多协议风力涡轮机系统和方法

专利名称：多协议风力涡轮机系统和方法
技术领域：
风力的颇具策略性分布的特性存在独特的挑战。风电场包含位于岸上 或海上的几台风力涡轮机，并常常覆盖大的地理区域。
术，其被称为SCADA (SCADA:数据采集与监视控制)。
背景技术：
不同的SCADA网络上的风力涡轮机常常经由不同的通信协议通信， 并常常专有地依赖于制造者。这一事实使得拥有者和运营者非常难以在具 有集中控制的例如风电场中集成不同类型的风力涡轮机。
为了解决这个问题，制订了新的IEC (IEC:国际电工技术委员会) 标准"IEC 61400-25"，其规定了需要在多卖方环境中连接风力发电厂部 件并交换由部件变得可用的信息所需要的所有细节。标准包括风力发电厂 特有的信息、用于信息交换的机制、到通信协议的映射以及系统配置。标 准定义或描述了多种通信协议。为了支持标准，风力涡轮机必须支持预定 通信协议中的一种。为了提供监视和控制风力发电厂的统一通信基础而建 立IEC 61400-25。其规定了风力发电厂特有的信息、用于信息交换的机制、 到通信协议的映射以及系统配置。在这一点上，标准规定了在多卖方环境 中连接风力发电厂部件并交换部件的所有信息所需要的所有细节。
国际专利公开WO 2005/055538公开了一种用于经由数据总线传输数 据的方法和系统，该数据总线包含用于将数据转换为具有根据特定标准 (IEC 61850)的格式的数据的网关。类似的方案已经参照IEC 61400-25 标准开发。与转换器在风力涡轮机之间的通信线中的这样的用途有关的问 题在于网关可表现出单点故障的主体。如果网关故障，则不能通信地到达连接到网关的所有风力涡轮机。
另外，这样的转换可导致信息损失，因为到特定格式的转换显然必须 包括输出格式必须被限制为适合相关的协议。

发明内容
本发明涉及一种风力涡轮机，其包含至少两个通信协议处理器(PH), 所述协议处理器(PH)包含用于根据相关联的通信协议产生和解释 (interpret) SCADA相关数据(SCADA:数据采集与监视控制)的装置， 且其中，所述至少两个协议处理器(PH)与不同的通信协议相关联。
另外，还可以设计可适合几乎大多数环境的风力涡轮机。
本发明提出了一种风力涡轮机，其借助几个协议处理器支持至少两种 在IEC 61400-25中定义的协议，即多协议风力涡轮机。这是非常有益的特 征，因为同样类型的风力涡轮才几可4吏用不同的通信协议与不同的运营者运 行，例如在不同的风电场中。才艮据本发明，SCADA相关数据可为任何与 风力涡轮机的监视和/或控制有关的数据。
本发明 一 实施例的另 一种非常有利的特征是多协议风力涡轮机可被具 有不同协议的不同系统检查(survey)和/或控制。例如，出于检查或监视 风力涡轮机的原因，市电公司可能希望直接访问风力涡轮机。这通常仅仅 在市电公司具有运行与风力涡轮机当前所运行的协议相同的协议的、基于 硬件和/或软件的系统时才是可能的。根据本发明，市电公司可以借助运行 风力涡轮机当前协议以外的另一协议的系统来接触风力涡轮机。这一点非 常有利，因为不再需要在第三方一一例如市电公司一一上安装特别的软件 或硬件来与本发明的风力涡轮机通信以获得监视或控制。
根据本发明一实施例，协议处理器可为这样的装置其包含根据一种 或几种特定通信协议的协议编码器和解码器。根据本发明，用于产生 SCADA相关数据的装置提供用于根据当前协议以预定方式对数据进行封 装(wrap)的装置。根据本发明，用于解释SCADA相关数据的装置提供 用于根据当前协议对数据进行解码的装置。因此，术语"协议处理器，，可被理解为协议驱动器。协议处理器可位于风力涡轮机的内部或外部。
根据本发明，术语"通信协议"理解为对有待经由数据通信网络传输
的数据进行封装、编码或解码的预定形式。
