CN102081550A - 可再生能量田硬件的动态安装和卸载系统 - Google Patents

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CN102081550A CN2010105867838A CN201010586783A CN102081550A CN 102081550 A CN102081550 A CN 102081550A CN 2010105867838 A CN2010105867838 A CN 2010105867838A CN 201010586783 A CN201010586783 A CN 201010586783A CN 102081550 A CN102081550 A CN 102081550A
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Abstract

一种用于在运行时间动态安装或卸载可再生能量软件系统(304，704)的多个硬件组件(314，818)的系统(500，1000)，包括：修订器(201，601)，包含硬件配置数据库(300，800)；至少一个通信装置(420，620)，允许多个硬件组件(314，818)与包含多个硬件组件(314，818)的硬件配置数据(312，812)的硬件配置数据库(300，800)通信；以及可再生能量软件系统(304，704)中表示多个硬件组件(314，818)的多个实时对象(306，308，309，310和706，708，709，710)，其中多个实时对象(306，308，309，310和706，708，709，710)由硬件配置数据库(300，800)自动更新。

Description

可再生能量田硬件的动态安装和卸载系统
技术领域
本公开针对一种用于向或从可再生能量田(renewable energy farm)或厂(例如风力田或太阳能发电场(solar farm))动态安装和卸载或去除可再生能量硬件组件的系统以及向或从可再生能量田动态安装或卸载或去除可再生能量田硬件组件的方法。
背景技术
近来，与用于发电的传统煤或气产生动力的能源相比，例如风轮机和太阳能电池板的可再生能源作为环境安全、较低成本并且可持续的代用能源已经受到更大重视。随着这种不断增长的关注，已经进行大量工作来开发有用尺度(utility scale)的风力田和有用尺度的太阳能发电场，它们利用这些可再生能源的有益效果。
随着风力和太阳能成为更易得到的可持续能源，越来越多的公用事业和私有集团正进入向电网提供能量的风力田和太阳能发电场。由于对作为可再生和可持续能源的风力田和太阳能发电场的增加的需求和立法委任权，正在建设更多的风力田和太阳能发电场。用于对风力田的新风轮机或者对太阳能发电场的太阳能电池板的安装和维护的当前系统和过程遇到某些缺点。
通常，风力田分步调试(commission)，从而一次添加一台风轮机。通过将关于那个特定涡轮机的信息加载到风力田系统软件，将各涡轮机连接到风力田，然后重新引导(reboot)风力田系统软件，使得它将识别该风轮机。对添加到风力田的各风轮机重复这个过程。一个主要缺点在于，每次向风力田添加风轮机时，风力田软件系统必须被重新引导以识别新添加的风轮机。虽然已安装涡轮机在重新引导期期间继续运行，但是在这个重新引导期期间没有由风力田软件系统进行的数据获取，并且与风力田及其工作状况有关的宝贵数据丢失。另外，在重新引导期期间，关键的风力田系统告警可能被忽视。此外，当前风力田软件系统仅在启动时读取风力田硬件配置数据来生成实时对象(object)。启动之后风力田硬件配置数据库中的任何硬件配置变化直到风力田软件系统被重新启动或重新引导才在实时对象中得到反映。
通常，太阳能发电场分步调试，从而一次将一个太阳能电池板添加到太阳能电池板阵列，并且然后将各个太阳能电池板或阵列连接到逆变器(inverter)。通过将关于那个特定太阳能电池板和对应逆变器的信息加载到太阳能发电场软件系统，将各太阳能电池板连接到太阳能发电场，然后重新引导太阳能发电场软件系统，使得它将识别该太阳能电池板和逆变器。对添加到太阳能发电场的各太阳能电池板或者太阳能电池板阵列和逆变器重复这个过程。一个主要缺点在于，每次将太阳能电池板添加到太阳能发电场时，太阳能发电场软件系统必须被重新引导以便识别新添加的太阳能电池板。虽然所安装太阳能电池板/阵列和逆变器配置在重新引导期期间继续运行，但是在这个重新引导期期间没有由太阳能发电场软件系统进行的数据获取，并且与太阳能发电场及其工作状况有关的宝贵数据丢失。另外，在重新引导期期间，关键的太阳能发电场系统告警可能被忽视。此外，当前太阳能发电场软件系统仅在启动时读取硬件配置数据来生成实时对象。启动之后太阳能发电场硬件配置数据库中的任何硬件配置变化直到太阳能发电场软件系统被重新启动或重新引导才在实时对象中得到反映。
