專利名稱：控制風力發電廠中的風力渦輪機的系統和方法
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^ 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。
EP0 1531376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一一例如數據監4見和數據分析__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^^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^ft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)，
經由第一監碎見與控制網絡(MCN1 )以及第二監4見與控制網絡(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i殳置點(power set-point)(將產生的功率)。
根據本發明一有利實施例，風力渦輪^L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一一分離。
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
6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才幾狀況的裝置，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。
根據本發明，術語"風力發電廠"被理解為一種具有一個或多個風力渦輪機的設備，其作為一個發電廠運行，并在一個點上互聯到市電網。風力發電廠也被稱為風電場、風電站、風廠、風電廠以及風能項目。風力發電廠包含在同一區域成組位于陸上或海上的多個風力渦輪機。風力渦輪機可凈皮組裝為構成能被連接到市電網的總體統一發電單元。風力發電廠典型地具有"主導，，或中央控制器。才艮據本發明一實施例，中央控制器可被定位為監^L控制與數據采集(SCADA)服務器的一部分或與之相關聯。中央控制器可與控制站或子站——其可包含多個計算機或處理單元——相關聯。中央控制器還可以具有處理單元，并可典型地包含用于連續監視風力渦輪機狀況的裝置或處理單元，收集關于其運行的統計數據，同時向風力渦輪機發送控制指示。中央控制器還可典型地經由與風力渦輪機的風力渦輪才幾控制器的通信來控制風力渦輪機內的大量開關設備、液壓泵閥以及電動機。
在本發明一實施例中，中央控制器(CC)構成控制環(control lo叩)的一部分(GL1， CX2， CU)。
根據本發明，術語"控制環"被理解為連續重復的過程，其對于M
7行/重復/環典型地執行至少下列三個步驟
-在中央控制器中從風力渦輪機獲取與風力發電廠有關的信息數據； -執行信息數據與預定數據的比較，以便確定誤差，以及 -根據誤差借助向風力渦輪機傳送"寫入"指示，執行調節動作。 在本發明一實施例中，中央控制器(CC)包含SCADA (監視控制與
數據采集)服務器。
在本發明一實施例中，風力渦輪機(WT)各自具有至少兩個內部監
浮見與控制網絡(MCN1， MCN2)。
在本發明一實施例中，監視與控制網絡(MCN1， MCN2)以環形拓
樸、星形拓樸或其任何組合被配置。
當通信網絡通過物理電纜建立時，與無線網絡相比較，網絡環形拓樸
或星形拓樸特別有利，這是由于通信電纜可與電力電纜一起被定位、由此
避免不必要的挖掘、安裝、懸掛等等。
在本發明一實施例中，監視與控制網絡(MCN1， MCN2)可同時傳
送數據。
另外，本發明涉及風力發電廠(WPP)，其中，至少兩個風力渦輪機 經由包含中央控制器(CC)的監視與控制網絡(MCN1)通信。
-在所述系統中，監視與控制數據在所述至少兩個風力渦輪機(WT) 以及所述中央控制器(CC)之間通信，
