控制风力发电厂中的风力涡轮机的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种中央控制器(CC)，其适用于控制多个风力涡轮机 (WT)，经由第一监视与控制网络(MCN1)以及第二监视与控制网络 (MCN2)，所述风力涡轮机(WT)受到所述中央控制器(CC)的控制 和监视。术语“监视与控制网络”根据本发明专利技术一实施例理解为这样的数据 通信网络：该网络至少传送用于风力涡轮机控制的控制数据，但也可传送 监视数据，即测量数据。风力涡轮机控制的典型实例是中央控制器设置风 力发电厂中的各个风力涡轮机的功率设置点(将产生的功率)。本发明专利技术的 进一步的有利特征在于，在通信网络中，重要控制信号可与高带宽要求的 监视数据——例如分析数据——分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
风力的战略分布性存在独特的挑战。风电场(wind park)包含几个风力涡轮机，并可位于陆上或海上，且其常常覆盖大的地理区域。这些因素常常需要大量联网互联以及电信技术，以^ 视和控制常常被称作SCADA (SCADA:监视控制与数据采集)的风力发电设备。然而，与这样的控制与监视网络相关的几个问题之一是对带宽、访问点数量和访问时间的要求在过去几年内大大增长。EP0 1531376中介绍了一种监视与控制网络，其公开可将进一步的用于大量数据传输的网络加入现有的控制与监视网络，以便避免数据的高带宽要求干扰或阻塞控制与监视网络。与所公开的网络有关的问题在于，添加进一 步的高带宽要求应用一一例如数据监4见和数据分析__需要甚至更进一步的网络，或者，甚至更坏的是，限制了与网络的关^^运行相关的访问时间。即使引入进一步的网络，监视与控制数据仍通过同样的网^ft输。
技术实现思路
本专利技术涉及一种中央控制器(CC),其适用于控制多个风力涡轮机(WT)，经由第一监碎见与控制网络(MCN1 )以及第二监4见与控制网络(MCN2),所述风力涡轮机(WT)受到所述中央控制器(CC)的控制和监视。根据本专利技术一实施例，术语监视与控制网络理解为数据通信网络，该网络至少传送用于风力涡轮机控制的控制数据，但也可传送监视数据，即测量数据。风力涡轮机控制的典型实例是中央控制器设置风力发电厂中的各个风力涡轮机的功率i殳置点(power set-point)(将产生的功率)。根据本专利技术一有利实施例，风力涡轮^L的控制网络分布在至少两个数据通信网络之间，以便建立真正在不同类型的控制数据之间的优先化的可能性。本专利技术的另一有利特征是可将重要控制信号与高带宽要求监视数据——例如通信网络中的分析数据一一分离。在本专利技术一实施例中，经由所述至少两个不同数据通信网络的分立的控制网络，关键功率控制数据被传送到所述风力涡轮机(WT)(以及从所述风力涡轮机被传送)。在本专利技术一实施例中，根据权利要求1或2的中央控制器(CC ),其中，通过到以及来自所述风力涡轮机(WT)的风力涡轮机控制器(WTC )的通信，所述中央控制器(CC)经由所述第一监视与控制网络(MCN1)与所述第二监视与控制网络(MCN2)控制和监视所述风力涡轮机。在本专利技术一实施例中，监视与控制网络包含至少一个交换机。緩冲器被理解为用于被发送或接收的数据信息的临时存储位置。根据本专利技术一实施例，交换机被理解为在分段(segments)之间过滤和转发数据包的装置。交换机在OSI (开放系统互联)参考模型的数据链路层运行，因此，支持任何包协议。交换机是通信可能在其上被延迟的通信瓶颈的一例。在本专利技术一实施例中， 一个交换机用于各风力涡轮机，在另一实施例中， 一个交换机用于几个风力涡轮机。在仅具有一个监视与控制网络的传统设置中，这可涉及数据在这些交换机中排队，且重要和/或关键数据可能具有长的传输时间。