所需的是一种系统，它允许在运行时间动态安装、卸载或维护可再生能量田的硬件组件。又所需的是一种用于动态安装或卸载可再生能量田的硬件组件的方法。另一需要包括在不要求关闭整个可再生能量软件系统以在可再生能量系统软件中实施维护或更新的情况下允许对可再生能量田的一个或多个硬件组件的维护或更新的系统和方法。
发明内容
本公开一方面包括一种用于在运行时间动态安装或卸载可再生能量软件系统的多个硬件组件的系统，包括：修订器(reviser)，包含硬件配置数据库；至少一个通信装置，允许多个硬件组件与包含多个硬件组件的硬件配置数据的硬件配置数据库通信；以及可再生能量软件系统中表示多个硬件组件的多个实时对象，其中多个实时对象由硬件配置数据库自动更新。
本公开另一方面包括一种用于在运行时间将多个可再生能量田硬件组件动态安装到可再生能量软件系统的方法，包括：提供要被安装在可再生能量田中的多个硬件组件；提供修订器，其中修订器还包括硬件配置数据库和与硬件配置数据库通信的图形用户界面；提供通信装置以向硬件配置数据库发送硬件组件状态信号；将硬件组件的硬件组件状态信号从通信装置发送给硬件配置数据库；在硬件配置数据库接收硬件组件状态信号；在硬件配置数据库中根据硬件组件状态信号更新与多个硬件组件对应的多个硬件配置数据，其中硬件配置数据库配置成自动发起可再生能量软件系统的多个实时对象的变更；自动发起可再生能量田软件系统的多个实时对象的变更，以便反映多个硬件组件的安装；以及，在图形用户界面上自动显示与可再生能量田软件系统的多个实时对象有关的已更新信息。
本公开另一方面提供一种用于在运行时间从可再生能量软件系统动态卸载多个可再生能量田硬件组件的方法，包括：提供修订器，其中修订器还包括硬件配置数据库和与硬件配置数据库通信的图形用户界面；通过图形用户界面提供卸载多个硬件组件的选项；选择卸载多个硬件组件的选项；提供通信装置以向硬件配置数据库发送硬件组件状态信号；将硬件组件的硬件组件状态信号从通信装置发送给硬件配置数据库；在硬件配置数据库接收硬件组件状态信号；根据硬件组件状态信号更新硬件配置数据库的硬件配置数据，其中硬件配置数据库配置成自动发起可再生能量软件系统的多个实时对象的变更；自动发起可再生能量软件系统的多个实时对象的变更，以便反映多个硬件组件的去除；以及，在图形用户界面上显示与可再生能量软件系统的多个实时对象有关的状态信息。
本公开的一个优点在于，本文所述的系统和方法允许在运行时间在没有重新引导风力田软件系统或太阳能发电场软件系统的情况下将硬件组件动态安装到例如风力田软件系统或太阳能发电场软件系统的可再生能量软件系统。
本公开的另一优点在于，该系统和方法允许在运行时间在没有重新引导风力田软件系统或太阳能发电场软件系统的情况下从例如风力田软件系统或太阳能发电场软件系统的可再生能量软件系统动态去除硬件组件。
本公开的又一优点是给使用可通过增量步骤使用的可再生能量田调试系统提供便捷与简易的系统和方法。
本公开的另一优点是启动风力田级或太阳能发电场级软件系统的系统和方法，其从调试风力田中正好第一台涡轮机或者太阳能发电场中正好第一个太阳能电池板的那天就一直简化风力田或太阳能发电场的操作。
本公开的附加优点在于，该系统和方法易于使用并且实现到现有风力田软件系统或太阳能发电场软件系统中。
从以下结合以示例方式示出发明原理的附图对优选实施例的更详细描述，本公开的其它特征和优点将显而易见。
附图说明
图1示出根据本公开实施例的风力田的动态安装和卸载系统。
图2是根据本公开实施例的风力田的动态安装和卸载系统的示范配置的框图。
图3是本公开的风力田的动态安装和卸载系统的示范配置的框图。
图4示出根据本公开实施例的太阳能发电场的动态安装和卸载系统。
图5是根据本公开实施例的太阳能发电场的动态安装和卸载系统的示范配置的框图。
图6是本公开的太阳能发电场的动态安装和卸载系统的示范配置的框图。
图7是根据本公开实施例动态安装或去除风力田或太阳能发电场的可再生能量田硬件组件的方法的流程图。
图8是根据本公开实施例动态安装或去除风力田或太阳能发电场的可再生能量田硬件组件的另一方法的流程图。
在可能的情况下，相同参考标号将在整个附图中用于表示相同或相似部件。
具体实施方式
