本发明一般地涉及访问和管理风力发电厂，并且更具体地涉及一种用于经由外部网络访问和管理多个风力发电厂的方法、系统和装置。
背景技术：
随着网络威胁的增加，网络安全规程可以限制从外部WPP网络与风力发电厂(WPP)的直接通信。此类规程可能使服务和维护活动变得更加繁琐，因为此类活动是以远程方式管理的。
为了解决网络安全规程，可以使用用于每个WPP的中间设备。这种中间设备的使用可以将服务活动限于仅与特定WPP相关联的风力涡轮机。这可能是不利的，因为服务技术员更喜欢并行地管理多个WPP。
技术实现要素：
本发明内容被提供来以简化形式引入对在本发明的详细描述中进一步公开的构思的选择。本发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键或必要的发明构思，它也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。
依照本发明的一个方面，提供了一种管理包括多个风力涡轮机的多个风力发电厂(WPP)的系统。所述系统包括：中央服务器，所述中央服务器通过外部网络与一个或多个WPP服务器通信，其中，每个WPP服务器与所述多个WPP中的对应WPP相关联。所述WPP服务器也通过专用网络与所述对应WPP中的一个或多个风力涡轮机通信。所述中央服务器被配置成基于与WPP中的风力涡轮机相关联的事件信息来识别要执行的至少一个维护活动。所述中央服务器被配置成基于所识别的维护活动来生成包括对所述涡轮机的访问请求的服务操作请求(SOR)消息。所述中央服务器然后将用于批准的所述SOR消息传送到认证单元，以及在所述SOR消息的批准后访问所述第一WPP中的所述风力涡轮机。
所述SOR消息包括具有WPP识别符、风力涡轮机识别符、SOR版本和时间戳的报头。所述SOR消息也包括：操作字段，所述操作字段包括要对所述风力涡轮机执行的SOR活动；以及SOR事件字段，所述SOR事件字段包括在所述至少一个风力涡轮机上实现所述SOR活动期间发生的SOR事件。所述操作字段进而包括：前置条件字段，所述前置条件字段具有用于发起所述SOR活动的前置条件；以及执行字段，所述执行字段具有用于执行所述SOR活动的指南。所述操作字段还包括：目标字段，所述目标字段包括所述第一WPP的所述WPP识别符和与将对其执行所述SOR活动的所述风力涡轮机相关联的所述风力涡轮机识别符；以及后置条件字段，所述后置条件字段具有用于验证执行所述SOR活动的成功的后置条件。
此外，所述SOR消息包括：SOR动作字段，所述SOR动作字段包括与所述SOR活动相关联的批准状态、审查状态、数据监控请求。此外，所述SOR消息包括基于所述SOR消息中的所述访问请求的级别的数字签名。
依照本发明的另一方面，提供了一种管理包括多个风力涡轮机的多个风力发电厂(WPP)的方法。所述方法包括基于与第一WPP中的风力涡轮机相关联的事件信息来识别要执行的维护活动。所述方法包括基于所识别的维护活动来生成包括对所述风力涡轮机的访问请求的服务操作请求(SOR)消息。所述方法还包括：将用于批准的所述SOR消息传送到认证单元；以及在所述SOR消息的所述批准后访问所述第一WPP中的所述至少一个风力涡轮机。
依照本发明的又一个方面，提供了一种管理包括多个风力涡轮机的多个风力发电厂(WPP)的系统。所述系统包括：中央服务器，所述中央服务器通过外部网络与一个或多个WPP服务器通信，其中，每个WPP服务器与所述多个WPP中的对应WPP相关联并且通过专用网络与所述对应WPP中的一个或多个风力涡轮机通信。所述系统还包括认证单元，所述认证单元通过所述外部网络与所述一个或多个WPP服务器和所述中央服务器通信。所述认证单元被配置成接收包括对第一WPP中的风力涡轮机的访问请求的服务操作请求(SOR)消息并且验证所接收到的SOR消息。所述认证单元也被配置成基于对所述SOR消息的所述验证来传送关于所述SOR消息中的所述访问请求的批准消息和拒绝消息中的一个。所述认证单元包括：存储器，所述存储器用于存储从所述中央服务器接收到的SOR消息；以及图形用户界面，所述图形用户界面用于将所述SOR消息显示为警报。
