专利名称：用于风力涡轮机场的动态规则引擎的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明的实施例针对一种方法、系统以及计算机程序产品，用于监测和控制风力涡轮机(Wind turbine)或多个风力涡轮机的操作的方法。并且具体地针对用于使用与规则引擎接口的图形用户接口(⑶I)为选择的风电场参数组动态配置至少一部分SCADA数据的方法、系统或计算机程序产品。
背景技术：
近年来，对将风作为能源的依赖性有所增长。随着对将风作为能源的依赖性的继续增长，增加风力润轮机和风力润轮机场(wind turbine farm)的效率在重要性上增加。一般来说，风力涡轮机将风能转换成转动能，并且更具体地，将风的动能转换成机·械能。机械能用来产生电力。风力涡轮机可以包含具有多个叶片的转子，这些叶片响应于由风提供的力而转动。转动多个叶片时，传动轴转动，其又驱动发电机来生成电力。风电场是在一个位置互连的风力涡轮机组。风电场的位置可以包含两个风力涡轮机到数百个风力涡轮机。风电场的位置可以覆盖数百平方码(平方米)的小区域到数百平方英里(平方千米)的延伸区域。风电场的位置可以位于离岸或沿岸，被典型地选择来增加风的能量。可以选择该位置来增加风生成的能量。风力涡轮机和风电场可以由计算机系统来监测，例如监控与数据采集系统(“SCADA”系统)。SCADA系统可以监测和控制工业(诸如电信、水和废物控制、能量、石油和天然气精炼、运输)中的工厂或设备。SCADA系统可以搜集信息(例如管线在哪处发生了泄漏)；将信息转移回中央站点，提醒本站(home station)已发生泄漏；执行必要的分析和控制(例如确定该泄漏是否严重)；以及以逻辑和有组织的方式显示该信息。SCADA系统可以是简单的(例如监测小的办公楼的环境状况的系统)，或者是复杂的(例如监测核电站或市政供水系统的所有动作的系统。因为风力涡轮机和风电场变得更互连、更大和/或更偏僻，所以将关于一个或多个风力涡轮机或风电场的性能相关信息提供给操作员变得更重要。如果操作员接收的信息太少，则操作员将不会注意到性能相关的问题。如果操作员接收的信息太多，则操作员将不能适当地响应性能相关的问题。此外，如果呈现给操作员的信息不是以对操作员有用的或舒适的格式，则该信息的有效使用可能降低。因此，期望的是克服本领域中的挑战(以上描述了其中的一些)的方法、系统和计
算机程序产品。
发明内容
本文描述的是这样的方法、系统或计算机程序产品的实施例，即用于使用与规则引擎接口的图形用户接口(GUI)来为选择的风电场参数组动态配置SCADA数据的至少一部分。一个方面，描述了为风电场的SCADA数据配置规则的方法的实施例。一个实施例包含为包含一个或多个风力涡轮机的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据。该SCADA数据包含用于风电场的参数。使用与规则引擎接口的图形用户接口(GUI)为选择的风电场参数组来动态配置该SCADA数据的至少一部分。该SCADA数据使用一个或多个运算符来配置。输出至少一部分已动态配置的数据。另一方面，描述了为风电场的SCADA数据配置规则的系统的实施例。一个实施例包含存储器、显示器和处理器，其中处理器可操作地与存储器和显示器连接。处理器配置成为包含一个或多个风力涡轮机的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据。SCADA数据包括用于风电场的参数。处理器配置为使用与规则引擎接口的图形用户接口(GUI)为选择的风电场参数组动态配置SCADA数据的至少一部分。SCADA数据使用一个或多个运算符来配置。使用显示器输出至少一部分已动态配置的数据。在又一方面，描述了为风电场的SCADA数据配置规则的计算机程序产品的实施例。一个实施例包含存储于非暂时性计算机可读介质上的计算机可执行代码段。该计算机可执行代码段包含用于为包含一个或多个风力涡轮机的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据的第一段。SCADA数据包括用于风电场的参数。计算机程序产品的实施例还包·含用于使用与规则引擎接口的图形用户接口(GUI)为选择的风电场参数组动态配置SCADA数据的至少一部分的第二段。SCADA数据使用一个或多个运算符来配置。计算机程序产品的实施例还包含用于输出至少一部分已动态配置的数据的第三段。额外的优点将在以下的描述部分中阐述，或可以通过实践得知。通过在所附的权利要求中特别指出的元件和组合的组件将实现并获得这些优点。应理解，如声明的，上述一般性描述和以下的详细描述都仅仅作为示范和解释，而不是限制。
并入且组成本说明书的一部分的附示了实施例，并与描述一起用于解释方法、系统以及计算机程序产品的原理图I是根据本公开的风力涡轮机的示范性实施例的透视图；图2是根据本公开的在图I中示出的风力涡轮机的一部分的部分切掉透视图；图3是根据本公开的风力涡轮机的示意图；图4是如本文描述的风电场系统的实施例的概观框图；图5是图示用于进行公开的方法的示范性操作环境的框图；图6A是图示为风电场的SCADA数据配置规则的方法的实施例的流程图；以及图6B是图示为风电场的SCADA数据配置规则的方法的另一实施例的流程图。在任何可能的情况下，在通篇附图中将使用相同的附图标记来表示相同的部件。