本文所使用的术语“可再生能量”预计表示例如风能、太阳能、风能和太阳能的组合的可再生能源以及风力田或太阳能发电场的任何关联硬件或软件组件。本文所使用的术语“修订器(reviser)”预计表示包括硬件配置数据库并且还可包括图形用户界面的系统，将它添加到风力田或太阳能发电场的现有可再生能量软件系统，以允许用户在运行时间期间动态安装或从可再生能量软件系统动态卸载或去除硬件组件。“动态安装”表示在可再生能量软件系统正在运行的同时将硬件组件添加到风力田或太阳能发电场的可再生能量软件系统，而无需重新引导或关闭可再生能量软件系统或者整个可再生能量田。“动态卸载”或“动态去除”表示在可再生能量软件系统正在运行的同时从风力田软件系统或太阳能发电场软件系统的可再生能量软件系统去除硬件组件，而无需重新引导或关闭可再生能量软件系统或者整个田。本文所使用的术语“交互式编辑器”预计表示接口(interface)，例如触摸屏、显示屏、手持无线装置、膝上型电脑、台式计算机或者具有键盘、鼠标或者连接到操作系统的其它输入装置的任何其它装置或者将允许用户观察显示器或显示屏以输入、查看和操纵风力田软件的实时对象的其它部件。本文所使用的术语“I/O信号”是从系统中例如硬件组件或软件组件的任何组件到系统中另一组件的输入或输出信号。本文所使用的术语“实时对象”预计表示具有与每个所附连可再生能量硬件组件对应的条目(entry)的编程实体的运行时间实例。一般来说，“实时对象”表示风轮机硬件组件或太阳能发电场硬件组件，并且在风力田软件系统或太阳能发电场软件系统的设计之内。“运行时间”表示正在运行可再生能量软件系统，而无需可再生能量软件系统程序的任何重新启动或重新引导。
如图1所示，风轮机100一般包括容纳发电机(未示出)的机舱102。机舱102是安装在塔架104顶部的壳体。风轮机100可安装到提供通向具有合乎需要的风力条件的区域的任何地带。该地带可极大地变化，并且可包括但不限于山岭地带或离岸位置。风轮机100还包括转子，转子包括附连到转毂110的一个或多个风轮机转子叶片108。多个风轮机100可交互连接以形成风力田或厂200。风轮机100经由通信装置420与风力田修订器201通信。风轮机100经由通信装置420向风力田修订器201发送I/O信号203。通信装置420可以是调制解调器、总线、无线路由器、硬件微控制器或者允许I/O信号203向并且从风轮机100传播以便向风力田修订器201提供风轮机100的状态的任何其它装置。
图2是根据本公开实施例的动态安装和卸载系统500的示范配置的框图。在当前实施例中，在这里为多个风轮机100的多个硬件组件向或者从这里为多个风力田硬件微控制器的通信装置420发送和接收I/O信号203。在当前实施例中，多个硬件微控制器420与风力田200中的多个风轮机100对应。多个硬件微控制器420经由I/O信号205向或者从风力田平台和装置层440传递并接收与对应风轮机100有关的信息。风力田平台和装置层440是风力田SCADA软件系统的一部分，并且充当风力田硬件组件314与风力田软件系统304之间的桥梁(bridge)。风力田平台和装置层440将风力田硬件组件314及用于风力田硬件组件314的任何关联驱动程序(driver)安装到风力田软件系统304。风力田平台和装置层440配置硬件微控制器420的IP地址以及与硬件微控制器420有关的库，并且将这个配置下载到硬件微控制器420。风力田平台和装置层440便于风力田200的集中服务器与硬件微控制器420之间的通信，并且充当风力田硬件组件314与风力田软件系统304之间的桥梁。集中服务器包含风力田软件系统304的实时数据、历史数据和配置数据。风力田软件系统304实时地收集来自风力田硬件组件314的数据，并且收集来自风力田交互式编辑器320的数据。风力田软件系统304在风力田GUI 302中显示所收集的数据，其中用户可根据需要查看和操纵这个实时数据。所收集并且存储在历史数据库中的历史数据可根据用户输入由用户在风力田GUI 302中查看。风力田配置数据库300保存有多个风力田硬件组件314的风力田硬件配置数据312。风力田配置数据312的示例包括但不限于风轮机编号、风轮机类型、IP地址和信号名称。平台和装置层440经由I/O信号207与风力田修订器201传递从硬件微控制器420检索的数据。另外，平台和装置层440经由I/O信号205从风力田修订器201向硬件微控制器420发送指令。来自风力田平台和装置层440的包含关于风轮机100的信息的I/O信号207提示风力田修订器201在风力田软件系统304中创建多个实时对象306、308、309、310。技术效果在于，在将例如风轮机100的风力田硬件组件314添加到风力田200时，风力田平台和装置层440通过微控制器420检测到所添加的风轮机100，并且向风力田修订器201发送I/O信号207，以便创建多个实时对象306、308、309和310。第一实时对象306、第二实时对象308、第三实时对象309和第n实时对象310是风力田软件系统304中表示例如风轮机100的硬件组件314的图像。风力田修订器201经由I/O信号209更新风力田GUI 302并且与其通信。风力田GUI 302提供在其中风力田软件系统304的多个实时对象306、308、309和310可被用户查看或操纵的用户界面。风力田GUI 302可以是基于WEB的应用或者独立应用，并且可包括辅助装置和接口软件。
