用于风电场监视和控制的系统和方法

专利名称：用于风电场监视和控制的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于风力涡轮发电机监视和控制的系统。特别地，本发明 涉及具有几个风力涡轮发电机的风电场的监视和控制。
背景技术：
风力的策略分布性质存在独特的挑战。风电场包含位于海上或岸上的 几个风力涡轮机，并经常覆盖大的地理面积。
这些因素常常需要用于监视和控制风力发电设备的多种连网互联和电
信技术，其被称为SCADA (SCADA:监视控制与数据采集)
今天，可以借助例如登录风电场网络的远程客户端计算机远距离监视 和控制风电场。
现有技术存在监视和控制风力涡轮机以及风电场的几种方法。国际专 利申请WO 2003/029648教导了 一种用于处理风电场的运行数据的方法和 计算机系统。国际专利申请WO2005/042971提出了风电场网络控制网络的 实例。欧洲专利申请EP 151卯40公开了 一种用于远程读取和改变风力涡轮 发电机中的功率设置的方法。

发明内容
本发明涉及一种风电场监视与控制系统，所述系统包含 -至少一个风电场(WF)，
國至少一个智能管理服务器(IMS)，其可经由数据通信网络(DCN) 连接到所述至少一个风电场(WF)，
-与所述智能管理服务器(IMS)有关的至少一个风电场配置工具 (WCT)，用于建立到所述至少一个风电场(WF)的连接。应当注意，风电场配置工具可位于几乎任何地方，只要所建立的配置 可净皮传送到智能管理服务器。
数据通信网络根据本发明被理解为任何合适的传送数据的网络，例如 局域网、以太网等，其经由电缆、光纤或无线连接传送。公共数据通信网
line)、拨号线、光纤、ADSL、电缆)和/或无线(例如许可无线电、扩频、
蜂窝、WLAN或卫星)。
在本发明 一 实施例中，所述系统包含至少两个智能管理服务器。 例如，不同的智能管理服务器因此可以基于不同的命名空间 (namespace)与一个规定的风电场通信，由此，基本上建立这样的系统
其中，智能管理服务器具有到同一风电场的不同的访问选择。不同的访问
可通过风电场配置工具建立，不同访问至少部分地可由所建立和专用的命
名空间定义。
智能管理服务器可典型地简单指定位于风电场远程的数据处理服务器。
智能管理服务器常常可祐放在操作者的场所。 智能管理服务器可有利地借助所述风电场配置工具个体配置。 在本发明一优选实施例中，智能管理服务器可4皮配置为借助连接并根
据分别与规定风电场有关的命名空间与规定风电场通信。
如果智能管理服务器与几个风电场通信，服务器可根据由个体风电场
定义或根据个体风电场的不同的命名空间通信。
在本发明一实施例中，所述系统包含至少两个风电场。 在本发明一实施例中，所述系统还包含定义了 一组逻辑元素的命名空间。
风电场根据本发明一实施例被理解为一种布置，其可至少包含下面的 内容可与控制站有关的一个或几个SCADA服务器、 一个或几个风力涡 4fe"发电机、 一个或几个子站(substation)、 一个或几个气象i殳备。
本发明提出了一种系统，其用于风电场的监视和控制。进行监视和控制，4吏得可以同质(homogeneously)地监视和控制几个风电场。由此，可 以同使用统一的输出同时监视不同的风电场，另外，可以对来自风电场的 数据进行比较。
根据本发明一实施例，命名空间理解为其数据可被交换的风电场WF 的逻辑元素的定义。 一元素通常将对应于逻辑元素或物理装置，例如风力 涡轮机或气象站。各个逻辑元素可与子元素的树结构相关联。
在本发明一实施例中，所述数据通信网络为公共数据通信网络。 例如，公共数据通信网络可包含有线或无线通信系统。 显然，系统可作为替代地使用专用于该连接的数据通信网络。 在本发明一实施例中，所述风电场还包含用于才艮据所述命名空间处理 数据的装置。
根据本发明一实施例，与风电场有关的处理器一一例如SCADA服务 器一一可以处理风电场数据，例如借助根据有关命名空间的缩放数据 (scaling data)。该处理还可涉及数据的重新计算，例如由摄氏度到华氏 度，或者由千瓦到兆瓦。处理还可涉及数据的预计算，例如特定数据的替 换。这是非常有利的特征，因为数据可变得同质。由此，确保了智能管理 服务器可以以同质的方式呈现来自几个风电场的数据，并甚至对来自不同 风电场的数据进行比较。
缩放可通过与命名空间一起向当前智能管理服务器传送缩放因子和缩 放特性来进行。或者，缩放可以通过关于风电场预缩放数据，并在后来将 缩放后的数据传送到智能管理服务器。
因此，例如，缩放可以暗含着，经由风电场和智能管理服务器之间的 连接传送的数据在例如在风电场上传送数据之前被转换。
或者，数据可与元数据一起被传送，如果必要的话，出于将所接收的 数据转换为希望格式的目的，元数据可在接收位置上应用。
在本发明 一实施例中，所述命名空间根据用户特有的认证和或授权特 性受到限制。
