置参数设置。 例如，风力涡轮机配置系统可以以预定时间间隔收集配置参数设置，配置系统可基于更早的数据处理例如从已被确定为同类的风力涡轮机的风力涡轮机控制系统来收集配置参数设置，它可以一经使用者要求即收集数据等。另一个示例可以是配置系统检测较早收集的或者供给的配置参数设置的大的变化，并且由此启动各个配置参数设置的新的集合，从而核对较早收集的/供给的设置。应理解的是，风力涡轮机配置系统可收集多组配置参数设置，每组包括来自于特定风力涡轮机的多个配置参数设置，它可收集例如由使用者确定的、由风力涡轮机配置系统确定的、由其它系统确定的、或者类似确定的一个(或多个)配置参数设置。在本发明的一个方面，优化行为包括基于所述确定的优选设置范围调节所述风力涡轮机控制系统的一个或多个中的配置参数设置。由此，可以实现的是，风力涡轮机控制系统中的配置参数设置可被调节从而符合确定的优选设置范围。在本发明的其它方面，优化行为可包括配置系统能够启动警报，表示配置参数设置应当/可以被调节，或配置参数已经通过配置系统被自动地调节等。此外，在本发明的优选方面，风力涡轮机配置系统被配置用于从更大的风力涡轮机集合中确定所述同类风力涡轮机。由此，可以获得最新的同类风力涡轮机集合。同样地，同类风力涡轮机的集合可以发生改变，例如如果配置参数设置的处理的目标是确定出远离中心值的话，那么风力涡轮机的一个集合可以是同类的；然而如果目标是提高性能的话，那么风力涡轮机的另一部分可以是同类的。由此，如果配置系统便于同类风力涡轮机的确定(例如基于配置参数的处理目标)，那么是有利的。然而，在本发明的其它方面，使用者可选择出一组同类风力涡轮机，同类风力涡轮机的集合可以通过其它系统或类似系统而被确定。在本发明的一个方面，所述同类风力涡轮机的确定被配置成至少部分地基于风力涡轮机设施数据而进行。由此，可以完成具有同类风力涡轮机部件、额定功率或者类似的同类风力涡轮机的精确且有利的确定。在本发明的一个方面，同类风力涡轮机的所述确定被配置成至少部分地基于与风力涡轮机相关的环境数据而进行。由此，可以选择位于相同/同类环境条件下的同类风力涡轮机。在本发明的优选方面，所述配置参数设置的处理被配置成借助于确定的优选设置范围而确定被分析的配置参数设置的远离中心的配置参数设置；以及所述优化行为包括所述确定的远离中心的配置参数设置的校正。由此，可以识别以及校正远离中心的错误设定的配置参数，从而增加风力涡轮机的安全性和/或效率。在本发明的另一个优选方面，处理装置被进一步布置成分析收集的风力涡轮机性能数据以及所述配置参数设置，以确定所述配置参数的一个或多个的所述优选设置范围， 以便风力涡轮机性能提高。由此，能够确定出配置参数，其可以通过适当的调节来提高风力涡轮机的性能，以及启动校正行为，例如相应地调节配置参数、通知配置系统的使用者性能可以通过适当调节而被提高、或者类似的。在本发明的一个方面，以便风力涡轮机性能提高的所述配置参数的一个或多个的所述设置是被确定以提高风力涡轮机的有功功率的配置设置。有利地确定出和/或调节配置参数，其可以提高风力涡轮机的有功功率产出，从而产出更可持续的功率。在本发明的一个方面，以便风力涡轮机性能提高的所述配置参数的一个或多个的所述设置是被确定以延长一个或多个风力涡轮机部件寿命的配置设置。获得风力涡轮机部件的延长寿命是节省成本以及有利于环境的。在本发明的一个方面，配置系统与数据采集与监控系统(SCADA)系统集成。由此，可以实现的是，风力涡轮机配置系统容易在已有风场中实施。优选地，配置系统与全球SCADA系统(例如中央SCADA系统)集成，如适用于从多组风力涡轮机(例如风力发电厂)中的各个SCADA系统中收集数据。在本发明的一个方面，配置参数设置的所述优化行为仅仅在所述配置参数设置偏离所述确定的优选范围预定量时进行。由此，不必要的警报、以及配置参数不必要的和/或不重要的调节可以避免。例如，预定量可以是在预定百分比之上的偏离，它可以是阈值之上或者之下的偏离，或者类似的。同样地，可以实施滞后作用来避免不必要的调节、警报触发或者类似的。在本发明的一个方面，所述配置参数被分配从至少两个不同等级级别中选择出的等级级别；以及所述配置系统被配置成基于分配给所述配置参数的等级级别从至少两种不同的优化行为中选择配置参数设置的优化行为的类型。由此可以实现的是，没有使用者的事先同意，影响风力涡轮机安全性的配置参数的调节不被执行；然而不会影响风力涡轮机安全性的其它配置参数可在没有使用者同意的情况下被调节，由此增加了配置系统的安全性和效率。在本发明的一个方面，所述配置参数设置的优化行为被配置成通过直接在风力涡轮机控制系统中调节配置参数设置而自动地完成。
