[發明專利]控制風力發電廠中的風力渦輪機的系統和方法

有效

• 申請號: 200780032047.4
• 申請日: 2007-09-03
• 公開（公告）號: CN101512455A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: B·洛夫曼德;K·拉斯穆森;J·本特森
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G05B15/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 楊曉光;于 靜

技術領域

本發明涉及控制風力發電廠中的風力渦輪機的系統和方法。

背景技術

風力的戰略分布性存在獨特的挑戰。風電場(wind?park)包含幾個風 力渦輪機，并可位于陸上或海上，且其常常覆蓋大的地理區域。

這些因素常常需要大量聯網互聯以及電信技術，以便監視和控制常常 被稱作SCADA(SCADA：監視控制與數據采集)的風力發電設備。

然而，與這樣的控制與監視網絡相關的幾個問題之一是對帶寬、訪問 點數量和訪問時間的要求在過去幾年內大大增長。

EP?0?1531?376中介紹了一種監視與控制網絡，其公開：可將進一步的 用于大量數據傳輸的網絡加入現有的控制與監視網絡，以便避免數據的高 帶寬要求干擾或阻塞控制與監視網絡。

與所公開的網絡有關的問題在于，添加進一步的高帶寬要求應用—— 例如數據監視和數據分析——需要甚至更進一步的網絡，或者，甚至更壞 的是，限制了與網絡的關鍵運行相關的訪問時間。即使引入進一步的網絡， 監視與控制數據仍通過同樣的網絡傳輸。

發明內容

本發明涉及一種中央控制器(CC)，其適用于控制多個風力渦輪機 (WT)，

經由第一監視與控制網絡(MCN1)以及第二監視與控制網絡 (MCN2)，所述風力渦輪機(WT)受到所述中央控制器(CC)的控制 和監視。

根據本發明一實施例，術語“監視與控制網絡”理解為數據通信網絡， 該網絡至少傳送用于風力渦輪機控制的控制數據，但也可傳送監視數據， 即測量數據。風力渦輪機控制的典型實例是中央控制器設置風力發電廠中 的各個風力渦輪機的功率設置點(power?set-point)(將產生的功率)。

根據本發明一有利實施例，風力渦輪機的控制網絡分布在至少兩個數 據通信網絡之間，以便建立真正在不同類型的控制數據之間的優先化的可 能性。

本發明的另一有利特征是可將重要控制信號與高帶寬要求監視數 據——例如通信網絡中的分析數據——分離。

在本發明一實施例中，經由所述至少兩個不同數據通信網絡的分立的 控制網絡，關鍵功率控制數據被傳送到所述風力渦輪機(WT)(以及從 所述風力渦輪機被傳送)。

在本發明一實施例中，根據權利要求1或2的中央控制器(CC)，其 中，通過到以及來自所述風力渦輪機(WT)的風力渦輪機控制器(WTC) 的通信，所述中央控制器(CC)經由所述第一監視與控制網絡(MCN1) 與所述第二監視與控制網絡(MCN2)控制和監視所述風力渦輪機。

在本發明一實施例中，監視與控制網絡包含至少一個交換機。

緩沖器被理解為用于被發送或接收的數據信息的臨時存儲位置。根據 本發明一實施例，交換機被理解為在分段(segments)之間過濾和轉發數 據包的裝置。交換機在OSI(開放系統互聯)參考模型的數據鏈路層運行， 因此，支持任何包協議。交換機是通信可能在其上被延遲的通信瓶頸的一 例。在本發明一實施例中，一個交換機用于各風力渦輪機，在另一實施例 中，一個交換機用于幾個風力渦輪機。在僅具有一個監視與控制網絡的傳 統設置中，這可涉及：數據在這些交換機中排隊，且重要和/或關鍵數據可 能具有長的傳輸時間。根據本發明，通過應用可用于在中央控制器與承擔 風力發電廠設備的極為最優化且迅速的控制與調節的風力渦輪機控制器之 間傳送的最重要且關鍵數據的分立網絡，可克服這一問題。許多通信瓶頸 存在于風力渦輪機數據網絡中，當既從中央控制器CC向風力渦輪機控制 器WTC1、WTC2、......、WTCn傳送數據(典型地為控制數據)又從風 力渦輪機控制器WTC1、WTC2、......、WTCn向中央控制器CC傳送數 據(典型地為監視數據)時，該網絡可能使數據大大延遲。這些通信瓶頸 可能為緩沖器、交換機、路由器、數據隊列等等。

根據本發明一實施例，中央控制器被理解為這樣的裝置：其能夠中央 地控制風力發電廠。這可通過控制或調節各風力渦輪機中的不同元件來進 行。中央控制器還可具有處理單元，并可典型地包含用于連續監視風力渦 輪機狀況的裝置，收集關于其運行的統計數據，并可在同時向風力渦輪機 發送控制指示。中央控制器還可典型地通過與風力渦輪機的風力渦輪機控 制器的通信來控制風力渦輪機中的大量電動機、液壓泵閥以及開關設備。

在本發明一實施例中，風力渦輪機(WT)被包含在風力發電廠(WPP) 中。