-所述數據監視與控制網絡從以及向所述至少兩個風力渦輪機(WT ) 傳送監視與控制相關數據，
其中，所述監視與控制相關數據的至少控制相關數據的 一子集經由第 二監視與控制網絡(MCN2)被傳送。
根據本發明一實施例，術語監視與控制網絡理解為這樣的數據通信網 絡其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。
根據本發明一實施例，術語"控制相關數據"理解為這樣的數據其 至少部分地包含與一個或幾個風力渦輪機的控制相關的信息。關鍵功率控
8制相關數據的實例可以為設置有功或無功功率設置點的指示或設置風力渦 輪機功率因數的指示。
根據本發明一實施例，術語"監視相關數據"理解為這樣的數據其 至少部分地包含與一個或幾個風力渦輪機的監4JM目關的信息。這可為測量 數據，例如"渦輪機運行狀態"，其包含風力渦輪機當前運行狀態的信息，
例如，風力渦輪機是否被關閉。監視相關數據的另一實例為風力渦輪機的 當前有功或無功功率設置點的信息。監視相關數據典型地從風力渦輪機傳 送到中央控制器。
第二監視與控制通信網絡被理解為這樣的網絡其至少傳送控制相關 數據，例如從中央控制器到風力渦輪機控制器的設置特定功率設置點的指 示。
在本發明 一實施例中，第二監視與控制網絡也作為監視與控制網絡 (MCN2 )執行。
在本發明 一實施例中，所述第二監視與控制網絡的控制環的響應時間 ^i殳計為小于大約l秒，優選為小于500ms，更為優選的是^f氐于200ms。
在本發明的范圍內，控制數據的一部分可有利地經由一個監^L與控制 網絡被傳送，允許第二監視與控制網絡僅僅處理高優先級關鍵數據，例如 根據新標準必須被非常快地傳送的風力渦輪機的功率設置點。根據將要經 由網絡傳送的數據的適當的量，第二監視與控制網絡是穩定且快速傳送的。
在本發明一實施例中，數據監視與控制網絡為銅線、光纖或無線網絡 或其組合。
在本發明 一實施例中，功率控制相關數據包含與風力渦輪機有關的一 個或一個以上的測量的表示。
在本發明一實施例中，監視與控制網絡適用于傳送關鍵數據。 在本發明一實施例中，風力渦輪機(WT)之間的電力電纜的電力電
纜拓樸基本上與風力渦輪機之間的數據傳送網絡電纜拓樸一樣。
另外，本發明涉及控制風力發電廠(WPP)中的風力渦輪機(WT)
的方法，由此，中央控制器(CC)執行監視與控制步驟，所述監視與控制
9步驟包含
將從所述中央控制器(CC )被傳送到風力渦輪機的多個控制相關數據 的傳送，以及
從所述風力渦輪機到中央控制器(CC )的監^L^目關數據的傳送， 由此，經由至少兩個不同的通信網絡(MCN1， MCN2)進行控制相
關數據的所述傳送。
在本發明 一 實施例中，監視與控制相關數據的所述傳送經由至少兩個
不同的監視與控制網絡(MCN1， MCN2)來進行。
在本發明一實施例中，該方法包含控制環的至少一個執行。 根據本發明，術語"控制環"理解為連續重復的過程，其對于各個執
行/重復/環典型地執行至少下列三個步驟
畫在中央控制器中獲取與風力發電廠有關的信息數據， -執行信息數據與預定數據的比較，以便確定誤差，以及 陽根據誤差借助向風力渦輪機傳送"寫入，，指示，執行調節動作。 在上面提到的"控制環"中將從風力發電廠獲得的信息可以為，例如，
來自風力渦輪機的測量數據，或從電網測量表計或包含在風力發電廠中的
其他元件收集的數據。
另外，本發明涉及風力渦輪機(WT)，其包含 至少 一個風力渦輪4幾控制器(WTC )，
用于在所述風力渦輪機控制器(WTC )與風力渦輪機元件之間傳送監 視與控制相關數據的第一監視與控制網絡(MCN1),以及
用于在所述風力渦輪機控制器(WTC)與風力渦輪機元件之間傳送控 制相關數據的第二監視與控制網絡(MCN2)。
在本發明一實施例中，所述第二監視與控制網絡(MCN2)適用于傳 送監纟見與控制相關數據。
在本發明一實施例中，所述風力渦輪4幾元件中的至少一個為輪轂 (hub)控制器(HC)。