由此，可以获得配置参数设置的快速及有效调节。在本发明的其它方面，配置系统被配置用于升级例如与SCADA系统相关的数据库。数据库(或者SCADA系统)可随后升级风力涡轮机控制系统中的配置参数。本发明同样还涉及一种处理多个配置参数设置的方法，每个设置从多个同类风力涡轮机中的一个的控制系统收集，所述方法包括分析所述多个配置参数设置，以确定配置参数的优选设置范围；以及基于确定的优选设置范围启动配置参数设置的优化行为。由此，能够有利地优化与优选范围不同的配置参数设置，并且由此通过自动地或者手动地调节配置数据、通过设定警报和/或类似操作而相应地行动。这会增加风力涡轮机的安全性、风力涡轮机的性能、风力涡轮机部件的寿命和/或等。在本发明的一个方面，所述方法进一步包括从风力涡轮机控制系统收集所述多个配置参数设置的步骤。这便于配置参数设置的分析是基于最新的配置参数设置。设置收集的示例已经在本文中前面给出。在根据发明方法的一个方面，所述优化行为包括基于确定的优选设置范围调节所述风力涡轮机控制系统的一个或多个中的配置参数设置。由此，可以实现的是，风力涡轮机控制系统中的配置参数设置可被调节从而与确定的优选设置范围相符合。在本发明的一个方面，所述方法进一步包括从更大的风力涡轮机集合中确定出同类风力涡轮机的步骤。由此获得了同类风力涡轮机的最新集合。同样地，同类风力涡轮机的集合可以改变。在根据发明方法的一个方面中，同类风力涡轮机的确定至少部分地基于风力涡轮机设施数据和/或与风力涡轮机相关的环境数据。由此，可以完成具有同类风力涡轮机部件、额定功率或者类似的同类风力涡轮机的精确且有利的确定，和/或它能够选择位于相同的/同类的环境条件下的同类风力涡轮机。在本发明的优选方面，所述方法进一步包括还包括借助于确定的优选设置范围而确定被分析的配置参数设置中的远离中心的配置参数设置的步骤；以及所述优化行为包括所述确定的远离中心的配置参数设置的校正。由此，能够确定以及校正远离中心的、错误设定的配置参数设置，这可以增加风力涡轮机的安全性和/或效率。在根据发明方法的优选方面，所述配置系统分析收集的风力涡轮机性能数据以及所述配置参数设置，以确定所述配置参数的一个或多个的所述优选设置范围，以便风力涡轮机性能提高。由此，能够确定出配置参数，其可以通过适当的调节来提高风力涡轮机的性能，以及相应地调节配置参数。在根据发明方法的一个方面，以便风力涡轮机性能提高的所述配置参数的一个或多个的所述设置是被确定以提高风力涡轮机的有功功率和/或延长一个或多个风力涡轮机部件寿命的配置设置。获得风力涡轮机部件延长寿命是节省成本以及有利于环境的，并且有利地提高风力涡轮机的有功功率，产出更可持续的功率。在根据发明方法的一个方面，所述配置参数被分配从至少两个不同等级级别中选择出的等级级别；以及所述方法包括基于分配给所述配置参数的等级级别从至少两种不同的优化行为中选择配置参数设置的优化行为的类型的步骤。由此可以实现的是，没有使用者的事先同意，影响风力涡轮机安全性的配置参数的调节不被执行；然而不会影响风力涡轮机安全性的其它配置参数可在没有使用者同意的情况下被调节，由此增加了配置系统的安全性和效率。在根据发明方法的一个方面，所述配置参数设置的优化行为通过直接在风力涡轮机控制系统中调节配置参数设置而自动地执行。由此，可以获得配置参数设置的快速及有效调节。本发明同样涉及一种软件程序产品，当其在计算机上运行时能够完成根据权利要求16-25中一个或多个的方法。软件程序产品是实施该方法的有效方式。应理解的是，软件程序产品可被存储在数据携带装置中(例如CD、DVD、笔型U盘)、手持式装置或类似产品上的存储卡中，它可被存储在RAM存储器中，它可被存储在服务器或PC的存储装置中，或者以其它适当方式存储。
下面参考附图描述本发明，其中图1显示了本领域已知的大型现代化风力涡轮机；图2显示了通过数据通讯网络连接到多个风力涡轮机的风力涡轮机配置系统；图加显示了本发明的实施例，其便于进行两种处理行为，以确定出优选的设置范围；图3显示了本发明的一个实施例，以校正偏离的配置参数；图4显示了本发明的另一个实施例，以校正远离中心的配置参数；图5显示了本发明的实施例，以检测性能提高设定点参数；图6显示了存储在表中的多组配置参数设置；图7显示了配置参数被分配的等级级别；图8显示了检测/确定远离中心的配置参数设置的实施例；以及图9显示了检测/确定随着时间从同一风力涡轮机收集的远离中心的配置参数设置的实施例。