具体实施例方式在公开和描述本方法、系统以及计算机程序产品之前，应理解该方法、系统以及计算机程序产品并不限于具体的合成方法、具体的部件或特定的成分。还应理解本文使用的术语仅用于描述特定的实施例，并不是要进行限制。如本说明书和所附的权利要求中使用的，单数形式“一”和“该”包括复数的指代物，除非下文中另有明确指出。本文的范围可以表达为从“大约” 一个特定值和/或到“大约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从该一个特定值和/或到该另一特定值。相似地，当通过使用前缀“大约”表达值的近似时，将理解该特定值形成另一实施例。还将理解该范围的每个的终点在与另一端点相关和与另一端点独立两方面都是有意义的。“可选的”或“可选地”意味着随后描述的事件或者情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括该事件或者情况发生的实例和其不发生的实例。在通篇本说明书的描述和权利要求，词语“包括”和该词语的变化形式，例如“包括了”和“包括有”，意味着“包括但不限于”，并且并不旨在排除例如其他添力口、部件、整数或步骤。“示范性”意味着“其一个例子”，并且并不旨在传达优选或理想的实施例的指示。“例如”不用于限制意义，而用于解释的目的。公开的部件可以用于进行所公开的方法、系统和计算机程序产品。本文公开了这些和其他部件，并且应理解当公开这些部件的组合、子集、交互、组等时，虽然这些的各种单独的和共同的组合和排列的每一个的具体的参照没有被明确地公开，但是每一个都在本文被具体地考虑和描述，用于所有的方法和系统。这应用于本申请的所有方面，包括但不限于 公开方法中的步骤。因此，如果有可以执行的各种额外的步骤，则应理解每个这些额外的步骤都可与所公开的方法的任何具体实施例或实施例的组合一起进行。通过参照下文的优选实施例和其中包含的例子的详述描述并且参照图及其前述和以下描述，可以更容易地理解本方法和系统。图I是根据本公开的实施例的示范性风力涡轮机10的透视图。图2是根据本公开的实施例的示范性风力涡轮机10的一部分的部分切掉透视图。图3是示范性风力涡轮机10的示意图。根据本公开的实施例，期望的数量的性能相关信息可以提供给操作员，可以通过识别性能相关问题减少失误事件，通过操作员通过与规则引擎相连的图形用户接口(GUI)的使用来配置期望的信息的能力，可以改善效率。本文描述和图示的示范性风力涡轮机10是用于从风能生成电力的风力发电机(wind generator) 然而,在一些实施例中，除了风力发电机或者替换风力发电机,风力涡轮机10可以是任何类型的风力涡轮机，例如但不限于风车(未示出)。此外，本文所描述和图示的示范性风力涡轮机10包含水平轴线(horizontal-axis)配置。然而，在一些实施例中，除了水平轴线配置或者替换水平轴线配置，风力涡轮机10可以包含垂直轴线(vertical-axis)配置(未示出)。风力涡轮机10可以耦合到电负载(未示出)，例如但不限于电力网(未示出)，用于从其接收电力以驱动风力涡轮机10和/或其关联部件的操作和/或向其供应由风力涡轮机10生成的电力。尽管仅在图1-3中示出了一个风力涡轮机10,但是在一些实施例中，多个风力润轮机10可以被集合在一起,有时被称作“风电场”。示范性风力涡轮机10包含主体(body) 16 (有时被称作“机舱(nacelle) ”)和耦合到主体16的转子(通常由18标出)，该转子用于关于旋转轴线20相对于主体16转动。在示范性实施例中，机舱16装配在塔(tower) 14上。塔14的高度可以是能够使风力涡轮机10如本文所述地起作用的任何适当的高度。转子18包含轮毂(hub) 22和从轮毂22放射状地向外延伸的多个叶片24 (有时被称作“机翼”),叶片用于将风能转换成转动能(rotationalenergy) 0每个叶片24具有位于其末梢的末端(tip) 25，其远离轮毂22。尽管转子18在本文描述和图示为具有三个叶片24，但是转子18可以具有任何数量的叶片24。每个叶片24可以具有任何长度(无论本文是否描述)。
不管在图I中如何图示转子叶片24，转子18可以具有任何形状的叶片24，并且可以具有任何类型和/或任何配置的叶片24，无论是否已在本文描述和/或图示了该形状、类型和/或配置。转子叶片24的类型、形状和/或配置的另一例子是达里厄(Darrieus)风力涡轮机，有时被称作“打蛋器”涡轮。转子叶片24的类型、形状和/或配置的又一例子是Savonius风力涡轮机。转子叶片24的另一类型、形状和/或配置的又一例子是用于抽水的传统风车，例如但不限于具有木窗板(shutter)和/或布帆(fabric sail)的四叶片转子。此外，在一些实施例中，示范性风力涡轮机10可以是其中转子18通常面向逆风以驾驭风能的风力涡轮机，和/或可以是其中转子18通常面向顺风以驾驭能量的风力涡轮机。当然，在任何实施例中，转子18可以不准确地面向逆风和/或顺风，但是通常可以面向相对风向的任何角度(其可以是可变的)以驾驭来自其的能量。现在参照图2和图3，示范性风力涡轮机10包含耦合到转子18的发电机26，用于从转子18生成的转动能生成电力。发电机26可以是任何适当类型的发电机，例如但不限于绕线式转子感应发电机。发电机26包含定子(未示出)和转子(未示出)。风力涡轮转子(wind turbine rotor) 18包含稱合到转子轮毂(rotor hub) 22的转子轴30以随其转·动。发电机26耦合到转子轴30以使得转子轴30的转动驱动发电机转子的转动，并因此驱动发电机26的操作。在示范性实施例中，发电机转子具有耦合到其上并且耦合到转子轴30的转子轴28，以使得转子轴30的转动驱动发电机转子的转动。在其他实施例中，发电机转子直接耦合到转子轴30，有时被称作“直接驱动风力涡轮机”。在示范性实施例中，发电机转子轴28通过变速箱(gearbox) 32耦合到转子轴28，尽管在其他实施例中，发电机转子轴28直接耦合到转子轴30。更具体地，在示范性实施例中，变速箱32具有耦合到转子轴30的低速侧34和耦合到发电机转子轴28的高速侧36。转子18的转矩驱动发电机转子以因此由转子18的转动生成可变频率AC电力。发电机26在发电机转子和对抗转子18的转矩的定子之间具有气隙转矩。变频器38耦合到发电机26以将可变频率AC转换成固定频率AC以输送到I禹合到发电机26的电负载(未不出)，该电负载例如但不限于电力网(未不出)。变频器38可以被安置在风力涡轮机10中或远离风力涡轮机10的任何地方。例如，在示范性实施例中，变频器38被安置在塔14的底座(未示出)内。一方面，示范性风力涡轮机10包含实施于耦合到风力涡轮机10的一些或所有部件的涡轮控制单元(TCU)40中的一个或多个控制系统，通常用于控制风力涡轮机10和/或其一些或所有部件的操作(无论是否在本文描述和/或图示这样的部件)，并且特别地用于控制叶片24的末端速度以控制叶片24生成的噪声。例如，在示范性实施例中，控制系统耦合到通常控制转子18的转子控制41。在示范性实施例中，TCU 40装配在机舱16中。然而，额外地或备选地，一个或多个控制系统40可以远离风力涡轮机10的机舱16和/或其他部件。