在本发明另一有利实施例中，可以同时使用两种不同的通信协议，并
因此获得不同的数据通信优先次序。通过这种方式，与统计性温度读数等
非关键数据相比，例如电力控制指示数据等关键数据可以较快地传输到风
力涡轮才几。
应当注意，均包含用于产生和解释数据的装置的所述至少两个协议处 理器显然进一步可被包含在一个单元中，例如处理器中。
具有关于风力涡轮机运行而放置的至少一个协议处理器的另一种有利 特征在于，其消除了对于将根据一种协议被传输到风力涡轮机的数据转换 为由风力涡轮机应用的另一种特定协议的需求。由于可以在不转换的情况 下向风力涡轮机传输数据，从中央服务器到风力涡轮机的传输时间可最小 化或减少。在需要精确故障检测或电力控制的情况下，传输时间的最小化 可能非常有利。
具有方文置在风力发电厂的风力涡轮机中的至少两个协议处理器的另一
种有利特征在于，给出了容易地将进一步的子站(substation )或风力涡轮 机集成在风力发电厂中的自由。由于这样，进一步的子站或风力涡轮机可 由不同的制造者制造，并因此支持不同的数据协议。
集成在风力发电厂中的进一步的子站的实例可以为例如用于存储测量 数据的分布数据库，进一步的度量站或甚至来自不同制造者的进一步的风 力涡轮机。
在本发明另 一实施例中，所述至少两个协议处理器各自包含用于一个 通信协议的接收和传输的装置。
在本发明一实施例中，所述至少两个协议处理器被包含在一个包含用 于产生和解释SCADA相关数据的装置的扩展协议处理器中。
根据本发明一实施例，扩展协议处理器可包含用于处理几种协议的装 置。这可以以不同的方式完成。扩展协议处理器处理不同协议的数据包，并由此需要由以一协议定义的数据包获知以另一协议定义的数据包。这种 功能可借助扩展协议处理器来获得，其通过从相关数据包中采集协议特有 的数据来检测所述相关数据包的协议，并根据所述协议特有的数据对所述 相关数据包进行处理。根据本发明 一 实施例获得这种功能的另 一种方法可 借助合并在所述扩展协议处理器中的至少两个协议处理器，所述扩展协议 处理器包含用于在不判断协议类型的情况下处理扩展协议处理器中的至少 两个不同协议的数据的装置。扩展协议处理器可以以这种方式包含用于解 释和产生几种协议的数据包的装置。
在本发明一实施例中，所述协议处理器被SCADA接口包含。
根据本发明，SCADA接口可以为任何物理或基于软件的网关或端口 ， 其经由例如电缆接收数据。SCADA接口可物理地或无线地与风电场的控 制站或SCADA月良务器连结。
在本发明一实施例中，所述不同通信协议中的一种以基于SOAP (简 单对象接入协议)的web服务为J^出。应当注意，基于SOAP的web服 务也可被称为XML web服务的。
在本发明一实施例中，所迷至少两种不同的通信协议之一为MMS协议。
在本发明一实施例中，协议处理器简单地将SCADA相关数据从当前 协议转换为风力涡轮机的内部协议或语言。
所有协议处理器可被组装到一个扩廣iH义处理器PH中属于本发明的 范围。
实施本发明的一种有利的方式可以通过在风力涡轮机的SCADA接口 应用用于在不同协议之间切换的开关或配置设置。由此，例如风电场运营 者可以在风力涡轮机的安装和校准过程中切换到当前风电场的协议。这一 点非常有利，因为同样类型的风力涡轮机可应用到使用不同通信协议的不 同风电场，并在不需要任何网关的情况下工作。另外，风电场运营者可改 变风电场的通信协议，并仍使用同样的风力涡轮机。
在风力发电厂的个体风力涡轮机中实施本发明的一个非常有利的特征在于，为风电场管理者给出了直接对这样的个体风力涡轮机通信的机会。
在风力发电厂的各个个体风力涡轮机中实施本发明的另一非常有利的 特征在于，其消除了对用作风力发电厂网关的协议转换器的需求。将由例 如控制站发送的来自 一个协议的数据转换为风力发电厂中的风力涡轮机支 持的另一协议的需要可能遭受单点故障。如果转换器故障，不能对风电厂 中的任何风力涡轮机通信。