具体实施例方式图1显示了本领域已知的大型现代化风力涡轮机1，包括塔架2和设置在塔架2顶部上的风力涡轮机机舱3。在这个实施例中，风力涡轮机转子4包括安装在共用轮毂6上的三个风力涡轮机叶片5，轮毂6通过从机舱3前方伸出的低速轴连接到机舱3。在另一个实施例中，风力涡轮机转子4可包括其它数目的的叶片5，例如一个、两个、四个、五个或更多。图2显示了根据发明的风力涡轮机配置系统WTCS。风力涡轮机配置系统WTCS接下来也被称为配置系统WTCS。配置系统WTCS包括数据处理装置11和存储装置12，存储装置在某些情况下是可选的。存储装置12可被用于至少暂时地存储收集到的配置参数设置CPS和/或由配置系统WTCS在数据处理期间所产生的其它数据，例如存储同类风力涡轮机的选集(后面进行解释)以便随后的处理、存储经处理的配置参数的确定优选设置范围、存储基于所述确定的优选设置范围而执行的配置参数设置的优化行为等。配置系统WTCS被配置用于处理从风力涡轮机控制系统收集的配置参数设置CPS， 以及分析配置参数设置CPS，从而出确定配置参数的优选设置范围。应理解的是，一组配置参数设置CPS包括多个不同配置参数CP的设置。配置参数设置CPS由其产生的风力涡轮机1可以是大组风力涡轮机1 (例如风场7a或者风场7a中风力涡轮机1的集合)，它可以是风力涡轮机1的小组7b，或者它可以是不位于组7c中的风力涡轮机1。风力涡轮机1可被设置在变化的环境条件下的多个不同位置，并且它可以是不同类型以及具有不同风力涡轮机设施的风力涡轮机1。它还可以是位于不同国家、不同国家的不同位置的风力涡轮机 1，它可以是离岸风力涡轮机等。术语“配置参数设置”被理解为与配置参数有关的设置。这种配置参数类型的示例可以是部件温度的阈值数值、齿轮油温度的阈值极限、环境温度极限、部件负载(例如叶片负载、轴负载、发电机负载等)的阈值数值、叶片桨距的参数、风速阈值、发电量阈值(例如有功功率P、无功功率Q或者表观功率S)、时间极限阈值(例如警报的时间极限)、输出功率的命令、电压和/或电流质量、液压压力的最大/最小极限、滞后设置、和/或确保与电网准则相符合的相关配置参数。然而应理解的是，任意其它适合的配置参数可通过配置系统 WTCS而被处理和优化。同样地，术语“风力涡轮机设施参数”被理解为与风力涡轮机的特定设施相关的数据，例如与具有特定的部件类型的特定风力涡轮机类型相关的数据，如特定的叶片类型、特定的塔架高度、特定的发电机类型，它可以是与部件寿命、保养信息、额定最大功率(例如 2MW风力涡轮机、3MW风力涡轮机或者类似的)、风力涡轮机拥有者信息、维护协议、国家特定数据(例如电网准则)等。作为示例，设置在特定环境中特定国家的特定2丽风力涡轮机类型包括根据环境条件和/或风力涡轮机所安装的国家而选择出的部件类型。此外，术语“环境条件”被理解为风力涡轮机安装的条件，例如风力条件、空气湿度、风湍流条件、空气温度数据、大气压力、位置数据(例如GPS数据)等。环境数据可以是测量的数据(例如在风力涡轮机和/或在气象台大致连续测量的)，它可以是存储数据(例如该位置的风图数据、经验气象数据)或类似数据。如图2中所示，配置系统WTCS可直接地通过一个或者多个有线或者无线数据通讯网络9 (例如GSM网络、光纤网络、局域网络或类似网络)从风力涡轮机1的风力涡轮机控制系统8收集配置参数设置CPS。然而，应理解的是，配置系统WTCS还可以(或者替代地) 例如通过通讯网络9从数据库、SCADA系统或者包括与相关风力涡轮机1的配置参数设置 CPS相关的信息的任意其它系统收集(或者被供应)配置参数设置CPS。同样地，配置参数设置还可以(或者代替地)通过其它系统和/或数据库而可由配置系统WTCS获得。同样地，配置系统在本发明实施例中可以与一个或多个SCADA系统集成。同样应理解的是，环境数据、风力涡轮机设施数据、性能数据以及类似数据可通过配置系统WTCS而被收集，和/或可由配置系统获得，如上所述。术语“性能数据”被理解为与风力涡轮机性能相关的数据，例如功率输出(例如有功功率、表观功率和/或无功功率)，它可以是来自于传感器或者从风力涡轮机中传感器得出的测量值，如部件温度、液压流体温度、振动/振荡数据(如传动系统振动、塔架振动、叶片振动(如沿层方向和/或拍打方向))、负载数据、液压压力数据、油料尘埃数据、转速数据、风力利用率、或者类似数据。应当理解的是，本文中没有提到的任意其它配置参数、性能数据、风力涡轮机设施数据、以及与环境条件有关的数据对于本发明同样是密切相关的，并且上面给出的示例是非排他性示例。