如图3所示，提供用于在运行时间向或从风力田软件系统304动态安装或去除多个风力田硬件组件314的系统500。系统500包括风力田修订器201、通信装置420、风力田软件系统304中的多个实时对象306、308、309和310以及多个风力田硬件组件314。风力田修订器201还包括风力田硬件配置数据库300和风力田图形用户界面(GUI)302。风力田GUI 302还包括风力田交互式编辑器320。在当前实施例中，风力田交互式编辑器320是触摸屏、手持无线装置、膝上型电脑、台式计算机或者具有键盘或鼠标的任何其它装置，具有允许用户观看显示器以输入、查看和操纵风力田软件系统304的实时对象306、308、309和310的操作系统。多个实时对象306、308、309和310在风力田交互式编辑器320的显示器中由各实时对象表示的适当对应风力田硬件组件314的图形图示或符号来表示。风力田硬件组件314的示例包括但不限于风轮机100、硬件微控制器420、风力田管理系统组件和气象桅杆(mast)组件。
在当前实施例中，风力田GUI 302和风力田交互式编辑器320连接到风力田硬件配置数据库300。风力田硬件配置数据库300存储、更新和管理多个风力田硬件组件314的风力田硬件配置数据312。风力田硬件配置数据库300中存储的风力田硬件配置数据312的示例是名称、因特网协议(IP)地址和风力田硬件组件314的描述。风力田通信装置420允许风力田硬件组件314自动地与包含对应于多个风力田硬件组件314的风力田硬件配置数据312的风力田硬件配置数据库300通信并且对其进行更新。
在当前实施例中，多个实时对象，即第一对象306、第二对象308、第三对象309至第n对象310在风力田软件系统304中表示不同的风力田硬件组件314，其中n为任何整数。可存在风力田软件系统304中表示的任何数量的实时对象。每当在风力田软件系统304中存在风力田硬件配置数据312的添加、变更、更新或删除时，实时对象306、308、309和310由风力田硬件配置数据库300自动更新。风力田修订器201为用户提供各种不同途径来允许风力田软件系统304在运行时间的自动更新。
在当前实施例中，风力田交互式编辑器320还提供用户可输入、查看和操纵风力田硬件配置数据312的点。风力田交互式编辑器320为用户提供界面(interface)以进行与风力田硬件组件314的添加、修改或去除对应的风力田硬件配置数据312的添加、修改和去除。
在当前实施例中，将例如风轮机100的风力田组件314添加到风力田200。为了安装风轮机100，用户可从风力田交互式编辑器320选择风轮机的图形图示，并且将这个风力田硬件组件314“添加”到风力田200。“添加”风力田硬件组件314的这个用户动作生成信号209以自动更新风力田硬件配置数据库300，从而读取“添加”的风力田硬件组件314的风力田硬件配置数据312。例如，I/O信号209使风力田硬件配置数据库300查找“添加”的风力田组件314的IP地址。风力田硬件配置数据库300自动生成命令以更新、查找或创建风力田软件系统304中与“添加”的风力田硬件组件314对应的例如第一对象306的实时对象。
在备选实施例中，通过将IP地址分配给风轮机100，将例如风轮机100的风力田组件314“推送到”风力田200中。将风轮机100“推送到”系统中，而不是由用户经由风力田交互式编辑器320进行“添加”。IP地址允许风轮机100向风力田通信装置420发送信号203，风力田通信装置420然后向风力田硬件配置数据库300发送更新，以更新风力田硬件配置数据312，从而在风力田软件系统304中将风轮机100显示为“在线(online)”。“在线”被理解为表示风轮机100在风力田软件系统304中可用。风力田硬件配置数据库300还更新与风力田软件系统304中风轮机100对应的实时对象306，以表明风轮机100在风力田软件系统304中“在线”。另外，风力田硬件配置数据库300更新风力田GUI 302和风力田交互式编辑器320以显示添加的风轮机100，因此用户可看到“推送”的风轮机100，并且在风力田软件系统304中编辑该风轮机100。
