CN101932824A - 用于从水流中提取动力的控制系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于控制水力涡轮机的操作的系统，该系统包括：涡轮机；用于测量影响所述涡轮机的操作的行为的装置；用于更改所述涡轮机的操作的装置；以及数据处理设备，包括：中央处理器(CPU)、可操作为连接到所述CPU的存储器，所述存储器包含适于由所述CPU执行的程序，其中所述CPU和所述存储器可操作为适于从测量装置接收信息并且对更改装置执行指令以更改所述涡轮机的操作。还描述了用于控制涡轮机的操作的数据处理系统、计算机程序单元及方法。

Description

用于从水流中提取动力的控制系统
技术领域
本发明一般涉及用于控制水力涡轮机(water turbine)的操作的系统及方法。
背景技术
从水流产生动力(power)是公知的。然而，许多用于从水流产生动力的公知系统不易于被控制或者不容许被控制。为了连接到电网，具有可预测的并且可控制的动力输出是有益的。此外，水环境包括无法预测的成分，例如大、小海洋生物、污垢、淤泥、生长物以及其它复杂的因素。迄今为止，控制系统还不能处理这些种类的输出风险因素。
本发明试图改善一个或者多个上面提到的缺点。
发明内容
在第一方案中，本发明提供一种用于控制水力涡轮机的操作的系统，包括：
涡轮机；
用于测量影响涡轮机操作的行为的装置；
用于更改涡轮机的操作的装置；以及
数据处理设备，包括：中央处理器(CPU)、可操作为连接到CPU的存储器，存储器包含适于由CPU执行的程序，其中CPU和存储器可操作为适于从测量装置接收信息并且对更改装置执行指令以更改涡轮机的操作。
优选地，该系统控制涡轮机以使给定的水的流动速率下的动力产生最优化。典型地，流动速率约小于10节、约小于8节、约小于6节或者介于约1节到5节之间。水的流动速率可以是潮汐、河流、流出物或者大洋或大海中的水流。本发明特别适用于控制被安装在约小于5节的低流动速率环境中的水力涡轮机，以提供最优的动力或者电力的产生。该系统可用于控制高达约8节的涡轮机。
涡轮机可以从任何适合的涡轮机(例如轴流式涡轮机、基于轨道的涡轮机和回转环形涡轮机等)中进行选择。优选地，该涡轮机为例如在WO2005/028857、WO2005/119052以及WO2007/070935(亚特兰蒂斯资源私人有限公司(Atlantis Resources Corporation Pte Limited))中所描述的基于轨道的涡轮机。
涡轮机可以具有使一个或多个发电机运转的一个动力输出装置，或者使多个发电机运转的多个动力输出装置。
优选地，影响涡轮机输出的行为是从水流速度(速率)、水流方向、相对于水流的位置、负荷、扭矩、水中的高度或位置、转子叶片或旋翼(foil)的速度、转子叶片或旋翼的升力、转子叶片或旋翼的阻力(drag)、扭矩、动力输出、产生的电力、动力负荷等等中选择的。
优选地，该涡轮机通过一次或多次相对于水流方向进行的定位、高度或深度的调整、定向、转子叶片或旋翼的速度的更改、动力负荷的更改、扭矩的更改、动力的传递等等而被更改。
优选地，利用与涡轮机或系统关联定位的变速驱动器(VSD)更改动力负荷。在一个优选布置中，VSD位于动力产生系统的电缆塔(pylon)或安装结构上。VSD优选为控制或监控发电机的动力以影响负荷或扭矩。
存在这样一些情形，其中可以使用外部动力使转子以最低或期望的速度开始或继续旋转，从而保证最优动力产生。由于涡轮机系统连结到电网，因此如果需要，控制系统可以开始从电网中取得动力从而为涡轮机上电。
优选地，用于测量行为的装置为下述元件中的一个或者多个，并且还可以是下述元件彼此之间的组合：用于检测潜在或实际障碍物(obstruction)的声纳装置；用于测量行为的流速剖面仪形式的装置；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机的温度、或者液压油的温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器(transducer)；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机的速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器(relay)校验程序；及上述元件的组合。