根据本发明一有利和优选的实施例，基于风电场上的或与风电场有关的可用的聚#名空间，命名空间可被建模为适合特定的用户。
换句话说， 一个用户可以根据特定一一且专用一一的命名空间与风电 场通信，而另一用户可基于以其他方式受到限制——如果希望这样的 话一一的命名空间通信。
根据本发明进一步的实施例，智能管理服务器IMS可提供用于根据用 户授权许可控制或改变图形用户界面的装置。这可以为，如果用户未被授 权设置或改变特定信息或控制的话，例如，借助在图形用户界面GUI中隐 藏特定信息或控制。根据本发明一实施例，这是非常有利的特征，因为风 电场拥有者可能对不同的用户可能具有不同的访问可能性有兴趣。
在本发明一实施例中，所述智能管理服务器相对于所述至少一个风电 场位于远程。
在本发明一实施例中，所述命名空间根据连接的智能管理服务器定义。 根据本发明一实施例，命名空间可根据风电场和规定智能管理服务器 之间的通信来定义，即专用于风电场和规定智能管理服务器之间的通信。 在本发明一实施例中，所述命名空间根据特定用户和/或客户端来定义。
根据本发明一实施例，命名空间可根据风电场和规定用户一一例如规 定的公司或甚至是特定的人一一之间的通信来定义，即专用于风电场和规 定用户之间的通信。
在本发明一实施例中，所述系统还包含可经由数据通信网络连接到所 述智能管理服务器的客户端，以便经由所述智能管理服务器监视和控制所 述风电场。
在本发明的范围中，客户端可访问系统的特性。根据本发明一实施例， 客户端理解为这样的装置其可包含处理器和数据存储装置，例如个人计 算机(PC)、移动电话、个人数字助理(PDA)等。客户端还可以为软件 部件，客户端可以受到用户的控制，例如风电场操作者，风电场卖方，市 电公司等。
在特定的背景下，客户端可以被理解为例如软件模块，其可以在任何
9合适的硬件平台上运行执行。
在本发明一实施例中，所述智能管理服务器与图形用户界面相关联。 图形用户界面可促进访问自不同风电场接收的数据的可视表示，数据
可被呈现，以便可视地建立关联。例如，可视关联可暗含着，不同风电场
的关于功率的数据可被校正。
另外，图形用户界面可促进，用户可向不同的风电场传送控制信号，
即使风电场基本上参阅不同类型的SCADA系统。
另外，图形用户界面可有利地以可比较的方式关于个体的所连接风电 场呈现用户可用的可用控制指令。
在本发明一实施例中，所^户端可借助所述风电场命名空间工具编 辑和控制所述命名空间。
本发明一实施例进一步提出了 一种风电场命名空间工具，其用于配置 份电厂的命名空间。命名空间工具可与智能管理服务器有关。风电场命名 空间工具4吏得系统管理者可以对于具体风电场定义确切的命名空间。风电 场命名空间可被存储，以便使其对于风电场可达。由此，当智能管理服务 器经由风电场配置工具连接到风电场时其变得可能；用于该风电场的命名 空间可自动^皮传送到智能管理服务器。这一点非常有利，因为连接到风电 场的所有智能管理服务器可自动从风电场检索命名空间。这使得以下成为 必需命名空间的变化将被自动分配给所有的智能管理服务器。这是本发 明一实施例的非常有利的特征，因为系统管理者可在更新远程客户端上节 省许多时间。根据本发明一实施例，管理者将仅仅需要更新有关风电场中 的命名空间。
在本发明一实施例中，所述风电场配置工具包含用于定义到至少一个 风电场的风电场连接的装置。
在本发明一实施例中，所述风电场配置工具关于智能管理服务器位于 外部。
风电场配置工具基本上可以为外部工具，借助该工具，所需要的连接 配置被建立并接着被传送到智能管理服务器。典型地，智能管理服务器建立和维护到以及来自风电场的通信。
典型地，根据由风电场配置工具建立的配置，才艮据风电场，智能管理 服务器建立和维护到以及来自风电场的通信和连接。
在本发明一实施例中，所述命名空间(N)与所述风电场有关地被存储。
根据本发明 一 实施例，与规定风电场有关的命名空间应当被存储在风 电场中，或者至少在风电场上可用。
在本发明一实施例中，所述命名空间与SCADA服务器有关地被存储 在风电场中。
在本发明一实施例中，所述命名空间表示对应的风电场的逻辑元素。
在本发明一实施例中，至少部分地在所述风电场到所述智能管理服务 器之间，所述命名空间至少部分地分布。
在本发明一实施例中，所述智能管理服务器包含用于在与风电场的联 系中从风电场检索命名空间的装置。
在本发明一实施例中，所述风电场包含用于维护事件日志的装置，其 至少部分地涉及所有事件的类型和时间的存储。
根据本发明一优选实施例，事件日志应当被保持在风电场中，以便提 供容易的故障调试和/或故障检查。这一点特别重要，因为本发明基本上促 进例如风电场的SCADA系统可被几个不同的用户控制或影响，例如，本 地SCADA操作者和智能管理服务器(IMS)的操作者。