由于某些情况下同样的配置参数可以在不同风力涡轮机中以不同方式限定或者体现，因此本发明实施例中的配置系统便于数据的标准化，从而确保数据被正确地解释和处理。配置系统WTCS被配置成基于确定的优选设置范围而启动配置参数设置的优化行为。优化行为可包括配置参数的调节、警报触发、有关配置参数应当被调节或者已经被调节的信息的产生，或者类似行为。优化行为可被执行从而确定出远离中心的配置参数设置 CPS，或者它可被执行从而改进风力涡轮机的性能，这些方案的示例下面进一步详细说明。图加显示了风力涡轮机配置系统WTCS，其便于进行两种处理行为，从而确定出优选的设置范围以及具有不同目标的适当优化行为，分别地是改进性能的处理PEP以及校正远离中心/偏离的配置参数设置的处理PC0CPS。应理解的是，风力涡轮机配置系统WTCS可便于进行处理PEP和PCOCPS中的一种， 或者所述的两种处理。如图加中所示，校正远离中心配置参数设置的处理PCOCPS可以例如通过确定出参数设置的正态分布或者通过随后描述的其它方法处理来自于同类风力涡轮机的配置参数设置，而基本上没有环境数据、性能数据、风力涡轮机设施数据以及类似数据的处理。同样地，如图加中所示，改进风力涡轮机性能的处理PEP优选地使用配置参数设置和其它数据，优选地为风力涡轮机性能数据，但是它还可包括环境数据以及风力涡轮机设施数据，从而确定出以便风力涡轮机性能提高的配置参数CP，以及用于这些配置参数设置的适当设置。风力涡轮机配置系统WTCS基于这些处理中的一种或者全部以及确定的优选范围来启动优化行为，并且可以直接地在同类风力涡轮机的相关风力涡轮机控制系统8中相应地调节配置参数设置，它可将设置发送到数据库、使用者等，使用者可以照看风力涡轮机控制系统中相关配置参数设置的调节等。配置系统WTCS在本发明的优选实施例(其没有在图加中显示)中可便于从风力涡轮机1的更大集合中确定同类风力涡轮机1，同类风力涡轮机的确定示例随后给出。图3显示了本发明的实施例，其中配置系统WTCS可校正远离中心的配置参数设置。配置系统WTCS通常优选地配置用于确定出同类风力涡轮机(S301)，从而确保配置参数设置CPS的优选设置范围的确定是基于同类数据完成的。这种同类风力涡轮机的确定可以通过处理例如从风力涡轮机收集的风力涡轮机设施数据、一个或多个数据库等、和/或从风力涡轮机的位置(如风力涡轮机)、气象站等收集的环境数据。作为示例，当检测远离中心的设定点参数时，2MW风力涡轮机没有必要是类似的，因为这些风力涡轮机可包括不同的部件类型，并且可被安装在可能导致不同的优选设置范围的不同环境中。另一个示例是风力涡轮机被配置用于符合可能影响配置设置的电网准则。由此，通过保证被处理的配置参数设置来自于同类风力涡轮机，使得配置参数设置的优化行为更加精确和安全。在本发明的实施例中，同类风力涡轮机的确定至少部分地基于风力涡轮机参数的处理。作为示例，包括配置参数CP (该参数在其它风力涡轮机1的控制系统8中没有存在) 的风力涡轮机控制系统8可表示出风力涡轮机1至少在某些条件下是不类似的。同样应理解的是，本发明实施例中同类风力涡轮机的确定还可以(或者替换地) 至少部分地通过其它方式完成，或者可以通过配置系统WTCS而已经较早地完成，由此没有必要进行同类风力涡轮机的新的确定。在本发明的实施例中，同类风力涡轮机的确定至少部分地基于预先确定的标准， 例如一种或多种预定范围。这种预定标准的示例可用于基于环境数据(例如通过限定海拔高度基本上为零，这由GPS数据确定)来选择离岸风力涡轮机，例如位于特定风力环境中， 如高风力位置(例如通过测量的风力数据所确定)，或者位于经历预定温度范围内温度的地点(例如通过测量的环境温度数据所确定)。同样地，同类风力涡轮机的选择可以基于预定的风力涡轮机设施数据例如额定功率(例如如果它是2MW或者3MW风力涡轮机)、塔架类型、发电机类型等等而被确定。由此，使用者可限定某些预定标准，从而强加将由配置系统处理的风力涡轮机的某些限制，并且由此基于预定标准而确定同类风力涡轮机。进一步可理解的是，本发明实施例中的使用者可选择一组同类风力涡轮机，即风力涡轮机配置系统WTCS不确定同类风力涡轮机1，但是被提供有风力涡轮机的选择对象， 该选择对象随后被配置系统WTCS处理从而确定出配置参数的优选设置范围，并且启动配置参数设置的优化行为。作为示例，使用者可在特定风场7a中选择风力涡轮机，其由此可形成被配置系统处理的风力涡轮机选择对象从而确定出同类风力涡轮机，或者选择对象可以是同类风力涡轮机的最终选择对象。