在优选实施例中，用于更改所述涡轮机操作的装置可以是下述元件中的一个或者多个：用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
在第二方案中，本发明提供一种用于控制水力涡轮机的操作的系统，包括：
涡轮机；
用于测量水流速度(流动速率)的装置；
用于测量水流方向的装置；
用于测量涡轮机的负荷或输出的装置；
用于测量涡轮机的速度的装置；
用于测量涡轮机的叶片或旋翼的迎角的装置；
用于测量涡轮机的高度的装置；以及
数据处理设备，包括：中央处理器(CPU)、可操作为连接到所述CPU的存储器，所述存储器包含适于由所述CPU执行的程序，其中所述CPU和存储器可操作为适于从水流速度(速率)测量装置、水流方向测量装置、涡轮机负荷或输出测量装置、涡轮机速度测量装置、所述涡轮机的高度、所述涡轮机的定向接收信息，并且执行指令以控制所述涡轮机的操作。
优选地，指令从增加扭矩、减少扭矩、更改涡轮机的方向、更改涡轮机的高度、更改涡轮机的定向、更改叶片或旋翼的角度、更改迎角、更改VSD的行为、使发电机耦合或去耦合、从电网中取得动力、将动力发送到电网等等中选择。
在第三方案中，本发明提供一种用于控制水力涡轮机的操作的数据处理设备，包括：
中央处理器(CPU)；
存储器，可操作为连接到所述CPU，存储器包含适于由所述CPU执行的程序，其中所述CPU和存储器可操作为适于接收影响涡轮机的操作的行为的信息并且发送指令以更改所述涡轮机的操作。
优选地，所述数据处理设备还存储接收到的影响涡轮机的操作的行为的信息、接收到的信息和/或涡轮机的输出或者操作的信息。
优选地，数据处理单元为可编程逻辑控制器(PLC)。
优选地，影响涡轮机操作的行为的信息为下述元件中的一个或者多个：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机的温度、或者液压油的温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机的速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
在第四方案中，本发明提供一种用于控制水力涡轮机的操作的数据处理设备，包括：
中央控制器，包括中央处理器(CPU)和可操作为连接到所述CPU的存储器；
至少一个终端，适于与所述中央控制器进行通信，以传输关于水力涡轮机的行为的信息；
所述中央控制器中的存储器包含适于由所述CPU执行的程序，用于接收影响涡轮机操作的行为的信息，并且将指令发送到所述终端以更改所述涡轮机的操作。
优选地，所述设备包含多个终端，每个终端都与单个涡轮机或者多个涡轮机的组合进行通信。
优选地，所述中央控制器还存储接收到的关于多个涡轮机的操作的信息。
中央控制器可以被硬连接到终端，或通过电话、无线电等进行远程访问。
在第五方案中，本发明提供一种用于借助计算机来控制水力涡轮机的操作的方法，包括：
接收影响涡轮机操作的行为的信息；
分析接收到的信息；以及
基于接收到的信息发送指令以更改所述涡轮机的操作。
优选地，影响涡轮机操作的行为的信息可以为下述元件中的一个或者多个：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机的温度、或者液压油的温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机的速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
在第六方案中，本发明提供一种计算机可读存储器，用表示可编程器件的数据进行编码，包括：
用于接收影响涡轮机操作的行为的信息的装置；
用于分析接收到的信息的装置；以及
用于基于接收到的信息发送指令以更改所述涡轮机的操作的装置。
优选地，影响涡轮机操作的行为的信息为下述元件中的一个或者多个：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机的温度、或者液压油的温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机的速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
在第七方案中，本发明提供一种计算机程序单元，包括计算机程序代码以制作可编程器件：
接收影响水力涡轮机操作的行为的信息；
分析接收到的信息；以及
基于接收到的信息发送指令以更改所述涡轮机的操作。
