一个全局精确时间和一个最大传输时间制造技术

一种控制包括多个系统元件的风力系统的方法，所述风力系统包括多个分配于所述系统元件中的数据处理器，所述方法包括如下步骤：使所述数据处理器的至少一部分与从时间同步装置分配到所述数据处理器的至少一个基准信号同步，将所述数据处理器与本地时钟发生电路相关联，其中与数据处理器第一子集的数据处理器相关联的所述本地时钟发生电路的峰到峰跟踪抖动高于或等于预定阈值，并且其中数据处理器的第二子集的峰到峰跟踪抖动小于所述预定阈值，至少部分利用来自所述第一或第二子集数据处理器的数据处理器控制所述系统元件中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制风力系统的方法和系统。
技术介绍
近年来，风力系统中的监测、控制和调节已变得越来越完善，结果，对数据处理速度、数据通信中的精确度和可靠性，以及关于数据的时间相关性的要求提高了。因此，对例如时域中精确度和风力系统数据通信基础设施的知识的要求提高了。在风力发电厂中后一种情况尤其突出，当今风力发电厂常常覆盖很大地理区域，因此风力发电厂数据通信基础设施中的数据量增加了。通过数据通信网络传输的数据量增加可能导致不同的不确定性，这可能影响风力发电厂的控制系统。
技术实现思路
本专利技术涉及一种控制包括多个系统元件的风力系统的方法，所述风力系统还包括多个分配于所述系统元件中的数据处理器，所述方法包括如下步骤：使所述数据处理器的至少一部分与从时间同步装置分配到所述数据处理器的至少一个基准信号同步，将所述数据处理器中的至少一个与节点相关联并且将所述数据处理器中的至少一个与远程节点相关联，在所述节点和所述远程节点之间确定传输时间估计，确定包括与执行时间相关联的执行指令的操作(armed)控制信号，所述执行指令定义要由与所述远程节点相关联的数据处理器在所述执行时间定义的时间执行的指令，将所确定的所述节点和所述远程节点之间的传输时间估计与所述操作控制信号的执行时间相关，在比所述执行时间还要早对应于或大于所确定的传输时间估计的时段之前，从所述节点向所述远程节点发送所述操作控制信号。根据本专利技术，风力系统中包括的系统元件例如可以理解为风力发电厂的元件或与风力发电厂通信的元件。因此，系统元件例如可以是风力涡轮机、变电站、相对于风力发电厂位于内部或外部的控制器、用于在风力发电厂内进行内部通信或从风力发电厂向外部通信单元进行通信的通信单元。无论系统元件是发送、控制还是处理数据，系统元件都可以包括一个或多个数据处理器，根据系统元件的个体任务和实施在系统元件中分配数据处理器。应当指出，并非所有系统元件都包括数据处理器，范例可以是仅包括温度和/或风测量单元的计量站。根据本专利技术，风力系统的控制，尤其是诸如有若干系统元件(例如风力涡轮机和变电站)的风力发电厂的大系统的控制有利地受到提供用于规划或使系统之内控制信号传输优先的仪器的支持。这种支持性仪器基于系统中节点间传输时间的估计，尤其是从中央控制器或其它控制信号发生节点到风力涡轮机控制器或其它远离中央控制器的控制信号接收节点的传输时间估计。可以有利地将传输时间的估计用于计算例如必须发送控制指令的最晚可能时间，以便及时到达接收机，用于在期望时间执行指令，或例如不仅根据其期望的执行时间，而且根据其执行时间减去估计的传输时间对控制信号进行排序或优先化。要将术语传输时间或传输时间估计理解为从数据通信网络中的一个节点到另一个节点例如以数据分组的形式传输信息时，数据通信网络中发生的延迟之和。传输时间中包括的延迟范例可以是传输延迟、处理延迟、排队延迟、传播延迟等。此外，对于数据分组的传输开始和接收，可能发生另外的操纵和处理延迟。应当指出，并非在所有类型的数据通信网络或传输协议中都存在所有提到的延迟。根据本专利技术，节点典型地定义数据通信网络或系统元件中的部件。这样的部件例如可以是网络交换机或用于控制、测量或物理地在数据通信网络中或系统元件中分配数据分组的其它单元。其它的节点可以定义为风力系统中产生或接收控制指令的控制器或测量装置。应当指出，典型地，一个或多个数据处理器存在于或涉及风力系统中的节点。换言之，根据本专利技术的节点是风力系统的部件，在它们之间传输数据；因此也可以将变电站或风力涡轮机称为节点。节点既可以称为“节点”也可以称为“远程节点”，差异仅在于“远程节点”是来自产生“节点”的指令或测量结果的接收方。例如，在节点接收数据，然后向风力系统中的另一节点转发这一数据的情况下，同一节点既可以是“节点”也可以是“远程节点”。