附图说明
在下文中参考附图中所示的举例说明的实施例进一步描述本发明，在附图中：
图1是图示了根据本发明的用于管理多个风力发电厂(WPP)的系统的框图；
图2是根据本发明的服务操作请求(SOR)消息的示意表示；
图3是根据本发明的SOR消息中的SOR动作字段的示意表示；
图4是根据本发明的SOR消息中的SOR事件字段的示意表示；以及
图5是图示了根据本发明的用于管理多个WPP的方法的过程流程图。
具体实施方式
本发明的上述发明内容以及以下详细描述当结合附图阅读时被更好地理解。出于举例说明本发明的目的，在附图中示出本发明的示例性构造。然而，本发明不限于本文中所公开的具体方法和结构。在附图中通过数字所引用的方法步骤或结构的描述适用于在本文的任何后续附图中通过该相同的数字所示出的方法步骤或结构的描述。
出于描述的目的，术语“专用网络”指代属于负责风力发电厂(WPP)的操作的第三方的网络。例如，专用网络是在WPP的非军事区(DMZ)周边内的网络并且不可从DMZ周边外部直接访问。该术语指代在专用网络和DMZ周边外部的“外部网络”。该外部网络包括因特网和虚拟专用网络(VPN)。
进一步，为了清楚，术语“事件信息”指代关于风力涡轮机或风电场的维护和操作而发生的事件。该事件包括软件的升级或操作参数变化，诸如风速变化。也可从风力涡轮机的操作数据得到事件信息。例如，风力涡轮机的操作数据中的异常值可生成事件。术语“维护活动”涉及要基于事件信息对风力涡轮机执行的活动。例如，由于风速变化导致风轮机的停机时间变化。关于服务操作请求(SOR)消息的结构的术语“字段”是在SOR消息中有用途并通常是固定大小的计算机指令。在下面的描述中定义SOR消息中的每个字段的用途。
图1是图示了用于管理多个风力发电厂(WPP) 170和180的系统100的框图。每个WPP 170和180分别具有多个风力涡轮机170A-E和180A-B。每个风力涡轮机170A-E和180A-B包括处理器172A-E和182A-B、传感器单元174A-E和184A-B以及通信单元176A-E和186A-B。
系统100也包括中央服务器102、WPP服务器150、160和认证单元122。WPP服务器150和160分别是被配置在WPP 170和180的非军事区(DMZ)周边上的服务器。WPP服务器150和160包括处理器152和162、通信单元154和164以及存储器156和166。进一步，每个WPP服务器150和160分别与对应的WPP 170和180相关联。此外，每个WPP服务器150和160分别通过专用网络130和135与风力涡轮机170A-E和180A-B通信。
如图1中所示，中央服务器102通过外部网络115与认证单元122通信。在其中认证单元是一个或多个WPP服务器中的模块的实施例中，中央服务器经由外部网络与WPP服务器进行通信。中央服务器102包括处理器104、通信单元106和存储器108。如本文中所使用的，“存储器”指代所有计算机可读介质，例如，非易失性介质、易失性介质以及除暂时性传播信号之外的传输介质。存储器108被配置成存储由模块(例如，108A)定义的计算机程序指令。处理单元104被配置成执行模块108A中所定义的计算机程序指令。模块108A是服务操作请求(SOR)模块108A，所述服务操作请求(SOR)模块108A包括有关SOR消息的生成的指令。SOR消息被生成为包括报头、动作字段、事件字段等。在图2中进一步对SOR消息的结构作详细说明。