在第八方案中，本发明提供一种用于从水流中产生动力的方法，包括：
在具有流水的区域中安装根据本发明第一或第二方案的动力系统；
允许水流转动涡轮机；以及
利用所述系统更改所述水力涡轮机的动力输出以产生电力。
该说明书自始至终，除非上下文需要，否则词语“包括”或者其变化例如“包含”或“含有”可以被理解为暗示内含一规定的元件、整体或步骤、或多个元件、整体或步骤的组合，但是并不排除任何其他的一元件、整体或步骤，或者多个元件、整体或步骤的组合。
为了提供用于本发明的内容的目的，对于已经被包括在本发明中的文件、行为、材料、器件、物品等进行的任何讨论都是独有的。其不是用于作为承认任何或所有这些内容形成现有技术基础的一部分或者是与本发明相关的本领域中的公知常识的陈述，因为其在该说明书中公开的本发明的优先权日之前就在澳大利亚存在了。
为了更加清楚的理解本发明，将参照下述附图和实例描述优选实施例。
附图说明
图1示出根据本发明的用于水力涡轮机的控制系统的示意图；
图2示出根据本发明的用于水力涡轮机的另一种控制系统的示意图；
图3是示出本发明的一个优选实施例的控制系统的元件的示意图；
图4是示出本发明的优选实施例的控制系统的元件的示意图；以及
图5是示出处理系统的元件的示意图。
具体实施方式
水下动力产生系统典型地包含具有许多叶片或旋翼的涡轮机。该系统包括动力提取装置(power extraction device)或吊具(lift)，其中该动力提取装置(例如为发电机或泵)用于在水压的影响之下产生动力以及叶片或旋翼的旋转或运动，该吊具使将要产生的动力通过该动力提取装置。在其最简化的形式中，涡轮机的运动速率或旋转速率与通过或经过涡轮机的水的运动或流动速率成正比。如果流动速率太低，则涡轮机不运行并且不会产生动力。类似地，如果流动速率不规律或不一致，则动力产生率也将会不规律或不一致。
根据本发明的用于控制水力涡轮机操作的系统的实例在图1中展示。涡轮机40被连接到电网70，且涡轮机40能够产生电力并经由链路60将电力传递到电网70。涡轮机40可以为能够在水的运动影响之下运行的任何适合的装置。实例包括但不限于与风力涡轮机(例如在WO00/50768(海流涡轮机有限公司(Marine Current Turbines Limited))中所描述的)类似的轴流式涡轮机、基于轨道的涡轮机(例如在WO2005/028857、WO2005/119052和WO2007/070935(Atlantis Resources Corporation Pte Limited)中所描述的)、回转环形涡轮机(例如在EP1430220(清洁电流功率系统法人公司(CleanCurrent Power Systems Incorporated))中所描述的)。本发明已经用基于轨道的涡轮机进行了试验并且特别适合于这种系统。
涡轮机40的操作通过控制系统30实现，控制系统30接收并处理来自于多个测量装置22、24、26和28的信息。测量装置22、24、26和28的实例可以测量水流速度、流动速率、水流方向、涡轮机的负荷或输出、涡轮机速度、涡轮机叶片或旋翼的迎角等等。用于进行测量的特定设备可以被放置在涡轮机40的当前环境中并且将那些测量结果或信息传递给控制系统。将来自于测量装置22、24、26和28的信息馈送到控制系统30，并且基于所处理的信息来控制涡轮机40的输出。已经开发了特定的软件，该软件允许在给定环境中处理信息并且将信号或指令发送给涡轮机40以使其输出最优化。
在一个实例中，控制系统30具有可编程逻辑控制器(PLC)并且与包括变速驱动器(VSD)的涡轮机40相关联，该变速驱动器(VSD)适于控制涡轮机的旋转速度，以便于提供最优的动力输出。PLC适于利用VSD调节涡轮机40的操作速度和扭矩，从而对于给定的水流动速率保持最优的动力输出。
该系统还可以包括起动(kick start)功能，以在流动速率低时发动或增加涡轮机的旋转，或者克服阻力以使涡轮机在高或低输入情形之下旋转。
图2示出与图1的系统相似的布置，但是涡轮机40进一步包括有外部更改装置52、54。更改装置52、54的实例包括：相对于水流方向定位涡轮机40，调整涡轮机40的高度或深度，更改涡轮机40的转子叶片或旋翼的速度，更改施加到涡轮机40的动力负荷或扭矩。变速驱动器(VSD)可用于将反扭矩施加到涡轮机40以保持期望的运动，从而使动力的产生最优化。
对于需要关于水流方向的特定定位的涡轮机，例如基于轨道的系统，更改装置可以为快速定向装置(slewing arrangement)，以相对于水流方向聚焦或瞄准涡轮机40。