在本發明 一實施例中，所述風力渦輪機元件中的至少 一個為頂部(top )在本發明一實施例中，所述風力渦輪機元件中的至少一個為傳感器 (S)。
在本發明一實施例中，關鍵功率控制相關數據經由所述第一監視與控 制網絡(MCN1)被傳送，且其中，較不關鍵的數據一一例如測量數據一一 經由所述第二監視與控制網絡(MCN2)被傳送。
下面將參照附圖介紹本發明。
圖1示出了從前面看的大型現代風力渦輪機；
圖2示出了典型的風力發電廠的概圖3示出了風力發電廠的數據網絡的實例；
圖4示出了風力發電廠的數據網絡的另一實例；
圖5示出了根據本發明一實施例的風力渦輪機WT;
圖6與7示出了才艮據本發明一實施例的進一步的細節；
圖8示出了本發明一實施例，其中建立了兩個通信網絡MCN1與 MCN2，以及
圖9示出了根據本發明 一實施例的網絡的可應用的設置的另 一實例。
具體實施例方式
圖1示出了現代風力渦輪機1。風力渦輪機1包含位于基座上的塔架2。 具有偏航(yaw)機構的風力渦輪才;i4^搶3位于塔架2的頂部。
低速軸伸出機艙前部，并通過風力渦輪機輪轂4與風力渦輪機轉子相 連。風力渦輪機轉子至少包含一個轉子葉片，例如所示出的三個轉子葉片 5。
圖2示出了根據本發明一實施例的典型的風力發電廠WPP的概圖。 風力發電廠可在某些背景下被稱為風電場或風場。風力發電廠包含在同一 區域中成組地位于陸上或海上的多個風力渦輪機WT。風力渦輪機可被組
ii裝為構成可被連接到市電網的整體統一的發電單元。風力發電廠典型地具
有"主導"或中央控制器cc。根據本發明一實施例，中央控制器cc可
以定位為SCADA服務器的一部分或與^目關聯。中央控制器CC可與可 包含多個計算機或處理單元的控制站或控制子站相關。中央控制器CC也 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CC可經由數據通信網絡DCN或公共數據通信網絡PDCN—— 例如互聯網——本地或遠程地被連接到風力發電廠網絡DCN。控制相關數 據可經由數據通信網絡DCN從或向風力渦輪機WT傳送。風力渦輪機可 經由數據通信網絡并聯或串聯或以其任意組合連接。控制數據可典型地為 控制風力渦輪機的數據。這可以為例如到給定風力渦輪機以改變所產生的 功率的設置點的指示。同時，數據通信網絡DCN用于從風力發電廠WPP 中的風力渦輪機向中央控制器CC傳送監視數據。這可以為例如風力渦輪 機的閥的壓力表計的讀數。數據通信網絡DCN可以包含例如局域網LAN 和/或公共數據連接網絡，例如互聯網。
圖3示出了根據本發明一實施例的風力發電廠WPP的數據網絡的實 例。該圖示出了物理連接或網絡的簡化的概圖。
該圖示出了與對應的數量的風力渦輪機(未示出)有關地定位的多個 風力渦輪機控制器WTCl, WTC2，……，WTCn以及中央控制器CC。 中央控制器CC經由數據通信網絡DCN、 DCN1連接到風力渦輪機控制器 WTC。
風力渦輪機控制器WTC1, WTC2,……，WTCn可以定位在對應的 風力渦輪機內部，例如塔架、機艙等等之中，或者，其可定位在風力渦輪 機外部。
還應注意，本圖僅僅是本發明可實施的風電場的幾種可用的數據通信 網絡的一種。
根據典型的傳統設置，數據通過一個網絡從以及向風力渦輪機控制器 WTC1, WTC2,……，WTCn傳送。根據本發明，在中央控制器CC與
12風力渦輪機控制器WTC1， WTC2，……，WTCn之間傳送的數據經由兩 個不同的監視與控制網絡(監視與控制網絡)MCN1、 MCN2來傳送。這 意^木著，時間上具有關鍵性的監視與控制數據可經由一個專用數據通信網 絡傳送，而其他較不關鍵的數據可經由另一網M送。這產生了重要的關 使監視與控制數據的快得多的傳送。
許多傳送瓶頸存在于在既從中央控制器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WTCl, WTC2，……，WTCn向中央控制器CC傳送數據 (典型地為監視數據)時可能大大延遲數據的風力渦輪機數據網絡中。這 些通信瓶頸可能為緩沖器、交換機、路由器、數據隊列等。