一方面，TCU 40可以用于但不限于电力生成监测和控制，包含例如变桨和速度调节、高速轴和偏航制动应用、偏航和泵马达应用和/或故障监测。在一些实施例中可以使用备选的分布式或集中化控制体系结构(architecture)。在一些实施例中，风力涡轮机10可包含盘式制动器(未示出)，用于制动转子18的转动，以例如减慢转子18的转动、对于全部风力转矩制动转子18和/或减少从发电机26生成的电力。此外，在一些实施例中，风力润轮机10可包含偏航系统42,用于使机舱16关于转动轴44转动、用于改变转子18的偏航以及更具体地用于改变转子18面向的方向，从而例如调整转子18面向的方向和风向之间的角度。一方面，偏航系统42可以耦合到TCU40以通过其进行控制。在一些实施例中，风力润轮机10可以包含风力测定(anemometry)46来测量风速和/或风向。在一些实施例中，风力测定46可以耦合到TCU 40，以将测量结果送出到控制系统来对其进行处理。例如，尽管风力测定46可以耦合到TCU 40以将测量结果送出给其来控制风力涡轮机10的其他操作，但是风力测定46可以送出测量结果到TCU 40以使用偏航系统42来控制和/或改变转子18的偏航。备选地，风力测定46可以直接耦合到偏航系统42以控制和/或改变转子18的偏航。一方面，示范性风力涡轮机10还可以包含多个传感器48 (图3)，每个都耦合到对应的叶片24以测量每个叶片24的变桨(pitch)，或者更具体地测量每个叶片24相对于风向和/或相对于转子轮毂22的角度。传感器48可以是具有风力涡轮机10之中或远离风力涡轮机10的任何适当位置的任何适当的传感器，例如但不限于在变桨系统56(在下文描述)中的光学编码器。在一些实施例中，传感器48耦合到TCU 40以将变桨测量结果送出到控制系统来对其进行处理。风力涡轮机10还可以包含耦合到发电机转子轴28的一个或多个传感器50，用于·测量转子轴28的转动速度和/或发电机转子轴28的转矩。传感器50可以是具有风力涡轮机10之中或远离风力涡轮机10的任何适当位置的任何适当的传感器，例如但不限于光学编码器、数字接近传感器、应变计和/或转速计。在一些实施例中，传感器50耦合到控制系统40以用于将速度测量结果送出到控制系统40来对其进行处理。风力涡轮机10还可以包含耦合到转子轴30的一个或多个传感器52，用于测量发电机轴28的转动速度和/或转子轴30的转矩。传感器52可以是具有风力涡轮机10之中或远离风力涡轮机10的任何适当位置的任何适当的传感器，例如但不限于，光学编码器、数字接近传感器、压电换能器、应变计和/或转速计。在一些实施例中，传感器52耦合到控制系统40以将测量结果送出到控制系统40来对其进行处理。风力涡轮机10还可以包含耦合到发电机26的一个或多个传感器54(图3)，用于测量发电机26的电力输出。在一些实施例中，传感器54耦合到TCU 40以将测量结果送出到控制系统来对其进行处理。传感器54可以是具有风力涡轮机10之中或远离风力涡轮机10的任何适当位置的任何适当的传感器，例如但不限于霍尔效应电流换能器(CT)和/或电容性电压换能器(CVT)。风力涡轮机10还可以包含耦合到T⑶40的一个或多个传感器55 (图3)，以将测量结果送出到控制系统来对其进行处理。传感器55可以是具有风力涡轮机10之中或远离风力涡轮机10的任何适当位置的任何适当的传感器，例如但不限于风速计。风力涡轮机10还可以包含耦合到风力涡轮机10的一个或多个部件和/或电负载的一个或多个其他传感器(未示出)，无论这样的部件是否已在本文描述或图示，以测量这样的部件的参数。这样的其他传感器可包含但不限于配置为测量位移、偏航、变桨、移动、应变、应力、扭曲、损坏、故障、转子转矩、转子速度、电负载中的异常和/或供应给风力涡轮机10的任何部件的电力异常。这样的其他传感器可以耦合到风力涡轮机10的任何部件和/或在其任何位置处的电负载，用于测量其任何参数，无论这样的部件、位置和/或参数是否在本文描述和/或图示。一方面，风力涡轮机10可包含可变叶片变桨系统56，以用于响应于例如风速的状况，来控制包含但不限于，改变转子叶片24的桨距角(在图1-3中示出)。再次参照图3，在一些实施例中，T⑶40可以包含总线62或其他通信装置以通信信息。一个或多个处理器64可以耦合到总线62来处理信息，包含来自风力测定46 ;传感器48、50、52、54和/或55 ;和/或其他传感器的信息。T⑶40还可以包含一个或多个随机存取存储器(RAM) 66和/或其他存储装置68。RAM 66和存储装置68耦合到总线62以存储并传送信息和将由处理器64执行的指令。RAM 66(和/或存储装置68，如果包含的话)也可以用于在处理器64执行指令期间存储临时变量或其他中间信息。TCU 40还可以包含一个或多个只读存储器(ROM) 70和/或耦合到总线62的其他静态存储装置，以存储和提供静态(即不变的)信息和指令到处理器64。输入/输出设备72可以包含本领域公知的任何装置以将输入数据提供给控制系统和/或提供输出，例如但不限于偏航控制和/或变桨控制输出。此外，一方面，T⑶40通过输入/输出装置72与监控与数据采集(SCADA)系统(未示出)相接口。该SCADA系统能用于收集和监测来自风力涡轮机10的数据以及向TCU40提供控制指令。该指令可以从存储装置(例如但不限于磁盘、只读存储器(ROM)集成电 路、CD-ROM和/或DVD)经由远程连接(其为有线或无线)提供到存储器，以提供对一个或多个可电子访问介质等的访问。在一些实施例中，硬件电路可以用来代替软件指令或与软件指令组合。因此，指令序列的执行不限于硬件电路和软件指令的任何具体组合，无论是否已在本文描述和/或图示。一方面，T⑶40还可以包含传感器接口 74，其允许控制系统40与风力测定46、传感器48、50、52、54和/或55、和/或其他传感器通信。传感器接口 74可以是或者可以包含，例如一个或多个模数转换器，其将模拟信号转换成处理器64可以使用的数字信号。如上所述，在一方面，T⑶40可以结合监控与数据采集(SCADA)系统操作以动态地监测和控制风力涡轮机10或风电场。SCADA系统可包含人机接口(HMI)、监视(计算机)系统、远程终端单元(RTU)和通信基础结构。HMI是将性能相关信息呈现给操作员的器件。通过利用HMI，操作员可以监测和/或控制风力涡轮机10和/或风电场的操作。