在本发明一实施例中，所述至少两个不同的SCADA协议被包含规定 在IEC 61400-25标准中。
在本发明 一实施例中，所述协议处理器中的至少一个分布在风力涡轮 机中。这意味着，协议处理器的某些功能分布在风力涡轮机的不同位置。 可能存在例如位于塔架中执行协议解释的嵌入式处理器。
另外，本发明涉及包含到至少一个外部SCADA服务器(SCS)的至 少 一个SCADA接口 ( SI)的风力涡轮机。
所述SCADA接口 ( SI)传送SCADA相关数据(SRD )，所述SCADA 接口包含使得根据至少两种不同的SCADA协议对SCADA相关数据 (SRD)进行编码和解码成为可能的多协议SCADA接口。
本发明提出了一种风力涡轮机，其与支持至少两种在IEC 61400-25中 定义的协议的SCADA接口有关。这是非常有利的特征，因为同样类型的 风力涡轮机可与4吏用不同通信协议的不同运营者运行，例如在不同的风电 场中。根据本发明，SCADA相关数据可为与风力涡轮机的监视和/或控制 有关的任何数据.
才艮据本发明一实施例，SCADA服务器可为与一个或几个风力涡轮机 有关的任何服务器，其用于设置运行点、发送命令、监视系统、存储历史 数据，或者可进一步向风力涡轮机发送电力控制指令。SCADA服务器可 以为连接到至少 一个风力涡轮机或者风电场中的 一个或几个风力涡轮机的 服务器。
在本发明一实施例中，所述SCADA服务器(SCS)与风电场控制站 有关。在本发明一实施例中，所述SCADA接口位于风力涡轮才几内部。 根据本发明，SCADA服务器可与风电场控制站有关，风电场控制站 可以为执行风电场监视和控制的中央单元。
根据本发明的风力涡轮机可在不需要对满足IEC 61400-25标准的任 何风电场进行改变的情况下运行。这非常有利，因为同样类型的风力涡轮 机可在不同风电场中使用。另外，风电场运营者或拥有者可向包含来自其 他卖方的风力涡轮机的风电场中添加一个或一个以上根据本发明的多协议 风力涡轮冲几。
另夕卜，本发明涉及与风力涡轮机有关的多协议SCADA接口，其包含 用于根据至少两种不同的通信协议对数据进行编码的装置， 并还包含用于根据至少两种不同的通信协议对数据进行解码的装置。 在本发明一实施例中，所述至少两种不同的协i义为IEC 61400-25标准 的一部分。
在本发明一实施例中，所述至少两种不同的通信协议中的一种由基于 SOAP的web月1务定义。
在本发明 一 实施例中，所述至少两种不同的通信协i义中的 一种为MMS 协议。
在本发明 一 实施例中，所述至少两种不同的通信协议中的 一种为 DNP3。
在本发明一实施例中，所述至少两种不同的通信协议中的一种为IEC 60870-5-104协议。
在本发明 一 实施例中，所述至少两种不同的通信协议中的 一种为 OPC-XML-DA协议。
在本发明一实施例中，所述至少两种不同的通信协议中的一种为 GOOSE协议。
根据本发明，可以支持或理解至少两种不同的数据通信协议。 另外，本发明涉及一种根据至少两种不同的SCADA相关通信协议产 生和解释风力涡轮机中的SCADA相关数据的方法，其包含以下步骤-在与所述风力涡轮机有关的协议处理器中接收数据包， -确定所述数据包的协议类型， -才艮据所述协i义类型处理数据包。
在本发明 一 实施例中，所述方法还包含根据所述协议类型产生响应的 步骤。
在本发明一实施例中，通过从所接收的数据包中采集协议定义数据， 扩展协议处理器检测所述所接收的数据包的协议类型，并根据所述协议特 有数据对所述所接收的数据包进行处理。