依照图5中所公开的步骤执行SOR模块108A。出于说明的目的，考虑WPP 170中的风力涡轮机170A。在SOR模块108A的执行期间，中央服务器102被配置成基于与风力涡轮机170A相关联的事件信息来识别要执行的维护活动。中央服务器102被配置成基于所识别的维护活动来生成包括对风力涡轮机170A的访问请求的SOR消息。如本文中所使用的，“访问请求”涉及用于控制通过SOR消息中的风力涡轮机识别符所识别的风力涡轮机170A的命令。SOR消息由中央服务器102通过外部网络115发送到认证单元122。SOR消息被传送以用于批准，以访问风力涡轮机170A并且以对风力涡轮机170A执行SOR活动。认证单元122与WPP服务器150通信并且确定是否必须批准SOR消息。因此，SOR消息被审查并且在批准后中央服务器102访问风力涡轮机170A。
如图1中所示，系统100也包括认证单元122。系统100的认证单元122也被称为负责WPP 170和180的操作的SOR管理员或站点管理员。图1中的认证单元122是与WPP服务器150和160交互的单独的服务器。在实施例中，认证单元122可以是驻留在WPP服务器150和160中的模块。认证单元122包括处理器124、通信单元126、图形用户界面128和存储器129。存储器129包括被定义为模块(诸如SOR批准模块129A)的计算机可读指令。认证单元122直接与WPP服务器150和160进行通信。在实施例中，认证单元也可通过外部网络115与WPP服务器150和160进行通信。
在系统100的操作期间，中央服务器102将SOR消息传送到认证单元122。在其中认证单元是WPP服务器中的模块的实施例中，SOR消息被传送到WPP服务器150。在另一实施例中，认证单元122被配置成在WPP服务器150和认证单元122可访问的应用上查看SOR消息。例如，认证单元122可以在用户界面仪表板中得到通知作为警报。
在接收到SOR消息后，SOR批准模块129A被处理器124执行来验证所接收到的SOR消息。基于对SOR消息的验证，通信单元126在SOR消息中传送关于访问请求的批准消息或拒绝消息。如果批准消息被传送到中央服务器102，则将按照预定义策略执行SOR消息，诸如立即自主执行、定时/延迟执行或仅当被显式地触发时执行。在图5中进一步说明管理WPP 150和160的方法。
图2是服务操作请求(SOR)消息200的示意表示。可将SOR消息的结构划分成三个主要部分：报头202、操作字段210和签名字段252。SOR消息200可以包括其他部分，诸如如图3和图4中所指示的SOR动作字段和SOR事件字段。
如图2中所示，报头202包含用于识别SOR消息并避免重放攻击的唯一识别符204、用于指示SOR消息的版本的SOR版本206以及在创建SOR消息200时分配的时间戳208。
SOR消息200也包括操作字段210，所述操作字段210包含与要对风力涡轮机(例如风力涡轮机170A)执行的至少一个SOR活动有关的各种参数。操作字段210包括：
i. 包括需要在发起SOR活动之前满足的前置条件的前置条件字段212。
ii. 包括用于验证执行SOR活动的成功的后置条件的后置条件字段214
iii. 指示SOR活动将对风力涡轮机操作具有的影响的影响字段216
iv. 一组输入参数222
v. 包括用于执行SOR活动的指南的执行字段224。例如，执行字段224包括指示用于执行SOR消息的指南的参数值，诸如自动执行或手动触发执行等。执行字段224也包括指示用于执行SOR活动的优选开始时间和结束时间的时隙偏好。
vi. 包括WPP的WPP识别符232和与将对其执行SOR活动的风力涡轮机相关联的风力涡轮机识别符234的目标字段230。在实施例中，风力涡轮机识别符通过风力涡轮机的网际协议(IP)地址来定义。