一方面，HMI包含图形用户接口(⑶I)，其允许操作员以图形的方式与风电场接口。监视系统通过搜集和/或获取信息(以数据的形式)来监测风力涡轮机10和/或风电场。并且监视系统通过发送指令到风力涡轮机10和/或风电场来控制风力涡轮机10和/或风电场。RTU从风力测定46、传感器48、50、52、54和/或55、和/或其他传感器接收信号，将该信号转换成数字数据，并经由通信基础结构(例如，光纤)来将数字数据传输到监视系统。一方面，TCU40包括RTU。一方面，除了风力涡轮机10以外，风电场还包含一个或多个变电站和气象站，每个都具有单独的RTU。SCADA系统充当风力涡轮机10和/或风电场的“神经中枢”。SCADA系统连续地分析性能相关信息并将信号发送到GUI，以使得以动态方式在视觉上描绘性能相关信息。SCADA系统可以监测和/或控制风力涡轮机10和风电场、一个或多个变电站(未示出)以及一个或多个气象站(未示出)，从而允许操作员结合性地监测和/或控制在具体位置上、风电场处或任何其他适当的风力涡轮机10的分组处的风力涡轮机10。SCADA系统存储在整个给定的时期内的周期性记录。该周期性记录可以基于在具体位置、风电场或任何其他适当的风力涡轮机10的分组处的活动。可以分析该周期性记录来为操作员提供性能相关信息。该性能相关信息可以用来实现校正动作。SCADA系统基于连接协定来实现请求，来控制无功功率产出和为网络电压或频率控制做贡献，或者来响应来自网络操作员的指令以限制功率输出。SCADA系统的技术效果是提供用于操作员的基本显示和用于操作员的动态显示80。基本显示包含用于风力涡轮机10和/或风电场的操作和维护的直观工具。例如，基本显示可以包含关于风力涡轮机监测和控制的产出报告、识别风力涡轮机10和/或风电场的模式的视觉表示、作为风速和生成的功率的最近的时间图的风电场功率和/或风速、和/或识别叠加在详细地理地图上的风力涡轮机10和/或风电场的状态的视觉表示。基本显示可以用于具体的应用。例如，查看器应用可以提供关于风力涡轮机10和/或风电场的操作和维护的信息。查看器应用可以现场或远程使用。对查看器应用的远程访问可以通过互联网连接、电话线、卫星信号、无线电信号或任何其他适当的通信方法。通信方法可以由任何适当的措施来确保。该适当的措施可以是任何信号的加密(例如，40位加密、128位加密、256位加密等)、将所有执行的活动记录为审计跟踪、限制对SCADA系统的预定应用和/或功能的访问、或者其他适当的措施。
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图4提供如上所述的风电场系统的实施例的概观框图。计算装置402能用作包含HMI 404的SCADA主机(SCADA-master)。HMI 404还包含⑶I 406，且操作员可以用该⑶I 406以图形方式与来自风电场的SCADA数据进行交互。图4所示的系统的实施例还包含规则引擎408。尽管在图4中，示出该规则引擎408在SCADA主机402中实现，应意识到规则引擎可以在单独的计算装置上实现。SCADA主机402通过网络410与各种远程终端单元(RTU)412通信。网络410可以是本领域的一个普通技术人员已知的有线(包含光纤或其他不导电介质)、无线或其组合。一方面，RTU可以包含涡轮控制单元(TCU)、变电站控制单元(S⑶)、气象控制单元(MCU)等。图4的系统还包含一个或多个风力涡轮机414、一个或多个变电站416以及一个或多个气象站418。一方面，⑶I 406可以用来为配置规则(运算)提供动态交互接口。一方面，该规则包含如图4所示的使用⑶I 406由操作员为SCADA系统上的风电场的SCADA数据的配置。通常，如图4所示，⑶I 406与规则引擎408 —致，实现于SCADA系统的监视(计算机)系统(或SCADA主机)402上。SCADA主机402可以包含一个或多个计算装置。一方面，描述的方法、系统以及计算机程序产品的实施例能使操作员为用户方案定义规则，且是为配置该规则提供交互接口的方法。包含⑶I 406和规则引擎408 (两者都实现于例如SCADA主机402的计算装置上)的系统使得操作员能定义他/她自己的规则，该规则从简单的运算(例如，算术运算、逻辑和逻辑运算等)到一些复杂的运算(例如，求和、平均等)。一方面，操作员能够为使用GUI406来执行这些方案创建规则。一方面，该规则使用与规则引擎408一致的⑶I 406建立。规则引擎408可以建立并执行SCADA系统具体的规则表达树。例如，如果操作员要创建仅关于具体涡轮参数的规则，该操作员无需为风电场的每个涡轮创建规贝U。一方面，规则可以存储于规则引擎408中。一方面，规则引擎408可以用来基于关键词(例如具体的涡轮参数)来分类和搜索规则。一方面，操作员可以使用专用的句法来为SCADA数据创建规则。一方面，可以考虑到风电场中呈现的涡轮类型、种类及相关系统(例如，变电站、气象等)来为SCADA设计句法。一方面，该句法将风电场的分等的树结构与逻辑和功能表达的后缀标记(postfixnotation)组合。例如，通常类似于a+b (INFIX)等表达被一般编译器编译到POSTFIX标记中(ab+)，然后被执行。一方面，根据本发明的实施例使用的句法将用于一般编译器的后缀标记与具体的风电场层次(例如，涡轮_>涡轮类型_>涡轮)组合。例如，期望一个标签以给出每个涡轮的“平均发电机温度”，而不是对风电场的每个涡轮重复该规则，该句法为规定句法的一个行/词(LINE/WORD)中的同类提供了支持。例如，根据句法的一方面，SC {Turbines}在此意味着“用于所有涡轮”。因此，该规则会看起来像SC {TURBINES}=AVG {GeneratorTemp},从而为规定SCADA规则提供了丰富的句法。一方面，SCADA数据的配置可以在运行期间动态扩散，且SCADA主机以及任何RTU412在运行期间适应该配置的改变。例如，如果创建了规则，则通知规则引擎408使用HTTP接口且该规则引擎408自动读取新创建的规则配置并开始执行该规则并且在运行期间报告结果。一方面，可以使用与规则引擎408接口的图形用户接口(GUI) 406为选择的风电场参数组来动态配置至少一部分SCADA数据。一方面，SCADA数据可以使用一个或多个运算符来配置。