在本发明一实施例中，所述协议处理器由SCADA接口包含。 根据本发明一实施例，协议处理器可为包含根据一个或几个特定通信 协议的协议编码器和解码器的装置。才艮据本发明，用于产生SCADA相关 数据的装置提供了用于以根据当前协议的预定方式来封装数据的装置。根 据本发明，用于解释SCADA相关数据的装置提供了用于根据当前协议对 数据进行解码的装置。因此，术语"协议处理器"可被理解为协议驱动器。 协议处理器可位于风力涡轮机的内部或外部。
同样类型的风力涡轮机可与使用不同通信协议的不同运营者运行是一 项非常有利的特征，例如在不同的风电场中。与风力涡轮机有关的协议处 理器根据协议类型对ii^的数据包进行处理。根据本发明一实施例，数据
外，协议处理器包含用于产生响应的装置，即在同样的通信协议类型中定 义的数据包的建立。显然，协议处理器可同时产生不同协议的数据包。
本发明的实施例的另 一非常有利的特征在于多协议风力涡轮机可由不 同协议的不同系统检查和/或控制。
应当注意，均包含用于产生和解释数据的装置的至少两个协议处理器 显然进一步可^L包含在一个单元中，例如处理器中。
另外，本发明涉及才艮据至少两种不同的SCADA相关通信协议产生和 解释风力涡轮机中的SCADA相关数据的方法，其包含以下步骤
國在与所述风力涡轮机有关的协议处理器中接收数据包，-确定所述数据包的协议类型， -才艮据所述协议类型对数据包进行处理，
在本发明一实施例中，所述发明还包含根据所述协议类型产生响应的 步骤。
另外，本发明涉及在风力涡轮机中使用至少两种不同的SCADA相关 通信协议。


下面将参照附图介绍本发明，在附图中 图1示出了从前方看的大型现代风力涡轮机； 图2示出了机舱的简化的横截面； 图3示出了典型风电场的概图4示出了风力涡轮机，其根据本发明一实施例处理来自不同协议的 数据；
图5a示出了根据本发明一实施例的SCADA接口的实例； 图5b示出了才艮据本发明一实施例的SCADA接口的另一实例； 图6示出了扩展协议处理器可如何处理it/v的数据包的实例；且 图7示出了扩展协议处理器可如何处理i^的数据包的另一实例。
具体实施例方式
图1示出了现代风力涡轮机1。风力涡轮机1包含定位在基座上的塔 架2。具有偏航(yaw )机构的风力涡轮机机舱3被放置在塔架2的顶部。
低速轴伸出机舱前部并通过风力涡轮机轮毂4与风力涡轮机转子连 接。风力涡轮机转子包含至少一个转子叶片，例如所示出的三个转子叶片
图2示出了从侧面看的机輪3的简化的横截面。
机枪3以多种变型和配置存在，但在大多数情况下，机艙3中的传动 系14几乎总是包含下列部件中的一个或一个以上齿轮6、耦合(未示出)、某种类型的断开系统7、发电机8。现代风力涡轮机l的机艙3也可包含转 换器9、变换器(未示出)以及附加的外围设备，例如进一步的电力控制 设备、控制系统、液压系统、冷却系统等等。
包含机舱部件6、 7、 8、 9的整个机舱3的重量由负载承载结构10承 载。部件6、 7、 8、 9通常放在此共同的负载承载结构IO上或连接于其上。 在这一简化实施例中，负载承载结构10仅仅沿着机艙3的底部延伸，例如， 以某些或全部部件6、 7、 8、 9连接于其上的基架(bed frame)的形式。
典型的风力涡轮机还可包含多个传感器或表计，例如振动传感器21、 齿轮油温计22、发电机温度计23。注意，用于测量风力涡轮机条件的许多 其他的传感器和表计被包含在典型的风力涡轮才几中。