在图3中，当风力涡轮机配置系统WTCS已经在步骤S301中确定出同类风力涡轮机时，配置参数设置在步骤302中被处理从而确定出一个或多个配置参数的一个或多个优选设置范围。优选范围可以被配置系统确定为一个或多个特定优选设置，或者它可被确定为例如确定间隔内的一个或多个设置范围。应理解的是，可对一组配置参数中的基本上每个配置参数CP和/或一组配置参数中的选定配置参数CP进行优选范围的确定。作为示例，一个或多个配置参数的优选设置范围可通过计算配置参数的配置参数设置的正态分布、以及限定配置参数设置的一个或多个极限而被确定。在极限内的参数设置被理解为落入优选范围内，以及在极限外的参数设置被理解为应当被校正的远离中心的参数设置。在本发明的实施例中，配置系统仅仅在参数设置偏离确定的优选范围预定量才启动远离中心的参数设置的校对，例如与确定的优选范围超过预定百分比如5-10%。当配置系统WTCS已经确定出一个或多个优选范围时，它此后能够确定出与确定优选范围偏离的配置参数设置，这在步骤S303中执行。如果配置系统WTCS检测/确定出与配置参数设置的一个或多个优选范围偏离的偏离配置参数设置CPS(例如如果远离中心的参数设置被检测到和/或通过调节可改进风力涡轮机性能的的参数设置)，那么WTCS在步骤S304中启动优化行为，例如校正偏离的配置参数设置，从而使得配置参数设置符合配置参数设置的确定优选范围。由此，远离中心的配置参数设置(例如由于操作者的手动调节、 由于软件更新或者软件错误而被错误设定的错误的设定配置参数)通常地可被检测、操作以及校正，从而确保风力涡轮机更加安全和高效的控制。同样地，通过适当地调节性能提高配置参数，则性能可被改进。如果配置系统WTCS没有检测出需要被调节的远离中心的配置参数设置CPS，那么它会被配置成处理一组配置参数中的新的配置参数CP，如上所述。图4显示了一个示例，其处理特定配置参数从而检测出远离中心的参数设置。在这个示例中，配置系统WTCS在步骤S401中从一组配置参数中选择出配置参数CP。在这个示例中，可允许最小齿轮油温度的阈值设置(GearOilLowTempLim)被选择作为示例。然而， 应理解的是，任何其它配置参数可被选择，以及这个示例没有以任何方式对确定同类风力涡轮机/配置参数的处理、检测远离中心的配置参数的处理以及类似的处理进行限制。配置系统WTCS在选择配置参数之后启动了确定以及选择同类风力涡轮机/同类配置参数CP的处理。在步骤S402中，配置系统WTCS确定出与最小齿轮油温度的阈值配置设置有关的其它配置参数。随后，配置系统在步骤S403中确定出与设置从其收集的齿轮类型相关的风力涡轮机设施数据，从而证实配置参数没有来自于使配置参数比较出现错误的特性的齿轮箱。随后配置系统WTCS在步骤S404中处理齿轮油类型，从而确定是否不同油类型被用在不同齿轮中，原因是油的类型可根据温度而具有不同特性。风力涡轮机配置系统WTCS随后在步骤S405中基于上面所述来处理风力涡轮机参数设置，以及确定出配置参数类型的优选范围。基于确定的优选范围，配置系统WTCS可在步骤406中确定出远离中心的参数设置，以及能够由此启动校正行为，从而在步骤S407中校正远离中心的参数设置。图5显示了配置系统WTCS的另一个实施例，其中配置系统WTCS便于进行风力涡轮机性能的提高。性能提高可被执行，从而以多种方式改进性能，例如增大现有风力涡轮机的功率输出、降低必要的维护、降低风轮部件的磨损以及类似的。在步骤S501和S502中，配置系统WTCS处理风力涡轮机设施数据，和/或环境数据来确定出同类风力涡轮机和/或配置参数。这可以通过确定以及对比环境数据(例如温度、海拔高度、风图、大气压力、一个时间段内从某地点收集的风力数据等)来完成。配置系统WTCS还可以(或替换地)基于它们的风力涡轮机设施数据(例如额定功率、塔架高度、 发电机类型、齿轮类型、部件寿命等)对风力涡轮机进行分类。同类风力涡轮机的确定最终以同类风力涡轮机的集合(如果同类风力涡轮机被发现的话)告终，其可被用于确定出具有更高性能的风力涡轮机。当同类风力涡轮机的集合被确定时，配置系统WTCS在步骤S503中确定出同类风力涡轮机集合中具有更高性能的风力涡轮机，例如通过比较经历显著较低数量维修行为/ 巡查的风力涡轮机、振动数据远远好于期望振动数据的风力涡轮机(例如当对比风力涡轮机部件寿命时)、相比其它同类风力涡轮机具有更大有功功率输出的风力涡轮机或者类似的风力涡轮机。