一方面，该系统的实施例在其执行期间可以记录并且审计该规则的性能和资源使用，并且生成报告给操作员，因此帮助他/她做出在系统负载与规则执行之间平衡的决定。一方面，⑶I 406可以具有各种选项来帮助操作员创建规则。例如，对于新手操作·员，⑶I 406可以提供智能拣选机(picker)来帮助选择适合的SCADA参数。对于有经验的操作员，GUI 406可以提供在自由文本中输入规则，而不被固定的GUI元件妨碍的组件。一方面，可以使用例如名称、描述、系统等参数来定义新规则。一方面，智能拣选机在操作员创建规则时动态地自适应。一方面，该拣选机基于已键入的规则做出智能决定。例如，该拣选机可以在操作员正在键入规则时，对系统、数据点以及其他风电场参数的选择进行过滤。换句话说，该拣选机是上下文敏感(context sensitive)的(如果该规则关于风控制)，该拣选机将过滤并仅仅显示来自SCADA数据的风控制系统类型以及相关数据点，并且将其呈现给用户。一方面，该拣选机还可以根据以前使用的概率分布来显示已选择的SCADA数据列表。也就是说，最常用的数据点被最显著地显示，用于由开发该规则的操作员选择。而且，一方面，该拣选机可以使用数字或名称的关键字母来选择数据点或系统编号。描述的发明的实施例的技术效果是提供编译和执行由操作员开发的规则的接口，该接口使得操作员能更好地分析操作中的风电场。如图4所示，计算装置(例如SCADA主机402)通过网络410为风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据，或者从存储器取回已存储的数据。一方面，风电场包含一个或多个风力涡轮机414。一方面，风电场还包含一个或多个气象站点418以及一个或多个变电站站点416。SCADA数据包含用于风电场的参数，其包含用于一个或多个风力涡轮机414的控制和操作的参数。一方面，风电场参数包含历史数据以及实时数据点。该实时数据点是每秒都能从风电场(例如，风力涡轮机、变电站、气象控制器、其他规则的输出等)更新到SCADA系统的标签。用于风电场的实时数据点的例子包含风速、涡轮功率(涡轮)、50米风向(气象)、千乏小时(KVarh)进口 /出口(变电站)、站点功率(聚集规则的输出)等。历史数据包含输入到规则引擎的数据以及从规则引擎输出的数据。输入到规则引擎的历史数据可以包含，例如，本月功率产出、本年度停机期、从启用起的总功率产出等。从规则引擎输出的历史数据可以包含例如10分钟内的平均发电机温度、一周内平均功率产出等。所有这些点(历史的或者实时的)，可以使用⑶I 406来配置。通过使用还包含与规则引擎408接口的⑶I 406的HMI 404，操作员能够为选择的风电场参数组来动态配置至少一部分SCADA数据。一方面，规则引擎408包含用于为选择的风电场参数组来动态配置至少一部分SCADA数据的规则。一方面，使用一个或多个运算符为选择的风电场参数组进行SCADA数据的动态配置由规则引擎408实现。一方面，规则引擎408实时地实现已动态配置的数据。一方面，用于为选择的风电场参数组动态配置SCADA数据的规则存储于规则引擎408中。一方面，存储于规则引擎408中的规则可以基于关键词被搜索、过滤、分组以及分类。例如，一方面，使用与规则引擎408接口的⑶I 406为选择的风电场参数组来动态配置至少一部分SCADA数据包括使用与规则引擎408接口的⑶I 406为一个或多个风力涡轮机414的全部来动态配置至少一部分SCADA数据。另一方面，使用与规则引擎408接口的GUI406为选择的风电场参数组来动态配置至少一部分SCADA数据包括使用与规则引擎408接口的⑶I 406为一个或多个风力涡轮机414的一个动态配置至少一部分SCADA数据。在又一方面，一个或多个风力涡轮机414包含总数为两个或更多的风力涡轮机，并且使用与规则引擎408接口的⑶I 406为选择的风电场参数组来动态配置SCADA数据包括，使用与规则引擎408接口的⑶I 406为少于该总数的风力涡轮机动态配置至少一部分SCADA数 据。一方面，使用与规则引擎408接口的GUI 406为选择的一个或多个风力涡轮机414的组来动态配置至少一部分SCADA数据包括使用由规则引擎定义的⑶I中的分等的选择过程来配置SCADA数据。一方面，该分等的选择过程包含以风电场、系统以及数据点的顺序来选择SCADA数据。SCADA数据可以使用一个或多个运算符来配置。一方面，使用一个或多个运算符来配置SCADA数据包含使用一个或多个加、减、乘、除、布尔逻辑、求和以及平均来配置SCADA数据。一旦配置，即可以使用例如SCADA主机402的显示器、打印机等，来输出至少一部分已动态配置的数据。一方面，操作员可以使用⑶I 406为至少一个风电场参数建立一个或多个报警参数。一旦建立报警参数，当至少一个风电场参数违背该一个或多个报警参数时，可以提供一个或多个报警。一方面，⑶I 406还包含智能和上下文敏感的拣选机。使用与规则引擎408接口的⑶I 406为选择的风电场参数组来动态配置至少一部分SCADA数据可以包含使用该拣选机为风电场动态配置已选择数据点和系统。如上所述的系统包括多个单元。本领域中的技术人员将意识到这是功能性描述，并且软件、硬件或者软件与硬件的组合可以执行所述的各个功能。单元(例如GUI 406、规则引擎408等)可以是软件、硬件或者软件与硬件的组合。这些单元可包含在图5中示出并在下文描述的SCADA数据配置软件506。在一个示范性方面，这些单元可包含将在图5示出并在下文描述的计算装置402。图5是图示用于执行所公开的方法的示范性操作环境的框图。图5还图示了可以用作根据本发明的实施例的SCADA主机的示范性计算装置402。该示范性操作环境仅为操作环境的例子，而不旨在对操作环境体系结构的使用和功能的范围提出任何限制。该操作环境不能被理解为关于该示范性操作环境中所图示的任何一个部件或任何部件的组合具有任何依赖或要求。本方法以及系统可操作于众多其他通用的或专用的计算系统环境或配置。能够合适的用于该系统以及方法的熟知的计算系统、环境和/或配置的例子包含但不限于个人计算机、服务器计算机、膝上型装置以及多处理器系统。额外的例子包括机顶盒、可编程电子消费品、网络PC、小型计算机、大型计算机、远程终端单元、智能仪表、智能电网部件、包含任何上述系统或装置的分布式计算环境等。所公开的方法以及系统的处理可由软件部件进行。