当几个用户可访问同 一风电场时，例如经由智能管理服务器监视或维 护本地或远程执行的所有事件的日志是有利的。被记入日志的数据可以例 如被存储在与风电场有关的存储装置中。系统管理者可以从风电场检索日 志文件。例如，如果两个用户关于谁对特定事件一一例如降4氐风电场的最 大生产功率一一负责有争议，此曰志文件可能具有大的价值。
在本发明一实施例中，所述智能管理服务器包含安全设施。
在本发明一实施例中，所述安全设施定义，智能管理服务器向用户要 求密码和/或软件狗以提供对来自风电场的数据的访问，由此定义认证特性。
在本发明的范围内，在访问智能管理服务器时，用户必须被认证和/ 或授权。这可能是用户输入用户名和对应的密码，并在必要时连接软件狗。 软件狗被理解为必须附着到计算机一一例如客户端一一以便获得到风电场 的访问的电子装置。
在本发明一实施例中，所述连接基于由风电场命名空间工具建立的命 名空间来传送。
命名空间典型地基于聚合(典型地为预定义的)命名空间通过限制来 建立，所建立的受限命名空间可受到个体限制并专用于规定的连接。在本 发明的范围内，受限命名空间也可称为片段命名空间。
显然，"专用(dedication)"可能涉及，片段命名空间可专用于一个 特定的、几个或所有的所述连接。
另外，应当注意，片段命名原则上可被选择为包含完整的聚^名空 间，如果希望这样的话。
在本发明一实施例中，所述命名空间工具被关联到所述风电场配置工 具或者包含在所述风电场配置工具之中。
另外，本发明涉及监视和控制风电场的方法，其包含以下步骤
-基于借助风电场配置工具建立的定义，建立从智能管理服务器到至少 一个风电场的风电场连接，
-从所述至少一个风电场获得命名空间，
-在所述智能管理服务器上从所述至少一个风电场获得测量或监视数据。
应当注意，测量和监视数据均可在获得命名空间之前或之后获得，借 助该命名空间，所获得的测量和监视数据可被解释。
在本发明 一实施例中，所述方法还包含控制所述风电场的至少 一个逻 辑元素的步骤。
在本发明一实施例中，所述风电场连接定义在其之间建立或将建立连 接的规定风电场和规定智能管理服务器。连接的建立可被看作用于定义通信方的配置。
在本发明一实施例中，所述方法还包含借助风电场命名空间工具将命 名空间专门用于所述连接的步骤。
显然，命名空间工具可或多或少地集成在其他工具中，例如配置工具中。
例如，命名空间专用于特定连接有利于从智能管理服务器到不同风电 场的通信可借助不同的命名空间一一例如覆盖所有被连接风电场的聚合命 名空间的不同的片段版本一一进行，或者，有利于根据由命名空间工具建 立的定义，才艮据不同命名空间，特定风电场与不同智能管理服务器通信。
在本发明一实施例中，所述方法包含借助风电场配置工具建立从智能 管理服务器到至少两个风电场的风电场连接的步骤。
另外，本发明涉及在智能管理服务器和至少 一个风电场之间建立通信
的方法，所述方法包含以下步骤
-从风电场获得命名空间定义信息，
-基于所述命名空间定义信息，与所述风电场通信。
在本发明一实施例中，所述命名空间定义信息涉及由风电场命名空间 工具定义的命名空间。


下面将参照附图介绍本发明，其中
图1示出了从前方看的大型现代风力涡轮机；
图2示出了根据现有技术的实例的典型风电场的概图3示出了根据本发明一实施例的典型风电场的概图4示出了根据现有技术的实例的两个风电场的概图5示出了根据本发明一实施例的两个风电场的概图6示出了智能管理系统和可与此交互的元件的详细图7示出了风电场配置工具的某些原理；
图8示出了 SCADA系统和智能管理服务器之间的命名空间定义传送的原理；
图9示出了命名空间可如何被应用为 一个聚^名空间或片段命名空 间的原理；
图10A与10B示出了根据本发明某些实施例的片段命名空间的应用的
进一步的特征；以及
图11示出了智能管理服务器可如何将两个或两个以上不同命名空间 合并到一个合并命名空间中的有利原理。
具体实施例方式
图1示出了现代风力涡轮机1，其包含塔架2和位于塔架2的顶部的 风力涡轮才球枪4。塔架2由多个塔架片段3构成。风力涡轮机转子5包 含三个风力涡轮机叶片6，其通过伸出机抢4前部的低速轴被连接到机艙4。
图2示出了才艮据现有技术一实例的典型风电场WF的概图。风电场包 含多个风力涡轮发电机WTG，风力涡轮发电机WTG可在海上或岸上成 组地位于同一区域。风力涡轮机可被组装为构成整体的统一发电单元，该 单元可被连接到市电网。风电场典型地具有可与主机或控制站有关的监视 控制和数据采集(SCADA)服务器SCS。风电场可还包含子站SS，其可 包含开关、断路器、不间断电源(UPS)系统和其他设备，用于控制所产 生的功率及风电场WF到电网的功率输出。另外，风电场可包含气象站 MS，其可包含例如用于测量风速、空气湿度、风向的设备。