该系统还可以包括起动功能，以在流动速率低时发动或增加涡轮机的旋转，或者克服阻力以使涡轮机在高或低输入情形之下旋转。就这一点而言，应当通过布置发动机从电网70中取得动力以使涡轮机40转动。有些形式的发电机可以经由涡轮机40的旋转产生动力，但是也可以被用作发动机，以使涡轮机40经由从电网70接收的动力进行转动。控制系统30可以根据需要控制供应到发电机的电力或从发电机供应的电力。
控制系统30可以被放置为非常接近系统10，并且被硬连接到测量装置22、24、26和28、更改装置52、54以及涡轮机40。可替代地，控制系统30可为远程的并且通过无线电网络或其它通信网络(例如因特网)进行通信。在水力涡轮机场(farm)中，控制系统30可以控制单个涡轮机或者操作一系列涡轮机。
控制系统30包括处理系统50，处理系统50包括分布式架构，后者的实例如图3所示。在该实例中，基站1经由通信网络2(例如因特网和/或无线或无线电网络)和/或经由通信网络4(例如局域网(LAN)4)耦合到多个终端站3、5。因而，应当意识到：LAN 4可以在特定位置形成因特网网络。
在使用中，处理系统50适于至少从测量装置22-26和/或其它装置(例如网站或控制输入)接收信息，并且将该信息以用户或者控制器终端的形式供应给终端站3、5。终端站5或者各个终端站5适于将信息提供回到基站1。
因此，可以使用任何形式的适合的处理系统50。在图5中示出一实例。如图所示，在该实例中，处理系统50至少包括经由总线11耦合在一起的处理器6、存储器7、输入/输出装置8(例如键盘和显示器)以及外部接口9。
因此，应当意识到，可以由任何适合的处理系统形成处理系统50，例如适当编程的PC、PLC、因特网终端、微型计算机、手持PC等，典型地，处理系统50操作应用软件，以进行数据传递并且在某些情况下进行网页浏览。
类似地，终端站3或者各个终端站3必须适于与位于基站1处的处理系统50进行通信。应当意识到，这样允许使用多种不同形式的终端站3。
测量装置或输入装置22、24、26和28可以包括摄像机或其它检测装置(例如声纳)和那些在本说明书所描述的输入装置。可以利用声纳和水下、水上摄像机，并且可以通过通信网络对它们的输出进行远程监控。按此方式，能以一些适当的方式远程停止涡轮机或更改涡轮机性能的操作者或者计算机可以检测某些类型的障碍物。检测装置、声纳或者摄像机也可以被连接到警报器和紧急自动停止装置。也可以利用软件(例如形状识别软件)使得潜在的障碍物可以被自动检测，从而作为响应，控制系统30可以自动致动某些其它装置。在特定环境中，响应于特定的潜在危险，可以由控制系统30采取行动，例如致动警报器或者改变涡轮机40的操作速度或角度或高度，直到潜在的或者实际的障碍物已经被移除或自身移除为止。那时，障碍物的消失也可以通过摄像机或声纳或其它检测装置而被检测，并且可以自动致动涡轮机40以重新开始产生动力。
此外，可以由存储器记录来自摄像机的胶片(footage)或来自声纳的事件。为了提高数据存储的效率，可以从存储器删除没有事件发生的其它时间段，但是在障碍物事件之前和之后的所选择的时间段可以被保留在存储器中，以便于之后回顾。
输入装置22、24、26和28还可以包括呈声学多普勒流速剖面仪(ADCP)形式的流速剖面仪，其向控制系统30报告如下信息：
10级层流水层(10 laminar water layers)的水流速度
10级层流水层的水流方向
平均水流速度
平均水流方向
潮汐深度(tide depth)
上述信息被记入到SQL服务器数据库。
ADCP被整合到PLC控制系统中，并且ADCP的输出可以被用在处理器中，从而使得其通过致动信号使诸如液压发动机之类的元件致动，从而使得涡轮机30的高度或者偏航角可以被改变以最优化输出。如果潮汐反向，则控制系统进行所谓的主运动(180度旋转)，如果潮汐的方向改变很小的角度，则控制系统进行所谓的辅助运动，从而使动力输出最优化。
控制系统也保持对所有输出的安全访问。访问控制系统受密码保护，这在优选实施例中是有益的，因为通信网络便于从设置有因特网或其它能够进行卫星通信的装置的任何地方进行访问。
控制系统30监控并且控制各种级别的动力，包括PLC，其链接到用于各种器件、保险丝和开关的继电器，并且控制系统30还控制和监控高压输出，以控制进入电网70的动力的相位角度和量级。