配置系统WTCS还可处理保存的数据，例如风力数据、湍流数据、发电量、利用率以及类似数据，从而确定出某种环境条件下的较高性能。例如，当某种环境条件存在以及某种配置参数以特定方式设置时，在一个位置的风力涡轮机可被确定出具有提高的利用率。由此，通过确定出特定的环境条件和参数设置，已经经历过或者可能经历同样环境条件的其它风力涡轮机则适于在这些环境条件下同样具有提高的利用率。返回到图5，如果具有改进/较高性能的风力涡轮机被确定出，那么配置系统WTCS 在步骤S504中启动处理，从而确定出对一个或多个所述配置参数CP的设置，以便风力涡轮机性能的提高。这些配置参数在接下来也被称为性能提高配置参数设置。随后，配置系统 WTCS在步骤S505中比较那些与性能提高配置参数设置的设置相偏离的配置参数设置CPS。 如果配置系统WTCS确定出具有与确定的性能提高配置参数设置PECPS相偏离的配置设定的风力涡轮机的性能较低，那么配置系统WTCS在步骤S506中启动优化行为，例如调节偏离的配置参数设置CPS。应理解的是，优化行为可包括对使用者的通知、配置参数的调节、和/ 或调节结果的监测，从而确定出调节改进了性能或者使性能更差等。同样地，通常应理解的是，优化行为可包括配置参数的逐渐调节(特别是如果被执行的调节是相当大时)，从而便于更安全以及可靠的优化。进一步，通常应理解的是，由风力涡轮机配置系统WTCS所执行的操作的顺序(例如如图3、4和/或5中所示)能够以许多方式改变，例如通过处理环境数据和/或安装数据而对同类风力涡轮机的确定可以以不同顺序完成，具有改进性能的风力涡轮机在某些情况下可在确定同类风力涡轮机之前而被确定出来等。在本发明的实施例中，配置系统被配置用于完成一个或多个处理，从而复核配置参数设置是远离中心值、或配置参数设置可改进性能等。这可以增加配置系统WTCS的安全性。同样地，通常应理解的是，确定出偏离的/远离中心的配置参数设置CPS、性能提高配置参数设置CPS、或适当的优化行为等的任意适当方法，例如计算平均值、正态分布、 RMS(均方根)值、对数据的统计分析以及对于技术人员公知的方法，都可被风力涡轮机配置系统WTCS所利用。图6显示了存储在配置参数表13中(例如在配置系统WTCS的存储装置12中)的多组配置参数CP的一部分的示例。在示例中，配置参数CPl-CPm是从同类风力涡轮机WT， 1的集合中收集的多组配置参数的配置参数。配置参数CPl可以与特定风力涡轮机部件的最大可接受温度值相关，以及配置参数CP2可以与最小可接受温度值相关。同样地，配置参数CP3和CP4可以与规定阈值(例如在冷却或加热系统的冷却或加热过程中作为目标的温度值)相关，配置参数CP5可以与风力涡轮机部件上的最大允许负载，例如发电机、齿轮箱等上的最大允许负载相关，配置参数CP6可以与每个风力涡轮机WTl-WTn目标发电量相关， 配置参数CP7可以是风力涡轮机的额定功率，以及设定点参数(Pm可以是风力涡轮机关闭以避免损坏之前的最大允许风速。在图6的情况下，风力涡轮机WT6的配置参数CPm以及来自于风力涡轮机WT3的配置参数CP4可被确定为不同于配置参数设置中的其它配置参数的远离中心值，并且可由此导致远离中心的配置参数设置的校正。图7显示了本发明的实施例，其中一组配置参数的配置参数被分配(例如通过配置系统WTCS和/或通过其它装置)不同的等级级别。本发明这个实施例中的配置系统WTCS被配置成基于分配给配置参数的等级级别而在至少两个不同的优化行为中选择出配置参数设置的优化行为类型。例如，分配到第一等级级别Levi的关键设定点参数类型可导致优化行为，该行为包括警报的触发从而通知操作者关键参数类型的设置偏离或者离开优选设置范围并且应当被复核以及尽可能地快速地处理。第二等级级别Lev2可导致优化行为，该行为包括警报的触发以及同时允许配置参数类型例如通过配置系统WTCS自动地调节。第三等级级别 Lev3可导致优化行为，该行为包括设定点参数类型的调节而不触发警报。第四等级级别 Lev4的示例可以是触发较低规定标记的级别，仅仅是为了通知重要性较低的设定点参数偏离了优选设置范围并且已被调节。应理解的是，同样可使用其它相关的等级级别。图8显示了检测/确定远离中心的配置参数设置CPS的实施例。来自于每个同类风力涡轮机的配置参数CPx的设置在这个实施例中被评估，以检测特定阈值THR之上或之下的远离中心/偏离。阈值THR可以是预定数值，例如风力涡轮机部件的额定最大温度，它可在多个配置参数的对比/评估等基础上被确定出来，导致确定的优选设置范围等。