SCADA服务器SCS可包含多个计算机，其连续监视风力涡轮机的条 件，并收集关于其运行的统计数据。典型地经由与风力涡轮机的风力涡轮 机控制器的通信，SCADA服务器SCS还可控制风力涡轮机中的多个开关、 液压泵阀、电动机。SCADA服务器SCS还可控制子站SS中的元件。控 制站可经由数据通信网络DCN或公共数据通信网络PDCN——例如互联 网——远程地或本地地连接到风电场。例如，数据通信网络DCN可包含 局域网LAN和/或公共数据连接网，例如互联网。显然，气象站MS和子 站可包含它们各自的与SCADA服务器SCS通信的计算机和数据存储设备，例如服务器和数据库。
出于监视和控制目的，可以经由数据通信网络DCN本地登录到风电 场WF，或经由互联网等公共数据通信网络PDCN远程登录到风电场WF。 这可由作为客户端C的计算机登录到风电场的SCADA服务器SCS进行。 由登录到风电场系统的客户端C，可以监视风电场，其可例如为读取风力 涡轮发电机WTG之一的阀的压力表计。客户端C还可以控制风电场WF 的元件。
然而，客户端可运行用于特定风力涡轮机的特定专用软件组件。
图3示出了根据本发明一实施例的风电场WF的概图。该图示出了与 参照图2介绍的相同的元件，另外，该图示出了智能管理服务器IMS。如 参照图2所介绍的那样，智能管理服务器可以如图所示与按照传统连接的 客户端C相同的方式连接到风电场。
图4示出了根据现有技术的一个实例的两个风电场WF1、 WF2的概 图。该图还示出了控制中心CC，由之，风电场l客户端WF1C可被连接 到风电场l，且其中，风电场2客户端WF2C可被连接到风电场2WF2。 客户端WF1C、 WF2C可出于监视和控制目的经由数据通信网络或经由互 联网等公共数据通信网络PDCN本地或远程地登录到风电场。由登录到风 电场系统的客户端WF1C、 WF2C,可以监视风电场，其可以为例如读取 风力涡轮发电机WTG之一的阀的压力仪表。另外，由客户端WF1C、 WF2C 可以控制风电场WF1、 WF2的元件。这可以为例如到风电场WF1、 WF2 中的一个中的给定风力涡轮机WTG以改变风电场或风力涡轮机WTG的 无功功率因数的指令，或为启动或停止风力涡轮机或风电场的指令。
在现有技术的此实例中，客户端WF1C、 WF2C可能必须为对于各个 特定风电场的专用特定软件部件。
这限制，可能难以直接比较数据，因为数据以不同的数据类型和命名 空间定义。
现有技术的另一问题在于风电场的命名空间N由客户端集中管理。如 果，例如，控制中心CC经由风电场1客户端WF1C登录到风电场1 WF1，
15其为确定命名空间即哪些数据可由风电场WFl交换的客户端接口。如果 另一专用客户端连接到风电场l WF1，命名空间可重新为客户端专用的， 且连接到同 一风电场的两个客户端的命名空间可能不是相同的。
根据现有技术的此实例，不可能限制到风电场的命名空间N的片段的 访问。因此，唯一可能的限制是获得到完整命名空间的访问，或是不能获 得对任何数据的访问。
命名空间定义了其数据可被交换的风电场WF的逻辑元素。 一元素可 通常对应于物理装置，例如风力涡轮机或气象站。各个元素可以与子元素 的树结构相关联。作为根据本发明一实施例的命名空间的一部分的元素的 实例可以为
"有效(active)报警大代码"。表示风力涡轮机是否处于报警模式， 以及何种报警代码。
"有功功率测量"，有功功率是由风力涡轮机WF或一个风力涡轮发 电机WTG产生的总功率。
"功率设置点，，。指的是标准的公知测量，其可例如涉及功率因数的 调节，即有功与无功功率之间的关系。这种调节可以例如关于借助对两个 或两个以上的风力涡轮机服务的中央控制单元执行的功率的调节。这样的 中央控制可以为连续的，或自动和/或手动地不时发起。
"涡轮机运行状态"，包含风力涡轮机的当前运行状态的信息，例如 风力涡轮机是否停止。
"风速"，包含在风电场上测量得到的当前风速的信息。 图5示出了才艮据本发明一实施例的两个风电场WF1、 WF2的概图。 该图显示出控制中心CC如何使用智能管理服务器IMS连接到几个风电场 WF1、 WF2的系统概图。客户端C由此可接触几个风电场WF1、 WF2并 经由智能管理服务器IMS向用户呈现一个或几个风电场的同质信息。然 而，在传统的系统中，不可能在客户端C上以同质的方式呈现风电场。另 外，可以借助命名空间信息的有利获得以同质的方式控制风电场，其将在 下面参照图6-ll介绍。另夕卜，用户可经由客户端C控制风电场WF1、WF2。智能管理服务器IMS因此为非常有利的服务器，其可连接到几个风电场， 这参照图6更具体地介绍。
图6示出了智能管理系统IMSY以及可能与此交互的元件的详细视 图。智能管理系统IMSY根据本发明 一实施例包含风电场配置工具WCT, 风电场命名空间工具WNT以及智能管理服务器IMS。该图还示出了客户 端C，公共数据通信网络PDCN，多个风电场WF1、 WF2、 WFn以及存 储装置SM。
借助风电场配置工具WCT,用户可以配置哪些风电场WF1、WF2......