所公开的系统以及方法可在计算机可执行指令的整个上下文(例如由一个或多个计算机或其他装置执行的程序模块)中描述。通常，该程序模块包含进行特定任务或实现特定抽象数据类型的计算机代码、例程、程序、对象、部件、数据结构等。所公开的方法也可以实践于基于网格的或者分布式计算环境，其中任务由通过通信网络链接的远程处理装置进行。在分布式计算环境下，程序模块可以安置于本地或远程计算机存储介质，包含存储器存储装置。另外，本领域中的技术人员将意识到本文公开的系统以及方法可以通过以计算装置402的形式的通用计算装置来实现。计算装置402的部件可以包含但不限于，一个或多个处理器或处理单元503、系统存储器512、以及将多种系统部件(包含处理单元503)耦合到系统存储器512的系统总线513。在有多个处理单元503的情况下，系统可以利用平行·计算。一方面，该一个或多个处理器或处理单元503可以配置为为包括一个或多个风力涡轮机的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据，其中SCADA数据包含用于风电场的参数；使用与规则引擎接口的图形用户接口(⑶I)为选择的风电场参数组来动态配置至少一部分SCADA数据，其中SCADA数据使用一个或多个运算符配置；以及使用显示器来显示至少一部分已动态配置的数据。系统总线513表示一个或多个几种可能的类型的总线结构，包含存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口以及使用多种总线体系结构的任何一种的处理器或本地总线。以例子的方式，这种体系结构可包含工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、加强型ISA(EISA)总线、视频电子设备标准协会(VESA)本地总线、力口速图形端口(AGP)总线以及外围部件互连(PCI)、PCI加速总线、个人计算机存储卡工业协会(PCMCIA)、通用串行总线(USB)等。总线513以及本描述中规定的所有总线还可以通过有线或无线的网络连接实现，并且每个子系统(包含处理器503、海量存储装置504、操作系统505、SCADA数据配置软件506、SCADA数据与规则引擎数据507、网络适配器508、系统存储器512、输入/输出接口 510、显示适配器509、显示装置511以及还包含图形用户接口(GUI)的人机接口 502)可以包含于处在物理上分开的位置的一个或多个远程计算装置、客户端或远程终端单元(RTU)514a、b、c，并且通过这种形式的总线连接，可以达到实现全分布式系统或分布式体系结构的效果。典型地，计算装置402包含多种计算机可读介质。示范性可读介质可以是任何可用的非暂时性的并且可以由计算装置402访问的介质，并且包含例如但不意味着限于，易失性和非易失性介质两者、可移除和不可移除介质两者。系统存储器512包含易失性存储器形式的计算机可读介质，例如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)。典型地，系统存储器512包含例如SCADA数据与规则引擎数据507的数据、和/或例如操作系统505以及SCADA数据配置软件506的程序模块，其可以立即访问和/或由处理单元503随时操作。另一方面，计算装置402还可以包含其他非暂时性、可移除/不可移除、易失性/非易失性的计算机存储介质。以例子的方式，图5图示可为计算装置402提供计算机代码、计算机可读指令、数据结构、程序模块以及其他数据的非易失性存储的海量存储装置504。例如，但不意味着限于，海量存储装置504可以是硬盘、可移除磁盘、可移除光盘、盒式磁带或其他磁性存储装置、闪存卡、CD-ROM、数字多用光盘(DVD)或其他光存储、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等。可选地，可以将任何数量的程序模块存储于海量存储装置504中，以例子的方式包含操作系统505以及SCADA数据配置软件506。每个操作系统505以及SCADA数据配置软件506 (或其某些组合)可以包含编程元件以及SCADA数据配置软件506。SCADA数据与规则引擎数据507也可存储于海量存储装置504中。SCADA数据与规则引擎数据507可存储于任何本领域所公知的一个或多个数据库中；这些数据库的例子包含，DB2 (IBMCorporation, Armonk, NY)、Microsoft Access> Microsoft SQL Server (MicrosoftCorporation, Bellevue, Washington)、Oracle (Oracle Corporation, Redwood Shores,California)、mySQL、PostgreSQL等。这些数据库可以集中化或分布于跨越多个系统。另一方面，用户可以经由输入装置(未示出)将指令和信息输入计算装置402。这·样的输入装置的例子，包含但不限于键盘、指向装置(例如“鼠标”)、麦克风、操作杆、扫描仪、触摸输入装置(例如手套和其他身体覆盖物)等。这些和其他输入装置可以经由耦合到系统总线513的人机接口 502连接到处理单元503，也可由其他接口和总线结构连接，例如并行端口、游戏端口、IEEE 1394端口(也称为火线端口)、串行端口或通用串行总线(USB)。在又一方面，显示装置511也可经由接口(例如显示器适配器509)连接到系统总线513。应考虑，计算装置402可以具有多于一个的显示适配器509并且计算装置402可以具有多于一个的显示装置511。例如，显示装置可以是监测器、液晶显示器(LCD)或投影仪。除了显示装置511以外，其他输出外围装置可以包含部件，例如扬声器(未示出)以及打印机(未示出)，其可经由输入/输出接口 510连接到计算装置402。本方法的任何步骤和/或结果可以以任何形式输出到输出装置。这样的输出可以是任何形式的视觉表示，包含但不限于文本、图形、动画、音频、触摸等。计算装置402可使用逻辑连接到一个或多个远程计算装置、客户端或RTU 514a、b、c而在连网环境下操作。以例子的方式，远程计算装置514可以是个人计算机、便携式计算机、服务器、路由器、网络计算机、智能仪表、自动售货机或制造计算装置、智能电网部件、节点装置、RTU或其他公共网络节点等。