SOR消息200也包括签名字段252。签名字段252包括创始人字段254、发起人字段256和审查人字段258。签名字段252用于通过数字签名来保护SOR消息。取决于SOR消息的保护级别/严重性，可以在SOR消息200中存在一个或多个签名。出于说明的目的，保护级别可被称为访问的级别，包括观察员级别、操作员级别、维护级别和管理员级别。
签名字段252的优点在于它通过确保SOR消息的内容在添加数字签名之后不被修改来保护SOR消息免于被误用。如果SOR消息200的内容在数字签名之后被修改，则数字签名变得无效并且可容易地被过滤掉。
图3是SOR消息中的SOR动作字段300的示意表示。SOR动作字段300指示已经由服务技术员发起的SOR活动。典型地，SOR动作字段300包括与SOR活动相关联的批准状态、审查状态、数据监控请求。SOR动作字段300包括SOR动作报头302。SOR动作报头302进一步包括用于用SOR消息引用SOR动作字段的SOR动作引用304。在实施例中，SOR动作引用304也包括在图2中作为对SOR消息的引用所指示的唯一识别符。
SOR动作报头302也包括动作类型306、动作时间戳308、动作概要314、动作来源316和SOR状态318。SOR状态318包括SOR消息的状态信息，即SOR消息是否已被批准或拒绝。
SOR动作字段300也包括动作目标330。动作目标330包括风力发电厂识别符232和风力涡轮机的IP地址、在字段334中执行SOR消息的开始和结束时间。此外，SOR动作字段300借助于在创始人字段354中指示SOR活动的创始人的动作签名字段352被保护免于篡改。
图4是SOR消息中的SOR事件字段400的示意性表示。SOR事件字段400包括在风力涡轮机上实现SOR活动期间发生的SOR事件。SOR事件字段400由经由认证单元从WPP服务器传送到中央服务器的事件日志生成。SOR事件字段400包括来自WPP服务器的有关当监控值改变时对风力涡轮机采取的动作的状态。
SOR事件字段400包括事件报头402和事件字段430。事件报头402包括事件引用404、事件类型406、事件时间戳408、事件概要414、事件来源416和事件状态418。事件引用404包括对唯一识别符的引用和SOR动作引用。事件字段430包括WPP识别符232和事件描述434。事件描述434包括采用可扩展标记语言(XML)格式的事件细节。
图5是图示了用于管理多个WPP的方法500的过程流程图。该方法包括五个阶段，即创建或生成SOR消息502、验证512、传输522、批准532和执行542。
该方法在步骤504处从识别需要对WPP中的风力涡轮机执行的一个或多个维护活动开始。维护活动是基于与关于风力涡轮机或风电场的维护和操作而发生的事件相关联的事件信息来确定的。
基于维护活动，在步骤506处生成SOR消息。例如，服务技术员可基于维护活动在特定类型的中央服务器上创建SOR消息。可通过用户界面、应用程序接口(API)或者通过克隆现有的SOR消息来生成SOR消息。
当通过用户界面来生成SOR消息时，服务技术员可指定参数值以生成SOR消息。参数值基于与风力涡轮机相关联的事件信息，诸如风力涡轮机中的软件的升级。
当通过API来生成SOR消息时，API被用于提交SOR消息。生成SOR消息的这种方法使得能够将以接口级别下的最小变化使用用于风力发电厂的服务和维护的现有工具。
也可通过克隆现有的SOR消息来生成SOR消息。SOR消息是通过修改SOR消息中的目标字段和操作字段来克隆的。一旦SOR消息被生成，就将以类似的方式处理SOR消息，而不管用来生成SOR消息的方式如何。
SOR消息在验证阶段512中被验证。在验证阶段中SOR消息被审查以确保SOR消息中的各个字段被正确地输入。在验证之后，在步骤514处通过对SOR消息进行数字签名来保护SOR消息。在验证阶段512结束时，SOR消息被清除以用于传输。