Fw3连接到智能管理服务器IMS。这可通过在风电场配置工具WCT中输 入风电场配置信息来进行，风电场配置工具WCT可运行为智能管理系统 IMSY中的应用考呈序。信息可以为例如
-风电场WF的地址，例如互联网协议(IP)地址。
画风电场SCADA服务器SCS的用户名和密码。
-文件传送协i义(FTP)连接的用户名和密码。
风电场命名空间工具WNT为这样的工具其4吏得可以确定应该可以 由智能管理系统IMSY监视和控制风电场WF的哪些元件，并因此包含用 于配置用于风电场WF的命名空间的装置。
在一个或几个风电场WF的系统中，存在用户访问、管理、存储并可 能共享的多种类型的数据。命名空间可被提供为统一参照和组织所述不同 类型数据的数据结构。
根据本发明一实施例，命名空间可与特定的风电场WF有关，使得一 个风电场的所有用户可访问同一数据结构，使用同样的命名空间。这非常 有利，因为当命名空间N可4皮保存到与特定风电场有关的存储装置SM时， 命名空间对于风电场定义。这使得，当命名空间可从风电场WF检索时， 另一用户例如经由智能管理服务器IMS连接到同一风电场WF。命名空间 的这种非集中的存储根据本发明一实施例确保了 ，即使几个用户可连接到 风电场WF，对于风电场WF仅仅可存在一个命名空间。
在本发明另 一实施例中，与个体用户相关联的个体或私用命名空间可能存在，或者具有与命名空间的指定成员相关联的命名空间。例如，风电
场WF能被实现或设置，使得仅仅被指定的成员可访问与风电场WF相关 联的关键数据。因此，在本发明的范围内，几个哞^名空间N可能对于一个 风电场存在，该风电场可借助风电场命名空间工具WNT受到用户一一例 如管理者一一的控制。
另外，风电场命名空间工具WNT包含用于向命名空间N中的元素或 数据定义可能以及适当的缩放因子的装置。风电场命名空间工具WNT可 由例如系统管理者使用，以便定义智能管理服务器IMS可连接到的各个风 电场WF的缩放因子。命名空间中的数据的缩放意味着与几个风电场通信 的智能管理服务器IMS可获得来自风电场的统一的输出。特别地，可以直 接将来自不同风电场的数据进行比较。另外，根据本发明一实施例，风电 场命名空间工具WNT可以应用与命名空间有关的数据的处理。数据的处 理例如可为从4聂氏度到华氏度或从千瓦到兆瓦的数据重新计算。处理还可 涉及数据的预计算，例如特定数据的替换。根据命名空间的数据缩放可直 接在风电场WF的SCADA服务器SCS上或与智能管理系统IMSY有关地 执行，例如在智能管理服务器IMS上。下面构成可如何将对不同风电场的 参照转换为统一的参照的实例。
在具有类型x风力涡轮机的第一风电场WF1中，提及有功功率产生 的实例
Turbl.Generator.ActivePowerProduction (以KWh为单位) 在具有类型y风力涡轮机的第二风电场WF2中，提及有功功率产生 WTG2.Gen.ActivePower.Prod (以MWh为单位) 在根据本发明一实施例经由命名处理数据并对于智能管理服务器IMS
缩放命名空间之后，参照可以是统一的，如下所示
T01.Generator.Production.ActivePower (以KWh为单位)
T02.Generator.Production.ActivePower (缩放到KWh)
如所示出的，有功功率可以根据统一的处理后的命名空间以同质的方
式被访问。
18智能管理服务器IMS可在客户端上向用户呈现图形用户界面(GUI)， 其包含表示从一个或几个风电场WF检索的监视数据的多个元件。根据本 发明一实施例，智能管理服务器IMS可提供用于根据用户的授权许可控制 或改变图形用户界面的装置。这可以为借助隐藏图形用户界面GUI中的特 定控制，如果用户未被授权设置或改变它们的话。
与智能管理服务器IMS有关的优点以及向几个风电场传送的可能性 有关的优点依赖于，与现有技术的系统不同，数据一一例如来自不同风电 场的测量一一的整合可被直接集成到合适的数据库中，由此避免风电场与 智能管理服务器IMS之间或智能管理服务器IMS上非同质数据转换的复 杂设置。
这一点的另 一 实施形态为，数据转换可在风电场上应用或与之密切相 关地应用。
图7示出了才艮据本发明一实施例的风电场配置工具WCT的某些原理。 风电场配置工具WCT适用于建立到风电场WF1、 WF2……WFn的 连接的目的。
在所示出的实施例中，连接经由数据通信网络一一例如公共数据通信 网络PDCN——或任何其他合适的通信装置建立。
图8示出了 SCADA服务器SCS1、 SCS2……SCSn与智能管理服务器 IMS之间的命名空间定义传送的原理。根据本发明一实施例，命名空间定 义NSD1、 NSD2……NSDn在风电场中与SCADA服务器SCS1、 SCS2......