應當注意，監視與控制數據經由網絡MCN1、 MCN2傳送。還應注意， 本圖僅僅是可實現本發明的風力發電廠WPP的幾種可應用的數據通信網 絡的一種。
關于風力渦輪機、關于風力渦輪機控制器WTC被讀取的數據的實例。 "有功功率測量"。有功功率是風力渦輪機產生的將被直接使用的總功率。
"功率設置點"指的是將由給定風力渦輪機WT產生的希望功率。 "可用功率，，指的是在當前風力條件下可能的可用能量。 "渦輪機運行狀態"包含風力渦輪機的當前運行狀態的信息，例如風
力渦輪機是否被關閉。
"無功功率測量"。從電路的電感性或電容性負載向發電機的電能流
動。以伏-安-無功(VAR)為單位測量，無功功率的傳統符號為"Q"。
當電流與電壓不同相時導致無功功率，能使用例如電容器、STATCOM或
其他裝置進行校正。
將從中央控制器CC傳送到風力渦輪機控制器WTCl, WTC2,……，
WTCn的控制數據指示的實例為
"有功功率^L置點"，將無功功率設置為給定值的指示。 "無功功率i殳置點"，將有功功率設置為給定值的指示。
13"功率因數設置點"，將功率因數(cos (phi))設置為給定值的指
示o
"渦輪機運行狀態"，將渦輪機運行狀態設置為給定狀態一 一例如"關 閉" 一一的指示。
圖4示出了除圖3所示出的以外根據本發明一實施例的風力發電廠 WPP的數據網絡的另一實例。該圖示出了物理連接或網絡的簡化概圖。
該圖示出了與對應數量的風力渦輪機(未示出)有關地定位的多個風 力渦輪機控制器WTC1， WTC2，……，WTCn以及中央控制器CC。中 央控制器CC經由監視與控制數據通信網絡WTCl, WTC2， ......， WTCn
連接到風力渦輪機控制器WTC。中央控制器在本發明此特定實施例中與 SCADA (監視控制與數據采集)服務器SCS相關聯，該服務器可與其他 的SCADA元件通信，例如其他的子站或遠程SCADA系統SS。
根據本發明，在中央控制器CC與風力渦輪機控制器WTC1， WTC2，……，WTCn之間傳送的數據經由兩個不同的監^L與控制網絡 MCN1、 MCN2傳送。這意味著，在時間上具有關鍵性的監視與控制數據 可經由一個專用數據通信網絡傳送，而其他較不關鍵的數據可經由另一網 絡傳送。這導致重要的關鍵監視與控制數據的快得多的傳送。
還應注意，圖3與4所示的網g僅是可實施本發明的風電場的幾種 可用的數據通信網絡的兩種。
圖5示出了根據本發明一實施例的風力渦輪機WT,其顯示幾種監視 與控制通信網絡可在風力渦輪機WT內部應用。風力渦輪機WT包含風力 渦輪機控制器WTC，其可位于風力渦輪機WT內部或外部。該圖顯示， 風力渦輪機控制器WTC與風力渦輪機中的其他元件經由不同的監視與控 制數據網絡MCN1 、 MCN2通信。網絡在此特定實例中以這樣的方式布置 第一監視與控制網絡(MCN1)與第二監視與控制網絡(MCN2)被布線 為風力渦輪機元件可被連接到的兩個總線。應當注意，在本發明的范圍內， 存在幾種其他可應用的網絡可能性。
14所示出的風力渦輪機控制器(WTC )可經由第一與第二監^L與控制網 絡(MCN1， MCN2 )進一步連接到其他風力渦輪機或中央控制器(CC)。
應當注意，可根據本發明的其他實施例應用大于一的任何數量的風力 渦輪機。
風力渦輪機控制器WTC經由兩個不同的通信線MCN1、 MCN2與機 艙中的傳感器C、頂部控制器TC以及輪轂控制器HC通信。
所示出的傳感器C可以為包含在風力渦輪機WT中的任何傳感器，例 如溫度傳感器。頂部控制器TC為風力渦輪機元件，其包含用于控制輪轂 的裝置HC，頂部控制器TC為可對機搶的元件進行控制的單元。
將與風力渦輪機WT內的風力渦輪機控制器WTC連接的這些元件僅 僅是元件的實例，而幾種其他的元件——例如附加控制器——可經由本發 明的范圍內的兩個或兩個以上的不同數據通信網絡連接。
圖6與7示出了才艮據本發明一實施例的進一步的細節。