在传输阶段522中，可将SOR消息直接从中央服务器移动到认证服务器。可以以诸如从中央服务器发起的复制、从认证单元发起的复制、手动导入以及作为离线文件传输之类的若干方式传送SOR消息。
当通过从中央服务器发起的复制来传送SOR消息时，中央服务器向认证单元或WPP服务器(当认证单元是WPP服务器中的模块时)发起数据库复制。复制日志用于跟踪SOR消息的复制状态。另一方面，当从认证单元发起复制时，通过来自中央服务器的更新来提取SOR消息。可通过使用过滤器来选择SOR消息类型来控制SOR消息的流入。
在手动导入中，SOR消息可由客户代表通过中央服务器、WPP服务器和认证服务器上提供的用户界面手动地导入。用户界面支持用于检查可用的传入SOR消息并且下载与期望的WPP相关联的SOR消息的选项。当SOR消息被作为离线文件传送时，SOR消息是用防篡改功能(诸如加密电子邮件)而传送的。
在传输阶段522中，在步骤526处中央服务器也请求执行SOR消息的批准。请求也包括访问请求，所述访问请求包括用于控制需要对其执行SOR活动的风力涡轮机的命令。
在通过以上手段中的任一种接收到SOR消息后，认证单元将通过在下面所列举的一种或多种方法来得到通知：
i.作为用户界面中的通知弹出
ii. 作为客户代表的移动计算设备中的文本消息
iii. 作为客户代表的注册收件箱中的电子邮件
iv. 作为注册电话号码上的自动电话呼叫警报。
在批准阶段532中，认证单元检查SOR消息的细节并发送批准消息或拒绝消息。因此，在步骤534处，中央服务器接收有批准消息或拒绝消息。拒绝信息通常伴有指示用于拒绝执行SOR消息的原因的注释。
在执行阶段542中，紧接在批准之后在执行队列中提供被批准的SOR消息。然而，执行队列是根据如在每个SOR消息中所指示的时隙和优先级来处理的。因此除非当前时间与优选时隙匹配，否则SOR消息将不会得以被执行。一旦满足所有先决条件，SOR消息就将得以被对应“处理程序”即意在对风力涡轮机执行SOR消息的软件组件拾取。
除了由处理程序执行SOR消息之外，中央服务器还在步骤544中访问风力涡轮机以监控SOR消息的执行。可以以许多方式监控SOR消息的执行。用于监控的方法之一是通过由服务技术员进行远程监控。发起了SOR消息的服务技术员通过被传送到中央服务器的SOR事件和对应SOR动作来监控执行。例如，SOR消息在执行后可引入某些风力涡轮机参数在特定时间段内的连续数据流。这然后由服务技术员监控。因此，该方法为服务技术员确保可靠且实时的用户体验。
监控SOR消息的执行的另一方法是通过由认证单元进行进度跟踪，所述认证单元由站点管理员操作。认证单元可跟踪执行的进度。典型地，SOR消息被顺序地执行，使得认证单元可被配置成如果在特定风力涡轮机上进行意外观察，则在所有剩余的目标风力涡轮机上暂停SOR消息的执行。
如上面所公开的系统和方法的优点是本发明消除了对于到WPP和风力涡轮机的直接远程交互式连接的需要。替代地，在中央服务器处创建的SOR消息可被传送到WPP服务器，所述WPP服务器能够解释和处理在SOR消息内提供的命令/指令/参数值。此外，它向客户代表即站点管理员提供通过认证单元来批准/拒绝所提交的SOR消息的灵活性。站点管理员能够查看诸如执行SOR消息的危急程度、SOR消息后面的动机、SOR活动所需要的风力发电厂或风力涡轮机的停机时间之类的细节。基于SOR消息中提供的危急程度，客户代表也可以在所建议的时隙所需的执行期间访问WPP。
除以上优点之外，本发明也支持协议转换。SOR消息可被配置成采纳通用协议，然而处理SOR消息的WPP服务器可继续使用可包含已知缺陷的传统协议。通过上面提及的系统和方法，SOR消息将限制传统协议在WPP边界内的使用。进一步，SOR消息对于安全标准是可审计遵从的。SOR消息支持离线传输方法，使得WPP服务器可锁定所有远程交互式通信。这进而确保用于将执行反馈转移回到中央服务器的只读通道的使用行业标准。