SCSn有关地存储，或者，至少其表示可被传送到智能管理服务器IMS。 命名空间定义NSD1、 NSD2……NSDn的传送可在智能管理服务器IMS连 接到风电场时进^f亍。或者，命名空间定义NSD1、 NSD2......NSDn的传送
可连续进行，例如，更新的命名空间定义可每一个小时一次被传送到智能 管理服务器IMS。在本发明另 一 实施例中，命名空间定义NSD1 、 NSD2......
NSDn可以与SCADA服务器SCS1、 SCS2……SCSn或风电场WF没有物 理关系地存储。然而，应当注意，命名空间定义NSDl、 NSD2......NSDn
可表示根据特定风电场WF的数据结构。图9示出了根据本发明一实施例命名空间N可如何作为一个聚^名 空间或是片段命名空间被应用的原理。该图示出了聚"名空间AN和多 个片段命名空间FN1、 FN2、 FN3……FNn。聚合命名空间AN表示才艮据风 电场WF的完整的可用命名空间N的实例。这意味着，聚合命名空间AN 表示用户客户端可连接到的风电场的所有可能的逻辑元素和子元素。然而， 系统管理者可借助风电场命名空间工具WNT设置特定的配置，即独立配 置哪些片段应当被包含在用于各个用户的片段命名空间中。，该图示出了根据本发明一实施例的片段命名空间FN1、 FN2、 FN3…… FNn的不同实例。这些实例显示，可提供不同的命名空间片段。例如，片 段命名空间FN2可仅仅包含一个小片段，其显示，被分配给该片段命名空 间的用户仅仅可访问完整聚^名空间AN的非常有限的部分。控制认证和/或授权特性的方法因此可借助向不同用户依赖于其相应 的授权特性分配聚#名空间的不同片段，即片段命名空间FN。不同的聚 合和/或片段命名空间向不同用户的分配可借助例如与SCADA服务器SCS 有关地在相应的风电场上进行的用户认证来进行。聚^名空间AN到片 段命名空间FN的分段可与风电场WF有关地进行，或者，在智能管理服 务器中依赖于当前用户和授权特性来进行。根据本发明进一步的实施例，各个片段命名空间FN1、 FN2、 FN3......FNn可专门用于特定风电场与智能管理服务器之间的通信。换句话说，参 照图6，片段命名空间FN1可参照智能管理服务器系统IMSY与风电场 WF1之间的通信，片段命名空间FN2可参照智能管理服务器系统IMSY 与风电场WF2之间的通信，等等。图IOA与图IOB示出了根据本发明某些实施例的片段命名空间应用的 进一步的特征。在图IOA的实施例中，多个风电场WF1、 WF2……WFn——即两个 以上的一一可借助基于片段命名空间FN的通信关联到对风电场WF1、 WF2……WFn进行监视和/或控制的智能管理服务器IMS。这些片段命名 空间FN可对于各个风电场WF1、 WF2……WFn不同，并由此可向智能管理服务器IMS提供不同的授权特性。片段命名空间可有利地包含如联系 上面阐释的图9阐释的聚合命名空间AN的受限版本。在本发明另一实施例中，智能管理服务器到风电场WF1、 WF2…… WFn的连接可基于聚合命名空间或聚^名空间AN以及片段命名空间 FN的组合来建立。图10B的实施例示出了可关联到风电场WF的几个智能管理服务器 IMS1、 IMS......IMSn。几个智能管理服务器IMS1、 IMS2……IMSn的数量可以为两个或两 个以上。几个智能管理服务器IMS1、 IMS2……IMSn中的一个可以包含例如 具有管理者权限的管理者。这些权限可以例如促进所关联的风电场与智能 管理服务器之间基于未受限命名空间即聚#名空间的通信。例如，这可 能暗含着，例如智能管理服务器IMS1的管理者一一例如风电场的风力涡 轮机的制造者一_出于控制、维护、测试、更新软件等目的可具有完整的 访问，而风电场的用户一一例如操作者一一可借助例如智能管理服务器 IMS2基于受P艮命名空间仅仅与风电场WF通信。如上面所阐释，与个体风电场和智能管理服务器之间的通信有关的片 段命名空间的这种分段和专用可由组合德风电场配置工具WCT以及命名 空间工具WNT在管理者的位置一一例如在智能管理服务器系统IMSY中， 如关于图6所阐释——建立和定义。显然，这些工具也可是分立的和专用 的，如果希望这样的话。应当注意，在几个智能管理服务器IMS可交叉连接到几个风电场的情 况下，上面提到的两个实施例还可组合。例如，图10a的风电场WF1可 与一个以上的智能管理服务器IMS相关联，例如如关于图10b所阐释。图11示出了智能管理服务器IMS可如何将两个或两个以上的命名空 间合并到一个合并命名空间MN的有利原理。该图示出了智能管理服务器IMS、两个风电场WF1与WF2、两个命 名空间NS1与NS2以及合并命名空间MN。