图3示出了4艮据本发明的典型风电场的概图。风电场包含在海上或陆 上成组位于同一区域中的多个风力涡轮机。风力涡轮机可被组装为构成能 被连接到市电网的整体的统一发电单元。风电场典型地具有主导站或控制 站CS，数据采集与监视控制(SCADA )服务器可位于主导站或控制站CS 中。控制站可包含多个计算机，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。控制站还可控制风力涡轮才几内的大量开关、液压泵阀、 电动机。控制站可经由数据通信网络DCN或公共数据通信网PDCN—— 例如互联网——本地或远程地连接到风电场网络DCN。包含监视与控制数 据的数据包经由数据通信网络DCN向以及从风力涡轮机WT传输。控制 数据可典型地为控制风力涡轮机的数据。这可为，例如，在需要减少发电 的情况下，到给定风力涡轮机的改变最大电力输出的指示。同时，使用数 据通信网络DCN,以便向以及从风电场中的风力涡轮机传输监视与控制数 据。这可以为，例如，风力涡轮机部件温度的表计读数。数据通信网络DCN 可包含例如局域网LAN和/或公共数据连接网络，例如互联网。
图4示出了根据本发明一实施例与风力涡轮机WT有关的风力涡轮机 控制器WTC。应当注意，本图仅仅构成实现本发明的多种实例中的一种。 该图还示出了 SCADA接口SI，不同协议的数据包P1DP、 P2DP、......、
PnDP,数据通信网络DCN，公共数据通信网络PDCN以及SCADA服务器SCS。风力涡轮机控制器WTC可位于风力涡轮机WT内部或外部。
该图显示，装置驱动器在SCADA接口 SI上对典型地包含SCADA相
关数据的ii^数据包P1DP、 P2DP.......PnDP进行处理。才艮据本发明，
这些数据包P1DP、 P2DP、……PnDP由不同的协i义定义。数据包P1DP、
P2DP.......PnDP可包含例如请求或是响应。因此，本图示出，SCADA
接口SI支持几种协议，其在本图中由协议1数据包P1DP、协议2数据包 P2DP、协议n数据包PnDP表示。SCADA接口 SI可将进入的数据包传 输到风力涡轮机的控制机构，例如风力涡轮机控制器WTC，此后，指示 将在风力涡轮机WT中执行。例如，这种执行可包含设置值、致动器上的 影响或读取风力涡轮机中的表计的值。
风力涡轮机控制器WTC被理解为风力涡轮机的主要控制单元。其可 位于风力涡轮机的内部或外部。
SCADA接口 SI可在本发明的替代性实施例中位于风力涡轮机控制器 外部或风力涡轮机外部。
根据本发明一实施例，不同协议的数据包的解码和编码可以以数据包 到内部风力涡轮机协议的后续翻译来进行。
SCADA服务器SCS可被包含在控制站CS中，并与风力涡轮机控制 器WTC远程地或本地地放置。SCADA服务器可通过数据通信网络DCN 或公共数据通信网络PDCN分开。在本发明一实施例中，SCADA服务器
如，位于市电公司中用于风力涡轮机监视的PC (PC:个人计算机)。
IEC 61400-25提出了统一的信息交换系统，以便消除与之难以进行互 相通信困难或互相通信不可行的多种不同外围通信系统的问题。因此，IEC 标准对不同类型SCADA系统的一致性有贡献。
风力发电厂特有的信息描述了关键以及一般过程数据、元数据(关于 数据的数据，例如，比例因子(scale factor)或工程单位)以及风力发电 厂的配置数据。过程信息是分级结构化的，并覆盖例如在转子、发电机、 转换器、电网连接等等之中发现的一般过程信息。数据可以是简单的(值、时间戳、品质)或更为广泛的(添加更多的元数据，例如过程值的统计以
及历史信息、工程单位、比例、描述、速记指称(short hand reference ))。 IEC 61400-25中定义的所有风力发电厂信息是以名称作为标签的，其定义 了广泛的名称空间。给出了各个信号的简明含义。标准化的风力发电厂信 息能容易地借助名称空间扩展规则得到扩展。所有过程和元数据可由对应 的服务进行交换。对元数据(包括关于风力发电厂信息模型与服务的配置 信息以及通信栈)的访问提供了装置的所谓自描述。