所示出的布置包含通過電力電纜PC連接到多個風力渦輪機WT1…… WT11的中央控制器CC。顯然，可添加進一步的風力渦輪機以及相關聯 的控制器。
有利的是，所示出的電力布線還可至少部分地反映通信網絡——即監 視與控制網絡——的物理范圍。與無線網絡相比，這在通信網絡通過物理 電纜建立時特別有利，因為通信電纜可與電力電纜一起定位，由此避免了 不必要的挖掘、安裝、懸掛等等。相應地，圖7示出了與圖6的電力電纜 網絡一起建立的通信網絡的物理布置。圖7示出了與圖6所示風力渦輪機 相關聯的風力渦輪機控制器WTC1到WTCll。風力渦輪機控制器 WTC1......WTC11借助建立監視與控制網絡MCN1與MCN2的通信電纜
MCN連接。
顯然，網絡拓樸可在本發明的范圍內變化。
例如，通信網絡可以通過光纖或電導體來建立。
注意，通信網絡凈皮連接以建立通信環CL1、 CL2、 CL3。
應當注意，通信網絡可被建立為直接環形(straightforward ring)拓樸通信環或星形通信網絡或這些的任意組合或其他類型的通信布置。
在上下文中，各通信環可通過光纖對——其在接合點(splicing point) 正確接合，以便僅僅通過風力渦輪機控制器之間的一個通信線建立通信 環一一來建立。
應當注意，兩個分立的監視與控制網絡MCN1、 MCN2中的一個既傳 送監^!M目關數據又傳送控制相關數據，而另一個根據本發明一實施例僅傳 送控制相關數據。
在本發明另一實施例中，兩個以上的控制或監視與控制網絡可被應用， 以便擴展整個風力發電廠網絡的性能。
圖8更為詳細地示出了圖7的實施例，其中，建立了兩個通信網絡 MCN1與MCN2。
網絡MCN1、 MCN2在較早時被描述為通過以兩個合適的環形拓 樸一一在這種情況下也是相同的一一配置的兩個電纜對建立，對于兩個網 絡MCN1與MCN2建立環形通信。
中央控制器CC與風力渦輪機控制器WTC1、 WTC2、 WTCn具有發 送器Tx和接收器Rx。發送器和接收器可以為任何數據通信端口或控制器。
圖9示出了根據本發明一實施例的網絡的可應用的設置的另一實例。
該圖顯示出與圖8相同的元件，但監視與控制網絡MCN1、 MCN2被 配置為星形拓樸。
采用星形拓樸，如果其他的關閉，到各個風力渦輪機控制器WTC1、 WTC2的連接得到保證。
在這種設置中，對于每個風力渦輪機控制器WTC1、 WTC2,需要接 收器Rx和發送器Tx。
1權利要求
1. 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。
2. 根據權利要求1的中央控制器(CC)，其中，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才幾傳送)。
3. 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。
4. 根據權利要求l-3中任意一項的中央控制器(CC)，其中，所述監 視與控制網絡包含至少一個交換機。
5. 根據權利要求l-4中任意一項的中央控制器(CC),其中，所述風 力渦輪機(WT)被包含在風力發電廠(WPP)中。
6. 根據權利要求l-5中任意一項的中央控制器(CC)，其中，所述中 央控制器(CC)構成控制環(CL1， CL2, CL3)的一部分。
7. 根據權利要求l-6中任意一項的中央控制器(CC),其中，所述中 央控制器(CC)包含SCADA (監視控制與數據采集)服務器。
8. 根據權利要求1-7中任意一項的中央控制器(CC)，其中，所述風 力渦輪機(WT )各自具有至少兩個內部監視與控制網絡(MCN1 ， MCN2 )。
9. 根據權利要求l-8中任意一項的中央控制器(CC),其中，所述監 視與控制網絡(MCNl, MCN2)以環形拓樸、星形拓樸或其任何組合被 配置。
10. 根據權利要求l-9中任意一項的中央控制器(CC)，其中，所述 監^L與控制網絡(MCN1， MCN2)可同時傳送數據。