由于风电场WF1与WF2之间的可能的不同，可连接到不同风电场WF1与WF2的IMS或客户端可 具有完全不同的命名空间N。根据现有技术，这可涉及这样的问题风电 场WF1与WF2中的数据可能被不同地呈现，并可能进一步依赖于不同的 专用客户端C。该图显示，智能管理服务器IMS能够将两个不同的命名空 间NS1与NS2合并到一个合并空间MN。显然，这将带来对来自所有所连 接风电场的数据的容易且统一的概览，但可涉及用户一一例如操作者一一 可以以同质的方式且甚至是同时地控制几个风电场。根据合并命名空间使 得风电场数据统一的实例在下面示出第一风电场中的风力涡轮机的齿轮 油温可通过读取下面的特性来计量 Turbinel.gear.oiltemp第二风电场中的风力涡轮机的齿轮油温可通过读取下面的特性来计量Turbinel.gear.oiltemp风力涡轮机1的齿轮油温可在合并的命名空间MN中参照为 WF1 .turbine 1 .gear .oiltemp风力涡轮机1的齿轮油温可在合并的命名空间MN中参照为 WF2.turbinel.gear.oiltemp通过这种方式，通过在参照中插入风电场名称，智能管理服务器IMS 可区别两个不同的特性。然而，注意，上面的实例不应^L理解为限制性的， 而是仅仅构成使得数据具有同质性的实例。应当提到，该图所示的两个命名空间NS1与NS2可以为聚合的或片段的。因此，根据本发明，非常有利的发明为聚合或联合的命名空间，其使 得可以以统一且同质的方式连接到具有不同命名空间的不同风电场。
权利要求
1.一种风电场监视与控制系统，所述系统包含-至少一个风电场(WF)，-至少一个智能管理服务器(IMS)，其可经由数据通信网络(DCN)连接到所述至少一个风电场(WF)，-与所述智能管理服务器(IMS)有关的至少一个风电场配置工具(WCT)，用于建立到所述至少一个风电场(WF)的连接。
2. 根据权利要求1的风电场监视与控制系统，其中，所述系统包含 至少两个智能管理服务器(IMS)。
3. 根据权利要求1或2的风电场监视与控制系统，其中，所述系统包 含至少两个风电场。
4 . 根据权利要求l-3中任意一项的风电场监视与控制系统，其中，所 述系统还包含定义了一组逻辑元素的命名空间(N)。
5. 根据权利要求l-4中任意一项的风电场监视与控制系统，其中，所 述数据通信网络(DCN)为公共数据通信网络(PDCN)。
6. 根据权利要求l-5中任意一项的风电场监视与控制系统，其中，所 述风电场(WF)还包含用于根据所述命名空间(N)处理数据的装置。
7. 根据权利要求l-6中任意一项的风电场监视与控制系统，其中，所 述命名空间(N)根据用户特有的认证和或授权特性受到限制。
8. 根据权利要求l-7中任意一项的风电场监视与控制系统，其中，所 述智能管理服务器(IMS)关于所述至少一个风电场(WF)位于i^E巨离。
9. 根据权利要求l-8中任意一项的风电场监视与控制系统，其中，所 述命名空间(N)根据连接的智能管理服务器(IMS)来定义。
10. 根据权利要求l-9中任意一项的风电场监视与控制系统，其中，所 述命名空间(N)才艮据特定用户和/或客户端来定义。
11. 根据权利要求1-10中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述系统还包含可经由数据通信网络连接到所述智能管理服务器(IMS )的客户端(C)，以便经由所述智能管理服务器(IMS)监视和控制所述 风电场(WF)。
12. 根据权利要求l-ll中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述智能管理服务器(IMS)与图形用户界面(GUI)相关联。
13. 根据权利要求1-12中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所ii^户端(C)可借助所述风电场命名空间工具(WNT)编辑和控制所 述命名空间(N)。
14. 根据权利要求1-13中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述风电场配置工具(WCT)包含用于定义到至少一个风电场的风电场连 接(WFC)的装置。
15. 根据权利要求1-14中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述风电场配置工具(WCT)关于智能管理服务器(IMS)位于外部。
16. 根据权利要求1-15中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述命名空间(N)与所述风电场(WF)有关地被存储。