为了提高可靠性，优选地，在计算电路、UPS、传感器和I/O控制器中使用24V电路。此外，在控制系统30中安装冗余电源。每个电源均被连接到二极管模块，如果一个电源停止或者出现故障，则该故障状况可被抑制在二极管模块之后以允许其它电源继续操作。每个电源均具有用导线连接到PLC的I/O的故障信号触点，从而可以检测到故障通知并且修复该故障。
可以通过PLC输出远程重置保险丝。在优选实施例中这是有益的，因为它们通常位于在电缆塔上的远岸位置(remote location offshore)处的机柜中。
以电池的形式提供电源，所述电池可以通过太阳能电池板或其它方法(例如接通来自于涡轮机40的潮汐动力等)被再充电。
控制系统还可以基于与潮汐流、潮汐角、产生的动力、事件日志等有关的请求来产生报告。
连接到PLC的其它测量装置包括：水淹发动机燃烧室检测器(floodedmotor chamber detector)；用于发动机温度的热电偶；用于空气温度的热电偶；用于涡轮机的流速计；用于测量发动机的扭矩、频率、电压、安培、功率、RPM的器件。PLC还被连接到液压发动机，该液压发动机沿着电缆塔并且围绕该电缆塔移动涡轮机。还连接定位测量装置，从而可以得到准确的读数和位置。
软件提供图形界面，从而向位于世界范围内的任何用户或控制器提供如下信息和性能：动力产生的数据；扭矩设定的手动超驰(manual override)；涡轮机40的高度和角度的手动超驰；实时动力产生统计的视图；动力产生之前的时间段的视图；摄像机图像的视图；潮汐表的视图；实时潮汐层的视图；警报日志。
本发明已经详尽地模拟了水力涡轮机的动力输出，并且基于该信息已经开发了适合的控制系统10。已经发现，即使水流动速率很低，环境因素的微妙的或敏感的操纵也能够产生最优动力。可以为给定流动速率和类型的涡轮机计算设置点(set point)，使得控制系统10可以被编程以保持涡轮机的速度，从而使该流动速率中的输出最大化。
本发明已经被申请人使用以成功地控制并且最优化连接到电网的基于轨道的水力涡轮机的动力产生。
本领域技术人员应当意识到，在不脱离广泛描述的本发明的构思和范围内，可以对如具体实施方式中所示的本发明进行许多变化和/或改进。因此，无论从哪方面来说，本发明的实施例均是示例性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种用于控制水力涡轮机的操作的系统，包括：
涡轮机；
用于测量影响所述涡轮机的操作的行为的装置；
用于更改所述涡轮机的操作的装置；以及
数据处理设备，包括：中央处理器(CPU)、可操作为连接到所述CPU的存储器，所述存储器包含适于由所述CPU执行的程序，其中所述CPU和所述存储器可操作为适于从测量装置接收信息并且对更改装置执行指令以更改所述涡轮机的操作。
2.如权利要求1所述的系统，其中用于测量行为的装置选自由下述元件组成的组：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；用于测量行为的流速剖面仪形式的装置；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机温度、或者液压油温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；及上述元件的组合。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，用于更改所述涡轮机的操作的装置选自由下述元件组成的组：用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
4.一种用于控制水力涡轮机的操作的系统，包括：
涡轮机；
用于测量水流速度(流动速率)的装置；
用于测量水流方向的装置；
用于测量涡轮机负荷或输出的装置；
用于测量涡轮机速度的装置；
用于测量涡轮机叶片或旋翼的迎角的装置；
用于测量涡轮机高度的装置；以及
数据处理设备，包括：中央处理器(CPU)、可操作为连接到所述CPU的存储器，所述存储器包含适于由所述CPU执行的程序，其中所述CPU和存储器可操作为适于从水流速度(速率)测量装置、水流方向测量装置、涡轮机负荷或输出测量装置、涡轮机速度测量装置、涡轮机高度、涡轮机的定向接收信息，并且执行指令以控制所述涡轮机的操作。
5.一种用于控制水力涡轮机的操作的数据处理设备，包括：
中央处理器(CPU)；以及
存储器，可操作为连接到所述CPU，所述存储器包含适于由所述CPU执行的程序，其中所述CPU和所述存储器可操作为适于接收影响涡轮机操作的行为的信息并且发送指令以更改所述涡轮机的操作。