计算装置402和远程计算装置、客户端或RTU 514a、b、c之间的逻辑连接可经由局域网(LAN)和通用广域网(WAN)来实现。这样的网络连接可以通过网络适配器508。网络适配器508可以在有线和无线环境两者中实现。这样的连网环境在办公室、企业计算机网络、内部网以及其他网络515中的场所非常普及和常见。为说明的目的，应用程序以及其他可执行程序部件(例如操作系统505)在本文被说明为离散块，虽然应认识到这样的程序以及部件在不同时期驻留于计算装置402的不同的存储部件中，并且由计算机的数据处理器执行。SCADA数据配置软件506的一种实现可以存储于或传输到某种形式的计算机可读介质。所公开的方法中的任何一个可由实施于计算机可读介质上的计算机可读指令来执行。计算机可读介质可以是计算机能够访问的任何可用的介质。以例子的方式但不意味着限于，计算机可读介质可包含“计算机存储介质”和“通信介质”。“计算机存储介质”包含易失性和非易失性、可移除和不可移除介质，其实现于任何用于信息存储的方法或技术，该信息例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。示范性计算机存储介质包括不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多用光盘(DVD)或其他光存储、盒式磁带、磁带、磁盘存储或其他磁性存储装置，或可以用于存储期望信息并可以由计算机访问的任何其他介质。本方法和系统可以采用人工智能技术，例如机器学习与交互学习。这样的技术的例子包含但不限于，专家系统、基于案例的推理、贝叶斯网络、基于行为的Al、神经网络、模糊系统、演化计算(例如，遗传算法)、群体智能(例如，蚁群算法)以及混合智能系统(例如，通过神经网络或产生规则从统计学习产生的专家推理规则)。以上所述且如本领域中的技术人员将意识到的，本发明的实施例可以配置为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的实施例可包含各种组件，包含全部硬件、全部软 件或软件与硬件的任何组合。此外，本发明的实施例可以采用计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有实施于存储介质中的计算机可读程序指令(例如，计算机软件)。可以利用的任何适合的非暂时性计算机可读存储介质，包含硬盘、⑶-ROM、光存储装置或磁性存储装置。图6A是图示为风电场的SCADA数据配置规则的方法的实施例的流程图。该方法的实施例包含步骤602，为包含一个或多个风力涡轮机的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据。该SCADA数据包含用于风电场的参数。在步骤604中，使用与规则引擎接口的图形用户接口(⑶I)为选择的风电场参数组来配置至少一部分SCADA数据。SCADA数据使用一个或多个运算符来配置。在步骤606中，输出至少一部分已动态配置的数据。图6B是图示为风电场的SCADA数据配置规则的方法的另一实施例的流程图。该方法的实施例包含步骤612，为包含一个或多个风力涡轮机的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据。该SCADA数据包含用于风电场的数据点。在步骤614中，通过为至少一个风电场数据点建立报警参数，使用与规则引擎接口的图形用户接口(GUI)为选择的风电场参数组来配置至少一部分SCADA数据。一方面，配置SCADA数据包含使用与规则引擎接口的⑶I来配置用于检查阈值水平(报警条件)的数据。SCADA数据可以使用一个或多个运算符来配置。在步骤616中，当至少一个风电场数据点违背已建立的报警参数时，提供报警。一方面，报警生成于满足报警条件的任何时候，并且使其在报警查看器(GUI的一部分)中可用。以上参照方法、器件(即系统)和计算机程序产品的框图和流程图示描述了本发明的实施例。将理解框图和流程图示的每个框，以及框图和流程图示的框的组合，分别可由包含计算机程序指令的多种组件实现。这些计算机程序指令可以加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理器件，例如以上参照图5讨论的一个或多个处理器503，以产生机器，从而在计算机或其他可编程数据处理器件上执行的指令创建一种用于实现流程图的框或多个框中规定的功能的组件。这些计算机程序指令还可存储于非暂时性计算机可读存储器，其可引导计算机或其他可编程数据处理器件(例如图5的一个或多个处理器503)以特定的方式起作用，从而使存储于计算机可读存储器的指令产生制品，包含用于实现流程图的框或多个框中规定的功能的计算机可读指令。计算机程序指令还可加载到计算机或其他可编程数据处理器件，以引起将在计算机或其他可编程器件上进行的一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而在计算机或其他可编程器件上执行的指令提供用于实现流程图的框或多个框中规定的功能的步骤。因此，框图以及流程图示中的框支持用于进行规定的功能的组件的组合、用于执行规定的功能的步骤的组合以及用于执行规定的功能的程序指令组件。还将理解框图以及流程图示的每个框，以及框图以及流程图示的框的组合，可由执行规定的功能或步骤的专用的基于硬件的计算机系统实现，或者可由专用的硬件以及计算机指令的组合来实现。除非另有清楚声明，否则本文中所阐述的任何方法决不应解释为需要以具体顺序执行其步骤。因此，在方法权利要求未叙述其步骤遵从的顺序或者权利要求书或描述中未具体地声明这些步骤限定于具体的顺序的情况下，决不应在任何方面推断顺序。这一保留适用于任何可能不明确的说明解释基础，包括有关步骤或操作流程的排列的逻辑事项、由语法组织或标点推知的明显意义或本说明书中描述的实施例的编号或类型。在本申请的通篇参照了各种出版物。这些出版物的公开以其全文在此通过参照而并入到本申请中以全面地描述本方法和系统所属的技术领域的状态。·在获益于前面描述和关联附图所呈现的教导后，本发明的实施例所属的领域中的技术人员将想到本文阐述的本发明的许多改变和其他实施例。因此应理解，本发明的实施例并不限于所公开的具体实施例，并且旨在将这些修改和其他实施例包括在所附的权利要求的范围内。此外，虽然上述描述以及关联的附图在元件和/或功能的一些示范性组合的上下文中描述了示范性实施例，但是应该意识到备选的实施例可以提供元件和/或功能的不同组合而不背离所附的权利要求的范围。在这方面，例如，也可以构思与以上明确描述所不同的元件和/或功能的不同组合，如可在一些所附的权利要求中所阐述的。尽管本文使用了具体的术语，但是其仅以一般和说明性的含义使用，并不是为了限制的目的。部件列表