17. 根据权利要求1-16中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述命名空间(N)与SCADA服务器(SCS )有关地4皮存储在风电场(WF ) 中。
18. 根据权利要求1-17中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述命名空间(N)表示对应的风电场(WF)的逻辑元素。
19. 根据权利要求1-18中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 至少部分地，所述命名空间(N)分布在至少部分在所述风电场(WP)到 所述智能管理服务器(IMS)之间。
20. 根据权利要求1-19中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述智能管理服务器(IMS)包含用于在与风电场(WF)的连接中从风电 场(WF)检索命名空间(N)的装置。
21. 根据权利要求1-20中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述风电场(WF)包含用于维护事件日志的装置，事件日志至少部分地 涉及所有事件的类型和时间的存储。
22. 根据权利要求1-21中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述智能管理服务器(IMS)包含安全设施。
23. 根据权利要求1-22中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述安全设施定义智能管理服务器(IMS)从用户要求密码和/或软件狗 以提供对来自风电场的数据的访问，由此定义认证特性。
24. 根据权利要求1-23中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述连接基于由风电场命名空间工具(WNT)建立的命名空间(AN， FN1， FN2, FN3，…Fn)来通信。
25. 根据权利要求1-24中任意一项的风电场监视与控制系统，其中， 所述命名空间工具(WNT)被关联到所述风电场配置工具(WCT)或者 包含在所述风电场配置工具(WCT)之中。
26. —种监碎见和控制风电场(WF)的方法，其包含以下步骤 誦基于借助风电场配置工具(WT)建立的定义，建立从智能管理服务器(IMS)到至少一个风电场(WF)的风电场连接(WFC)， -从所述至少一个风电场(WF)获得命名空间，-在所述智能管理服务器(IMS)上从所述至少一个风电场(WF)获 得测量或监视数据。
27. 才艮据权利要求26的监视和控制风电场(WF)的方法，其中， 所述方法还包含控制所述风电场(WF)的至少一个逻辑元素的步骤。
28. 根据权利要求26或27的监视和控制风电场(WF)的方法，其 中，所述风电场连接(WFC)定义在其之间建立或将建立连接的规定的风 电场和规定的智能管理服务器(IMS)。
29. 根据权利要求26-28中任意一项的监视和控制风电场(WF)的 方法，其中，所述方法还包含借助风电场命名空间工具(WNT)将命名空 间(N)专门用于所述连接的步骤。
30. 根据权利要求26-29中任意一项的监视和控制风电场(WF)的方 法，其中，所述方法包含借助风电场配置工具(WCT)建立从智能管理服 务器(IMS)到至少两个风电场(WF)的风电场连接(WFC)的步骤。
31. —种在智能管理服务器(IMS)和至少一个风电场(WF)之间建 立通信的方法，所述方法包含以下步骤國从风电场(WF)获得命名空间定义信息， -基于所述命名空间定义信息，与所述风电场(WF)通信。
32. 根据权利要求31的建立通信的方法，其中，所述命名空间定义信 息涉及由根据权利要求24-25的风电场命名空间工具(WNT)定义的命名 空间(N)。
全文摘要
本发明涉及一种风电场监视与控制系统，所述系统包含至少一个风电场；至少一个智能管理服务器(IMS)，其可经由数据通信网络连接到所述至少一个风电场；与所述智能管理服务器有关的至少一个风电场配置工具，用于建立到所述至少一个风电场的连接。本发明提出了一种用于监视和控制风电场的系统。进行监视与控制，使得可以同质地监视和控制几个风电场。由此，可以用统一的输出同时监视和控制不同的风电场，并可以将来自风电场的数据进行比较。
文档编号G05B23/02GK101600886SQ200880002278
公开日2009年12月9日 申请日期2008年1月15日 优先权日2007年1月15日
发明者B·洛夫曼德, B·福尔桑, K·拉斯穆森, O·埃尔伯, P·H·尼尔森 申请人:维斯塔斯风力系统有限公司