IEC 61400-25允许SCADA系统与来自多个卖方的风力涡轮机控制器 通信。标准化的自描述(包含在XML文件中或由装置在线检索)可被用 于配置SCADA应用。SCADA应用的标准化在IEC 61400-25标准中排除， 但标准化的一般风力涡轮机信息提供了用于对于来自不同卖方的风力涡轮 机再度使用应用和操作者屏幕的装置。由电网观点看来， 一般数据的统一 定义最小化了为了对所有其风力发电厂进行评估和比较而进行的数据值的 转换和重新计算。
本发明提出了与这样的SCADA接口有关的风力涡轮机其支持至少 两种在ffiC 61400-25中定义的协议。这是非常有利的特征，因为同一类型 的风力涡轮机能与使用不同通信协议的不同运营者运行，例如在不同的风 电场中。
图5a示出了 SCADA接口 SI的实例，其在本发明一实施例中支持来 自由不同协议处理器PH处理的五种不同协议的输入和输出。
协议1处理器PHI指的是解释web服务的装置，其可以为通过WSDL (WSDL: Web月良务描述语言)描述并能够经由例如但不限于SOAP (SOAP:简单对象访问协议)等标准网络协议在HTTP ( HTTP:超文本 传输协议)上访问的软件部件。因此，根据本发明，web服务为通过返还 作为SOAP响应的结果的SOAP请求受到控制的托管应用。
协议2处理器PH2指的是用于解释MMS ( MMS:制造消息规范)的 装置。MMS为ISO 9506标准。控制网络在传输/网络层中使用具有TCP/IP 协议的减小OSI栈和MMS协议，并将以太网和/或RS 232用作物理介质。这意味着所有的通信处理将是同样的，不论网络类型和所连接的装置如何。 协议规定了在控制器之间以及在工程站与控制器之间传送的通信消息(例 如下载应用程序或读取/写入变量)。
协议3处理器P3H指的是解释DNP3 (DNP3:分布网络协议，版本3 ) 的装置。在DNP3上传输的数据典型地为出于运行目的而需要的过程信息。 DNP3为非专有、基于标准的通信协议，其设计用于多种网络之间的最大 兼容性。
协议4处理器P4H指的是解释IEC 60870-5-104协议的装置，该协议 为特别用于电力应用的SCADA协议。其报告净n视数据点状态的变化， 并能报告这些变化的时间戳。其包含用于监视某些特殊电力装置(例如变 压器接头位置)的某些电力系统特有的数据类型，并具有特有的控制类型， 以便保证在命令发布时仅正确的输出改变。该协议包括对于大多数数据点 的当前状态的概念，但一般仅仅报告对那些点的变化。
协议5处理器P5H指的是解释OPC XML-DA (用于过程控制数据访 问的OLE (对象链接与嵌入))协议的装置，该协议基于XML，并用于 为分布数据采集系统提供数据传播和控制能力。
该图显示，不同的协议处理器(P1H、 P2H、 P3H、 P4H)可被包含在 风力涡轮机的SCADA接口中。根据本发明一实施例，协议处理器可为包 含根据其相应协议的协议解码器与协议编码器的装置。编码器以根据当前 协议的预定方式处理数据的封装。解码器才艮据当前协议处理数据解码，这 意味着对进入的数据的解封装。因此，术语"协议处理器"可被理解为协 议驱动器。应当注意，协议处理器(P1H、 P2H、 P3H、 P4H)可关于风力 涡轮机位于任何地方。
该图还示出了 SCADA接口与用于风力涡轮机的控制装置CM通信。 其可以为风力涡轮机控制器WTC或用于控制风力涡轮机或风力涡轮机元 件的其他装置。该图示出的五种不同的协议不应被理解为限制，仅仅作为 本发明的范围内可应用的五种不同协议的实例。
图5b示出了 SCADA接口 SI的另一实例，其在本发明一实施例中支
16持来自六种不同协议的输入和输出。此图具有与图5a相同的元件，另外还 有协议6处理器P6H。
协议6处理器P6H指的是解释GOOSE(面向通用对象的变电站事件) 协议的装置，其是在变电站局域网上提供风力涡轮机状态变化的高速通信 的协议。此图所示六种不同的协议不应被理解为是限制性的，而是仅仅作 为本发明的范围内可应用的六种不同协议的实例。