在图8 的示例中，从风力涡轮机WT2收集的配置参数CPS的设置偏离了从同类风力涡轮机集合中其余风力涡轮机收集的参数设置，导致校正行为的触发，以校正风力涡轮机WT2的偏离/远离中心的设定点。图9显示了检测/确定远离中心配置参数设置CPS的另一个实施例。在这个实施例中，来自于风力涡轮机WTy的控制系统8的相同配置参数的每个集合都随着时间例如通过存储装置12而被存储下来。来自于同一风力涡轮机WTy随着时间的配置参数设置CPS 的多个集合被比较，从而检测出偏离。如图9中所示，对于在t = t5时的配置参数CP&c的参数设置CPS剧烈地改变。这个改变导致了检测到与来自于同一风力涡轮机WTy的相同配置参数CPx的较早收集参数设置点相比的偏离，由此触发了校正行为。本发明如上已经参考配置参数的特定示例、确定优选范围的方式的示例、确定同类风力涡轮机及配置参数的方式的示例、优化行为的示例以及类似示例而进行阐明。然而， 应理解的是，本发明没有受限于上面描述的特定示例而是可以在权利要求限定的发明范围内进行大量的设计和改变。附图标记列表
1.WT.风力涡轮机
2.塔架
3.机舱
4.转子
5.叶片
6.轮毂
7a.风场
7b.较小组风力涡轮机
7c.没有位于组中的风力涡轮机
8.风力涡轮机控制系统
9.数据通讯网络
10.评估系统
11.数据处理装置
12.存储装置
13.配置参数表
THR.阈值
WTl-WTn风场7中的风力涡轮机1
Levl-Lev4.等级级别
WTCS风力涡轮机配置系统
CP配置参数
CPS配置参数设置
PEP改进性能的处理
PCOCPS校正远离中心的配置参数设置的处理
权利要求
1.一种风力涡轮机配置系统，所述配置系统被配置用于处理多个配置参数设置，每个设置被从多个同类风力涡轮机中的一个的控制系统收集；其中所述配置系统包括处理装置，所述处理装置被布置成分析所述多个配置参数设置，以确定配置参数的优选设置范围；所述配置系统还被配置成基于所述确定的优选设置范围而启动所述配置参数设置的优化行为。
2.如权利要求1所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置系统被配置用于处理多组配置参数。
3.如权利要求1或2所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述风力涡轮机配置系统被配置成借助于一个或多个数据通讯网络从所述风力涡轮机控制系统收集所述配置参数设置。
4.如权利要求1、2或3所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述优化行为包括基于所述确定的优选设置范围调节所述风力涡轮机控制系统的一个或多个中的配置参数设置。
5.如前述权利要求任一所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置系统被配置成从风力涡轮机的较大集合中确定所述同类风力涡轮机。
6.如权利要求5所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述同类风力涡轮机的确定被配置成至少部分地基于风力涡轮机设施数据而进行。
7.如权利要求5或6所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述同类风力涡轮机的确定被配置成至少部分地基于与所述风力涡轮机相关的环境数据而进行。
8.如前述权利要求任一所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置参数设置的处理被配置成借助于确定的优选设置范围而确定被分析的配置参数设置的远离中心的配置参数设置；以及所述优化行为包括所述确定的远离中心的配置参数设置的校正。
9.如前述权利要求任一所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置系统处理装置被进一步布置成分析收集的风力涡轮机性能数据以及所述配置参数设置，以确 定所述配置参数的一个或多个的所述优选设置范围，以便风力涡轮机性能提高。
10.如权利要求9所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，以便风力涡轮机性能提高的所述配置参数的一个或多个的所述设置是被确定以提高风力涡轮机的有功功率的配置设置。