根据本专利技术，通过应用可用于在中央控制器与承担风力发电厂设备的极为最优化且迅速的控制与调节的风力涡轮机控制器之间传送的最重要且关键数据的分立网络，可克服这一问题。许多通信瓶颈存在于风力涡轮机数据网络中，当既从中央控制器CC向风力涡轮机控制6器WTC1、 WTC2........ WTCn传送数据(典型地为控制数据)又从风力涡轮机控制器WTC1、 WTC2.......、 WTCn向中央控制器CC传送数据(典型地为监视数据)时，该网络可能使数据大大延迟。这些通信瓶颈可能为緩冲器、交换机、路由器、数据队列等等。根据本专利技术一实施例，中央控制器被理解为这样的装置其能够中央地控制风力发电厂。这可通过控制或调节各风力涡轮机中的不同元件来进行。中央控制器还可具有处理单元，并可典型地包含用于连续监视风力涡轮才几状况的装置，收集关于其运行的统计数据，并可在同时向风力涡轮机发送控制指示。中央控制器还可典型地通过与风力涡轮机的风力涡轮机控制器的通信来控制风力涡轮机中的大量电动机、液压泵阀以及开关设备。在本专利技术一实施例中，风力涡轮机(WT )被包含在风力发电厂(WPP)中。根据本专利技术，术语风力发电厂被理解为一种具有一个或多个风力涡轮机的设备，其作为一个发电厂运行，并在一个点上互联到市电网。风力发电厂也被称为风电场、风电站、风厂、风电厂以及风能项目。风力发电厂包含在同一区域成组位于陆上或海上的多个风力涡轮机。风力涡轮机可净皮组装为构成能被连接到市电网的总体统一发电单元。风力发电厂典型地具有主导，，或中央控制器。才艮据本专利技术一实施例，中央控制器可被定位为监^L控制与数据采集(SCADA)服务器的一部分或与之相关联。中央控制器可与控制站或子站——其可包含多个计算机或处理单元——相关联。中央控制器还可以具有处理单元，并可典型地包含用于连续监视风力涡轮机状况的装置或处理单元，收集关于其运行的统计数据，同时向风力涡轮机发送控制指示。中央控制器还可典型地经由与风力涡轮机的风力涡轮才几控制器的通信来控制风力涡轮机内的大量开关设备、液压泵阀以及电动机。在本专利技术一实施例中，中央控制器(CC)构成控制环(control lo叩)的一部分(GL1， CX2， CU)。根据本专利技术，术语控制环被理解为连续重复的过程，其对于M7行/重复/环典型地执行至少下列三个步骤-在中央控制器中从风力涡轮机获取与风力发电厂有关的信息数据； -执行信息数据与预定数据的比较，以便确定误差，以及 -根据误差借助向风力涡轮机传送写入指示，执行调节动作。 在本专利技术一实施例中，中央控制器(CC)包含SCADA (监视控制与数据采集)服务器。在本专利技术一实施例中，风力涡轮机(WT)各自具有至少两个内部监浮见与控制网络(MCN1， MCN2)。在本专利技术一实施例中，监视与控制网络(MCN1， MCN2)以环形拓朴、星形拓朴或其任何组合被配置。当通信网络通过物理电缆建立时，与无线网络相比较，网络环形拓朴或星形拓朴特别有利，这是由于通信电缆可与电力电缆一起被定位、由此避免不必要的挖掘、安装、悬挂等等。在本专利技术一实施例中，监视与控制网络(MCN1， MCN2)可同时传送数据。另外，本专利技术涉及风力发电厂(WPP)，其中，至少两个风力涡轮机 经由包含中央控制器(CC)的监视与控制网络(MCN1)通信。-在所述系统中，监视与控制数据在所述至少两个风力涡轮机(WT) 以及所述中央控制器(CC)之间通信，-所述数据监视与控制网络从以及向所述至少两个风力涡轮机(WT ) 传送监视与控制相关数据，其中，所述监视与控制相关数据的至少控制相关数据的 一子集经由第 二监视与控制网络(MCN2)被传送。根据本专利技术一实施例，术语监视与控制网络理解为这样的数据通信网 络其至少传送用于风力涡轮机控制的控制数据，但也可传送监视数据， 即测量数据。