图6示出了扩展协议处理器EPH根据本发明一实施例可如何处理到风 力涡轮机系统WTS的iiA数据包的实例。该图显示出下面的元件数据 包DP、指示I、协议定义数据PDD、 SCADA接口 SI、风力涡轮机系统 WTS、扩展协议处理器EPH、协议1处理器P1H、协议2处理器P2H、 表计M。数据包DP可为任何SCADA相关数据包。数据包DP包含指示I, 其可为例如测量风力涡轮机中的元素的指示。另外，数据包DP包含协议 定义数据PDD，其为定义数据包由哪一协议定义的、数据包的一部分。当 数据包DP进入扩展协议处理器EPH上的SCADA接口时，从数据包DP 中采集协议定义数据PDD，且数据包DP根据协议定义数据PDD被转发 到正确的协议处理器，在这种情况下为协议1处理器P1H。正是通过协议 1处理器P1H可以解释数据包DP，提取正确指示，并处理到表计的指示。 扩展协议处理器EPH的当前协议处理器，在此示例中为协议1处理器PIH 中，可产生与进入的数据包DP相同协议的数据包，并将之经由例如 SCADA接口 SI传送。在此实例中，这可包含含有被测表计测量数据的应 答。
图7示出了扩展协议处理器EPH根据本发明一实施例可如何处理到风 力涡轮机系统WTS的ii^数据包的另一实例。该图显示出下面的元素 数据包DP、指示I、 SCADA接口 SI、风力涡轮机系统WTS、扩展协议处 理器EPH、表计M。数据包DP可为任何SCADA相关数据包。数据包 DP包含指示I，其可以为例如测量风力涡轮机中的元素的指示。在此实例 中，扩展协议处理器EPH不采集协议定义数据PDD来确定协议。扩展协 议处理器EPH可内在地解释数据包，并由此能够借助识别和解释几种通信协议的所有指示和数据结构来解释和产生不同协议的数据包。通过这种方
式，扩展协议处理器自身能够解释数据包DP，并采集正确的指示，处理到 表计的指示。扩展协议处理器自身能够产生与ii^的数据包DP相同协议 的数据包并将之经由例如SCADA接口 SI传送。在此实例中，这可以包含 含有被测表计测量数据的应答。
术语"风力涡轮机系统"WTS可指风力涡轮机WT、子站、其组合或 风力发电厂。在本发明一实施例中，协议处理器PH或扩展协议处理器EPH 可位于风力涡轮机WT外壳内。根据本发明一替代实施例，协议处理器可 以在分立的数据处理电路上分布和执行，只要协议处理器与所指风力涡轮 机WT相关联并与之有关地运行。
权利要求
1.一种风力涡轮机，其包含至少两个通信协议处理器，所述协议处理器包含用于根据相关联的通信协议产生和解释SCADA相关数据(SCADA数据采集与监视控制)的装置，且其中，所述至少两个协议处理器与不同的通信协议关联。
2. 根据权利要求l的风力涡轮机，其中，所述至少两个协议处理器各 自包含用于一个通信协议的发送和接收的装置。
3. 根据权利要求1或2的风力涡轮机，所述至少两个协议处理器被包 含在一个扩展协议处理器中，该扩展协议处理器包含用于根据几种通信协 议产生和解释SCADA相关数据的装置。
4. 根据权利要求l-3中任意一项的风力涡轮机，其中，所述扩展协议 处理器通过从所接收的数据包中采集协议定义数据来检测所述所接收的数 据包的协议类型，并根据所述协议特有的数据对所述所接收的数据包进行 处理。
5. 根据权利要求l-4中任意一项的风力涡轮机，其中，所述至少两个 协议处理器在所述扩展协议处理器中合并，所述扩展协议处理器包含用于 在没有特别确定协议类型的情况下处理至少两个不同协议的数据的装置。
6. 根据权利要求l-5中任意一项的风力涡轮机，其中，所述协议处理 器被SCADA接口包含。
7. 根据权利要求l-6中任意一项的风力涡轮机，其中，所述不同通信 协议中的一个以基于SOAP的web服务为M。