11.如权利要求9或10所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，以便风力涡轮机性能提高的所述配置参数的一个或多个的所述设置是被确定以延长一个或多个风力涡轮机部件寿命的配置设置。
12.如前述权利要求任一所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置系统与监视控制和数据采集系统(SCADA)集成。
13.如前述权利要求任一所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置参数设置的优化行为仅仅在所述配置参数设置偏离所述确定的优选范围预定量时进行。
14.如前述权利要求任一所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置参数被分配从至少两个不同等级级别中选择出的等级级别；以及所述配置系统被配置成基于分配给所述配置参数的等级级别从至少两种不同的优化行为中选择配置参数设置的优化行为的类型。
15.如前述权利要求任一所述的风力涡轮机配置系统，其特征在于，所述配置参数设置的优化行为被配置成通过直接在所述风力涡轮机控制系统中调节配置参数设置而自动地进行。
16.一种处理多个配置参数设置的方法，每个设置从多个同类风力涡轮机中的一个的控制系统收集，所述方法包括分析所述多个配置参数设置，以确定配置参数的优选设置范围；以及基于确定的优选设置范围启动配置参数设置的优化行为。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括从所述风力涡轮机控制系统收集所述多个配置参数设置的步骤。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述优化行为包括基于确定的优选设置范围调节所述风力涡轮机控制系统的一个或多个中的配置参数设置。
19.如权利要求16、17或18所述的方法，其特征在于，还包括从风力涡轮机的更大集合中确定同类风力涡轮机的步骤。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述确定同类风力涡轮机至少部分地基于风力涡轮机设施数据和/或与所述风力涡轮机相关的环境数据。
21.如权利要求16-20任一所述的方法，其特征在于，还包括借助于确定的优选设置范围而确定被分析的配置参数设置中的远离中心的配置参数设置的步骤；以及所述优化行为包括所述确定的远离中心的配置参数设置的校正。
22.如权利要求16-21任一所述的方法，其特征在于，所述配置系统分析收集的风力涡轮机性能数据以及所述配置参数设置，以确定所述配置参数的一个或多个的所述优选设置范围，以便风力涡轮机性能提高。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，以便风力涡轮机性能提高的所述配置参数的一个或多个的所述设置是被确定以提高风力涡轮机的有功功率和/或延长一个或多个风力涡轮机部件寿命的配置设置。
24.如权利要求16-23所述的方法，其特征在于，所述配置参数被分配从至少两个不同等级级别中选择出的等级级别；以及所述方法包括基于分配给所述配置参数的等级级别从至少两种不同的优化行为中选择配置参数设置的优化行为的类型的步骤。
25.如权利要求16-M所述的方法，其特征在于，所述配置参数设置的优化行为通过直接在所述风力涡轮机控制系统中调节配置参数设置而自动地进行。
26.一种软件程序产品，当所述产品在计算机上运行时能够完成如权利要求16-25中一个或多个所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种风力涡轮机配置系统，所述配置系统被配置用于处理多个配置参数设置，每个设置被从多个同类风力涡轮机中的一个的控制系统收集；其中所述配置系统包括处理装置，所述处理装置被布置成分析所述多个配置参数设置，以确定配置参数的优选设置范围；所述配置系统还被配置成基于所述确定的优选设置范围而启动所述配置参数设置的优化行为。本发明还涉及一种处理多个配置参数设置的方法，以及一种能够完成该方法的软件程序产品。
文档编号F03D7/00GK102395784SQ201080017137
公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年4月22日
发明者F·奥梅尔, M·何 申请人:维斯塔斯风力系统集团公司