附图标记IMW
Io示范性风力涡轮机
14 ^
16
18 Iff
20转动轴线
~221
"24
25叶片末端
26发电机
~28发电叔转子轴
权利要求
1.一种为风电场的SCADA数据配置规则的方法包括 为包括一个或多个风力涡轮机(414)、一个或多个气象站点(418)以及一个或多个变电站站点(416)的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据，其中所述SCADA数据包括用于所述风电场的参数，其中所述用于所述风电场的参数包括历史数据以及实时数据点； 使用与规则引擎(408)接口的图形用户接口(GUI) (406)，为选择的风电场参数组来动态配置所述SCADA数据的至少一部分，其中所述SCADA数据使用包括一个或多个加、减、乘、除、布尔逻辑、求和以及平均的一个或多个运算符来配置，并且其中所述规则引擎包括用于为选择的风电场参数组来动态配置所述SCADA数据的至少一部分的规则；以及 输出至少一部分所述已动态配置的数据。
2.如权利要求I所述的方法，还包括为所述风电场参数的至少一个建立一个或多个报警参数，以及当所述至少一个风电场参数违背所述一个或多个报警参数时，提供一个或多个报警。
3.如权利要求I到2的任一个所述的方法，其中所述历史数据以及实时数据点包括风速、涡轮功率(涡轮)、50米风向(气象)、千乏小时进口 /出口(变电站)、站点功率(聚集规则的输出)、本月功率产出、本年度停机期、从启用起的总功率产出、10分钟内发电机平均温度以及一周内平均功率产出。
4.如权利要求I到3的任一个所述的方法，其中所述一个或多个风力涡轮机(414)包括总数为两个或更多的风力涡轮机(414)，并且使用与所述规则引擎(408)接口的所述GUI (406)为选择的风电场参数组来动态配置所述SCADA数据包括使用与所述规则引擎(408)接口的所述GUI (406)为少于所述总数的风力涡轮机来动态配置所述SCADA数据的至少一部分。
5.如权利要求I到4的任一个所述的方法，其中使用与所述规则引擎(408)接口的图形用户接口(GUI) (406)为选择的所述一个或多个风力涡轮机(414)的组来动态配置所述SCADA数据的至少一部分包括使用由所述规则引擎(408)所定义的所述GUI (406)中的分等选择过程来配置所述SCADA数据，其中所述分等选择过程包括以风电场、系统以及数据点的顺序来选择所述SCADA数据。
6.一种系统包括 存储器(512); 显示器(511);以及 处理器(503)，其中所述处理器(503)可操作地连接于所述存储器(512)以及所述显示器(511)，并且所述处理器(503)配置为 为包括一个或多个风力涡轮机(414)的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据，其中所述SCADA数据包括用于风电场的参数； 使用与规则引擎(408)接口的图形用户接口(GUI) (406)为选择的风电场参数组来动态配置所述SCADA数据的至少一部分，其中所述SCADA数据使用一个或多个运算符来配置，其中使用所述一个或多个运算符为选择的风电场参数组进行所述SCADA数据的所述动态配置由所述规则引擎(408)实现；以及 使用所述显示器(511)来显示至少一部分所述已动态配置的数据。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述处理器(503)还配置成为所述风电场参数的至少一个建立一个或多个报警参数，以及当所述至少一个风电场参数违背所述一个或多个报警参数时，提供一个或多个报警。
8.如权利要求6到7的任一个所述的系统，还包括将用于为选择的风电场参数组进行所述SCADA数据的所述动态配置的规则存储于所述规则引擎(408)中，其中至少一部分所述规则引擎(408)存储于所述存储器(512)中，其中能够基于关键词对存储于所述规则引擎(408)中的所述规则进行搜索、过滤、分组以及分类。
9.如权利要求6到8的任一个所述的系统，其中所述GUI(406)还包括智能与上下文敏感的拣选机，并且所述处理器(503)配置为使用所述拣选机为所述风电场来动态配置已选择的数据点以及系统。
10.一种计算机程序产品，包括存储于非暂时性计算机可读介质上的计算机可执行代码段，所述计算机可执行代码段包括 第一段，用于为包括一个或多个风力涡轮机(414)的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据，其中所述SCADA数据包括用于所述风电场的参数； 第二段，用于使用与规则引擎(408)接口的图形用户接口(GUI) (406)为所述选择的风电场参数组来动态配置所述SCADA数据的至少一部分，其中所述SCADA数据使用一个或多个运算符来配置；以及 第三段，用于输出至少一部分所述已动态配置的数据。
全文摘要
本发明的名称是“用于风力涡轮机场的动态规则引擎的方法及系统”。一方面，描述了一种为风电场的SCADA数据配置规则的方法的实施例。一个实施例中包括为包括一个或多个风力涡轮机(414)的风电场接收监控与数据采集(SCADA)数据。所述SCADA数据包括用于风电场的参数。使用与规则引擎(408)接口的图形用户接口(GUI)(406)为选择的风电场参数组来动态配置SCADA数据的至少一部分。SCADA数据使用一个或多个运算符来配置。输出至少一部分已动态配置的数据。
文档编号F03D7/04GK102787976SQ20121014607
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月2日 优先权日2011年4月29日
发明者A·瓦苏德瓦劳, S·K·维迪亚拉, S·布克 申请人:通用电气公司