11. 一種風力發電廠(WPP)，其中，至少兩個風力渦輪機經由監視與控制網絡(MCN1)通信，其包含根據權利要求1-10中任意一項的中央 控制器(CC)，-在所述風力發電廠(WPP)中，監視與控制數據在所述至少兩個風力 渦輪機(WT)以及所述中央控制器(CC)之間被傳送，-所述數據監視與控制網絡從以及向所述至少兩個風力渦輪機(WT) 傳送監視與控制相關數據，其中，所述監視與控制相關數據的控制相關數據的至少 一子集經由第 二監視與控制網絡(MCN2 )被傳送。
12. 根據權利要求11的風力發電廠(WPP)，其中，所述第二監視與 控制網絡也作為監視與控制網絡(MCN2)執行。
13. 根據權利要求11或12的風力發電廠(WPP)，其中，所述第二 監視與控制網絡的控制環的響應時間被設計為小于大約l秒，優選為小于 500ms，更為優選的是^氐于200ms。
14. 根據權利要求11-13中任意一項的風力發電廠(WPP)，其中， 所述數據監視與控制網絡為銅線、光纖或無線網絡或其組合。
15. 根據權利要求11-14中任意一項的風力發電廠(WPP)，其中， 所述第二監視與控制網絡適用于傳送關鍵數據。
16. 根據權利要求11-15中任意一項的風力發電廠(WPP)，其中，所 述風力渦輪機(WT)之間的電力電纜的電力電纜拓樸基本上與風力渦輪 機之間的數據通信網絡電纜拓樸一樣。
17. —種控制風力發電廠(WPP)中的風力渦輪機(WT)的方法， 中央控制器(CC)由之執行監視與控制過程，所述監視與控制過程包含將從所述中央控制器(CC )被傳送到風力渦輪機的多個控制相關數據 的傳送，以及從所述風力渦輪機(WT)到中央控制器(CC)的監視相關數據的傳送，由此，經由至少兩個不同的監視與控制網絡(MCN1， MCN2)進行 控制相關數據的所述傳送。
18. 根據權利要求17的控制風力渦輪機(WT)的方法，由此，監視 相關數據的所述傳送經由所述不同的監視與控制網絡(MCN1， MCN2) 中的至少一個進行。
19. 根據權利要求17或18的控制風力發電廠(WPP)中的風力渦輪 機(WT)的方法，其中，所述方法包含控制環的至少一次執行。
20. —種風力渦輪機(WT)，其包含 至少一個風力渦輪機控制器(WTC),用于在所述風力渦輪機控制器(WTC)與風力渦輪機元件之間傳送監 視與控制相關數據的第一監視與控制網絡(MCN1)，以及用于在所述風力渦輪機控制器(WTC)與風力渦輪機元件之間傳送控 制相關數據的第二監視與控制網絡(MCN2 )。
21. 根據權利要求20的風力渦輪機，其中，所述第二監視與控制網絡 (MCN2)適用于傳送監視與控制相關數據。
22. 根據權利要求20或21的風力渦輪機，其中，所述風力渦輪機元 件中的至少一個為輪轂控制器(HC)。
23. 根據權利要求20-22中任意一項的風力渦輪機，其中，所述風力渦 輪才幾元件中的至少一個為頂部控制器(TC)。
24. 根據權利要求20-23中任意一項的風力渦輪機，其中，所述風力渦 輪才幾元件中的至少一個為傳感器(S)。
25. 根據權利要求20-24中任意一項的風力渦輪機，其中，關鍵功率控 制相關數據經由所述第一監視與控制網絡(MCN1)被傳送，且其中，較 不關鍵的數據，例如測量數據，經由所述第二監視與控制網絡(MCN2) 被傳送。
全文摘要
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。術語“監視與控制網絡”根據本發明一實施例理解為這樣的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(將產生的功率)。本發明的進一步的有利特征在于，在通信網絡中，重要控制信號可與高帶寬要求的監視數據——例如分析數據——分離。
文檔編號G05B23/02GK101512455SQ200780032047
公開日2009年8月19日 申請日期2007年9月3日 優先權日2006年9月1日
發明者B·洛夫曼德, J·本特森, K·拉斯穆森 申請人:維斯塔斯風力系統有限公司