根据本专利技术一实施例，术语控制相关数据理解为这样的数据其 至少部分地包含与一个或几个风力涡轮机的控制相关的信息。关键功率控8制相关数据的实例可以为设置有功或无功功率设置点的指示或设置风力涡 轮机功率因数的指示。根据本专利技术一实施例，术语监视相关数据理解为这样的数据其 至少部分地包含与一个或几个风力涡轮机的监4JM目关的信息。这可为测量 数据，例如涡轮机运行状态，其包含风力涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中央控制器（ＣＣ），其适用于控制多个风力涡轮机（ＷＴ），经由第一监视与控制网络（ＭＣＮ１）以及第二监视与控制网络（ＭＣＮ２），所述风力涡轮机（ＷＴ）受到所述中央控制器（ＣＣ）的控制和监视。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.1 DK PA200601133;2006.12.12 DK PA2006016311. 一种中央控制器(CC)，其适用于控制多个风力涡轮机(WT)，经由第一监视与控制网络(MCN1)以及第二监视与控制网络(MCN2)，所述风力涡轮机(WT)受到所述中央控制器(CC)的控制和监视。2. 根据权利要求1的中央控制器(CC)，其中，经由所述至少两个 不同数据通信网络的分立的控制网络，关键功率控制数据被传送到所述风 力涡轮机(WT)(以及从所述风力涡轮才几传送)。3. 根据权利要求1或2的中央控制器(CC),其中，通过到以及来 自所述风力涡轮机(WT)的风力涡轮机控制器(WTC)的通信，所述中 央控制器(CC)经由所述第一监视与控制网络(MCN1)与所述第二监视 与控制网络(MCN2)控制和监视所述风力涡轮机。4. 根据权利要求l-3中任意一项的中央控制器(CC)，其中，所述监 视与控制网络包含至少一个交换机。5. 根据权利要求l-4中任意一项的中央控制器(CC),其中，所述风 力涡轮机(WT)被包含在风力发电厂(WPP)中。6. 根据权利要求l-5中任意一项的中央控制器(CC)，其中，所述中 央控制器(CC)构成控制环(CL1， CL2, CL3)的一部分。7. 根据权利要求l-6中任意一项的中央控制器(CC),其中，所述中 央控制器(CC)包含SCADA (监视控制与数据采集)服务器。8. 根据权利要求1-7中任意一项的中央控制器(CC)，其中，所述风 力涡轮机(WT )各自具有至少两个内部监视与控制网络(MCN1 ， MCN2 )。9. 根据权利要求l-8中任意一项的中央控制器(CC),其中，所述监 视与控制网络(MCNl, MCN2)以环形拓朴、星形拓朴或其任何组合被 配置。10. 根据权利要求l-9中任意一项的中央控制器(CC)，其中，所述 监^L与控制网络(MCN1， MCN2)可同时传送数据。11. 一种风力发电厂(WPP)，其中，至少两个风力涡轮机经由监视与控制网络(MCN1)通信，其包含根据权利要求1-10中任意一项的中央 控制器(CC)，-在所述风力发电厂(WPP)中，监视与控制数据在所述至少两个风力 涡轮机(WT)以及所述中央控制器(CC)之间被传送，-所述数据监视与控制网络从以及向所述至少两个风力涡轮机(WT) 传送监视与控制相关数据，其中，所述监视与控制相关数据的控制相关数据的至少 一子集经由第 二监视与控制网络(MCN2 )被传送。12. 根据权利要求11的风力发电厂(WPP)，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·洛夫曼德，K·拉斯穆森，J·本特森，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：DK