在具有若干风力涡轮机且距离长的大型风力发电厂中，本专利技术的控制方法尤其有益，因为由于不同的大距离以及不同的网络拓扑和技术，这种系统中的传输时间可能显著不同。在已经扩展过几轮，因此包括寿命和规模不同的技术和拓扑的风力发电厂中后一种情况尤其显著。根据本专利技术的范围，提供中央控制器以控制若干远程风力涡轮机，可能还控制变电站。这通常是通过将中央控制器、风力涡轮机和变电站耦合到数据网络作为节点来实现的。例如，如果风力涡轮机之内或与风力涡轮机相关的若干数据处理器充当个体网络部件，则风力涡轮机可以包括若干节点。在替代实施例中，风力涡轮机包括由例如风力涡轮机控制器构成的单个节点，风力涡轮机控制器又控制着风力涡轮机之内的本地数据处理器。要指出的是，任何适当种类的数据网络或数据通信手段都在本专利技术的范围之内。在优选实施例中，网络包括SCADA兼容网络。如上所述，本专利技术在大型系统中尤其有益，例如，在中央控制器控制若干远程风力涡轮机并可能控制风力发电厂之内的变电站时。本专利技术范围之内的替代实施例包括风力涡轮机内部的控制，其中由风力涡轮机控制器控制不同数据处理器，例如桨距(pitch)控制器、顶部控制器、轮毂控制器等，并且传输时间估计表示从风力涡轮机控制器到不同数据处理器的延迟。要指出的是，在执行时间执行操作控制信号可以包括向下游数据处理器转发指令。显然，如下实施例在本专利技术范围之内：几个数据处理器与单个节点或远程节点相关联，例如，风力涡轮机中的所有数据处理器通过风力涡轮机控制器通信，或几个控制处理器通过中央控制器通信。本专利技术范围之内获得的优点包括在非常大距离上进行控制，其中可以从例如在丹麦的节点，例如控制中心向例如新西兰的远程节点，例如位于风力发电厂的风力涡轮机、变电站或中央控制器中的风力涡轮机控制器，产生并发送控制信号。在这种状况下，传输时间可能变得更加显著，从而将延迟考虑到规划和优先化中的可能性可能变得关键。传输时间估计应当优选包括从节点发送的时间和最终接收方，即远程节点能够执行指令的时间之间发生的所有延迟。因此，传输时间估计可以包括节点向网络上推送控制信号，例如数据分组所花的时间，表示信号通过线路或在空中行进所花时间的传播延迟，任何节点、远程节点或中间网络部件中存在的任何排队延迟，任何中间网络部件中导致的或与在远程节点接收和解码控制信号相关联的任何处理延迟。风力系统中的传输时间估计可以包括从微秒范围到毫秒范围的延迟，但本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.25 DK PA200900651;2009.06.04 US 61/184,1891.一种控制包括多个系统元件的风力系统的方法，所述风力系统还包
括多个分配于所述系统元件中的数据处理器，所述方法包括如下步骤：
使所述数据处理器的至少一部分与从时间同步装置分配到所述数据处
理器的至少一个基准信号同步，
将所述数据处理器中的至少一个与节点相关联并且将所述数据处理器
中的至少一个与远程节点相关联，
在所述节点和所述远程节点之间确定传输时间估计，
确定包括与执行时间相关联的执行指令的操作控制信号，所述执行指
令定义要由与所述远程节点相关联的数据处理器在所述执行时间定义的时
间执行的指令，
将所确定的所述节点和所述远程节点之间的传输时间估计与所述操作
控制信号的执行时间相关，
在比所述执行时间还要早对应于或大于所确定的传输时间估计的时段
之前，从所述节点向所述远程节点发送所述操作控制信号。
2.根据权利要求1所述的控制风力系统的方法，其中基于多个传输和
处理延迟表示来确定所述传输时间估计。
3.根据权利要求1或2所述的控制风力系统的方法，其中所述操作控
制信号包括执行测量的指令，并且其中所述操作控制信号从所述节点到所
述远程节点的所述传输是在比所述节点需要所述测量的结果的时间还要早
对应于或大于所确定的传输时间估计的两倍加上测量时间的时段之前执行
的。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的控制风力系统的方法，其中所
述数据处理器是风力发电厂的风力涡轮机控制器、变电站控制器或中央控
制器的一部分。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的控制风力系统的方法，其中所
述风...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·本特松，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：