6.如权利要求5所述的数据处理设备，其中，影响涡轮机操作的行为的信息选自由下述元件组成的组：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机温度、或者液压油温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
7.一种用于控制水力涡轮机的操作的数据处理设备，包括：
中央控制器，包括中央处理器(CPU)和可操作为连接到所述CPU的存储器；
至少一个终端，适于与所述中央控制器进行通信，以传输关于水力涡轮机的行为的信息；
其中，所述中央控制器中的存储器包含适于由所述CPU执行的程序，用于接收影响涡轮机操作的行为的信息并且将指令发送到所述终端以更改所述涡轮机的操作。
8.如权利要求7所述的数据处理设备，其中，影响涡轮机操作的行为的信息选自由下述元件组成的组：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机温度、或者液压油温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
9.一种用于借助计算机来控制水力涡轮机的操作的方法，包括：
接收影响涡轮机操作的行为的信息；
分析所接收的信息；以及
基于所接收的信息发送指令以更改所述涡轮机的操作。
10.如权利要求9所述的方法，其中，影响涡轮机操作的行为的信息选自由下述元件组成的组：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机的温度、或者液压油的温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机的速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
11.一种计算机可读存储器，用表示用于水力涡轮机的操作的可编程器件的数据进行编码，包括：
用于接收影响涡轮机操作的行为的信息的装置；
用于分析所接收的信息的装置；以及
用于基于所接收的信息发送指令以更改所述涡轮机的操作的装置。
12.如权利要求11所述的计算机可读存储器，其中，影响涡轮机操作的行为的信息选自由下述元件组成的组：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机的温度、或者液压油的温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机的速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
13.一种计算机程序单元，包括计算机程序代码，以制作可编程器件：
接收影响水力涡轮机操作的行为的信息；
分析所接收的信息；以及
基于所接收的信息发送指令以更改所述涡轮机的操作。
14.如权利要求13所述的计算机程序单元，其中，影响涡轮机操作的行为的信息选自由下述元件组成的组：用于检测潜在或实际障碍物的声纳装置；流速剖面仪；用于测量周围空气或者周围水的温度或者发动机温度、或者液压油温度的热电偶；接收与所述涡轮机的偏航角或线性定位有关的角度或高度测量结果的传感器；用于检测潜在或实际障碍物的一个或多个水下或水上摄像机；用于测量涡轮机速度或产生的动力、产生的电压、产生的相位的一个或多个传感器；潮汐信息；保险丝、线路或继电器校验程序；用于改变海底水位上方的涡轮机的偏航角或高度的液压发动机；用于改变输入到所述涡轮机的扭矩以影响其速度的发电机或逆变器；警报器；及上述元件的组合。
15.一种从水流中产生动力的方法，包括：
在具有流水的区域中安装水力涡轮机；
为所述水力涡轮机提供根据权利要求1或2所述的用于控制水力涡轮机的操作的系统；
允许水流动以转动涡轮机；以及
利用控制系统更改所述水力涡轮机的动力输出，以从所述水力涡轮机中生产电力。
16.一种实质上如上文参照实例所述的用于控制水力涡轮机操作的系统。
17.一种实质上如上文参照实例所述的用于控制水力涡轮机操作的数据处理设备。
18.一种实质上如上文参照实例所述的用于借助计算机来控制水力涡轮机操作的方法。
19.一种实质上如上文参照实例所述的计算机可读存储器。
20.一种实质上如上文参照实例所述的计算机程序单元。
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