8. 根据权利要求l-7中任意一项的风力涡轮机，其中，所述至少两种 不同的通信协议中的一种为下面中的一种MMS、 OPC XML-DA、 DNP3、 IEC 60870-5-104协i义或其任何任意组合。
9. 根据权利要求l-8中任意一项的风力涡轮机，其中，所述协议处理 器的至少一个分布在风力涡轮机中。
10. 根据权利要求1-9中任意一项的风力涡轮机，其包含到至少一个外部SCADA服务器的至少一个SCADA接口 ，所述SCADA接口传送SCADA相关数据，且所述SCADA接口包含 多协议SCADA接口 ，所述多协议SCADA接口使得根据至少两种不同的 SCADA协议对SCADA相关数据进行编码和解码成为可能。
11. 根据权利要求10的风力涡轮机，其中，所述SCADA服务器与风 电场控制站有关。
12. 才艮据权利要求10或11的风力涡轮机，其中，所述SCADA接口 服务器位于风力涡轮机内部。
13. —种与风力涡轮机有关的多协议SCADA接口，其包含 用于根据至少两种不同的通信协议对数据进行编码的装置， 并还包含用于根据至少两种不同的通信协议对数据进行解码的装置。
14. 根据权利要求13的多协议SCADA接口，其中，所述至少两种不 同的协议为1EC 61400-25标准的一部分。
15. 根据权利要求13或14的多协议SCADA接口 ，其中，所述至少 两种不同的通信协议中的一种为下面中的一种MMS、 OPC-XML-DA、 DNP3、 IEC 670 5 101/104协议或其任意组合。
16. 根据权利要求13-15中任意一项的多协议SCADA接口，其中，所 述不同通信协议中的一种以基于SOAP的web服务为基础。
17. 根据权利要求13-16中任意一项的多协议SCADA接口，其中，所 述至少两种不同通信协议中的一种为GOOSE协议。
18. —种根据至少两种不同的SCADA相关通信协议在风力涡轮机中 产生和解释SCADA相关数据的方法，其包含以下步骤-在与所述风力涡轮机有关的协议处理器中接收数据包， -确定所述数据包的协i义类型， -才艮据所述协i义类型处理数据包。
19. 根据权利要求18的产生和解释SCADA相关数据的方法，其中， 所述方法还包^^艮据所述协议类型产生响应的步骤。
20. 根据权利要求18或19的产生和解释SCADA相关数据的方法，其中，扩展协议处理器通过从所接收的数据包采集协议定义数据来检测所 述所接收的数据包的协议类型，并根据所述协议特有的数据对所述所接收 的数据包进行处理。
21. 根据权利要求18-20中任意一项的产生和解释SCADA相关数据的 方法，其中，所述协议处理器被SCADA接口包含。
22. 在根据^3L利要求1-12中任意一项的系统中根据至少两种不同的 SCADA相关通信协议在风力涡轮机中产生和解释SCADA相关数据的方 法，其包含以下步骤-在与所述风力涡轮机有关的协议处理器中接收数据包， -确定所述数据包的协议类型， -根据所述协议类型处理数据包。
23. 根据权利要求22的产生和解释SCADA相关数据的方法，其中， 所述方法还包含4艮据所述协议类型产生响应的步骤。
24. 至少两种不同的SCADA相关通信协议在根据权利要求1-12中任 意一项的风力涡轮机中的使用。
全文摘要
本发明涉及风力涡轮机，其包含至少两种通信协议处理器(PH)，所述协议处理器(PH)包含用于根据相关联的通信协议产生和解释SCADA相关数据(SCADA数据采集与监视控制)的装置，且其中，所述至少两个协议处理器(PH)与不同的通信协议相关联。
文档编号H04L29/06GK101558626SQ200780046156
公开日2009年10月14日 申请日期2007年12月10日 优先权日2006年12月12日
发明者K·拉斯穆森 申请人:维斯塔斯风力系统有限公司