在另一备选实施例中，使风力田硬件组件314“离线(off-line)”以供维护。“离线”被理解为表示风力田硬件组件314在风力田软件系统304中不可用，因此用户无法从风力田GUI 302监测或命令“离线”的风力田硬件组件314。用户通过在风力田GUI 302的风力田交互式编辑器320中选择选项来使风力田硬件组件314“离线”。风力田GUI 302向风力田硬件配置数据库300发送更新，风力田硬件配置数据库300更新与那个风力田硬件组件314对应的风力田硬件配置数据312。另外，风力田硬件配置数据库300更新风力田软件系统304的对应实时对象(即，306、308、309和310)。风力田硬件配置数据库300还经由风力田通信装置420发送信号，以使风力田硬件组件314“离线”或者关闭风力田硬件组件314以供维护。
在另一附加实施例中，使风力田硬件组件314“离线”，以便在风力田硬件组件314进行维护。风力田硬件组件314经由风力田通信装置420发送I/O信号203，以更新风力田硬件配置数据库300。风力田修订器201使用上述步骤将这种变更传递给风力田软件系统304，并且更新风力田交互式编辑器320，使得显示屏向用户示出风力田硬件组件314的状态。
在另一实施例中，可从风力田软件系统304中去除风力田硬件组件314。存在至少两种可从风力田200“去除”风力田硬件组件314的方式。用户可从风力田软件系统304“去除”风力田硬件组件314，或者风力田硬件组件314可在物理上从风力田200“去除”。当用户从风力田软件系统304“去除”风力田硬件组件314时，风力田交互式编辑器320为用户提供选择风力田硬件组件314的去除等级(level)的选项。风力田交互式编辑器320提供从风力田软件系统304去除风力田硬件组件314的选项，即在使风力田200停止使用时。风力田交互式编辑器320还提供去除风力田硬件组件314的某些特性或部分的选项、即在风力田硬件组件上更换一部分时，或者提供从风力田硬件配置数据库300去除风力田硬件组件314的选项。由用户在风力田交互式编辑器320中对风力田硬件组件314进行的任何变更自动地更新风力田硬件组件数据库300、风力田硬件配置数据312和风力田软件系统304的实时对象306、308、309、310。
另外，风力田修订器201包括提供不同用户访问等级的安全等级控制。风力田修订器201在开始(sign-on)时向不同用户分配不同的安全检查(clearance)和用户属性。例如，系统管理员比作为系统操作员的用户具有对风力田修订器201代码和能力的更大访问权。另外，安全等级可根据在风力田200的不同工作职责和责任而变化。在附加实施例中，风力田修订器201可根据对风力田200可用的许可证的数量来限制可安装到那个站点的风轮机100的数量。
如图4所示，可再生能量系统、太阳能发电场600一般包括经互连以形成阵列604的多个太阳能电池板602。太阳能发电场600中多个太阳能电池板阵列604中太阳能电池板602的数量按照预期功率要求而改变。互连多个太阳能阵列604以提供太阳能发电场600的预期功率输出。多个太阳能电池板604连接到至少一个逆变器606，以便将太阳能电池板602产生的D/C电流转换成在电网可用的A/C电流。多个太阳能电池板602经由I/O信号608与逆变器606通信。逆变器606的数量根据预期功率要求和逆变器606的大小而改变。在当前实施例中，一个逆变器606用于从多个太阳能电池板602产生的大约250MW功率。太阳能电池板602向并从太阳能发电场通信装置620发送并接收I/O信号612。逆变器606向并从太阳能发电场通信装置620发送并接收I/O信号614。太阳能发电场通信装置620可以是调制解调器、总线、无线路由器、硬件控制器、微控制器、PLC或者允许I/O信号612、614、616向并从太阳能发电场硬件组件818传播以便向太阳能发电场修订器601提供太阳能发电场硬件组件818的状态的任何其它装置。在当前实施例中，太阳能发电场通信装置620是可编程逻辑控制器(PLC)。PLC 620向并且从太阳能发电场自动服务器616发送并接收I/O信号610。太阳能发电场自动服务器610向并从太阳能发电场修订器610发送并接收I/O信号618。太阳能发电场硬件组件818的示例包括但不限于太阳能电池板602、太阳能阵列604和逆变器606，它们经由PLC 620与太阳能发电场修订器601通信。
图5是根据本公开实施例的动态安装和卸载系统1000的示范配置的框图。在当前实施例中，在这里为多个太阳能电池板602和逆变器606的多个硬件组件818向或者从多个PLC 620发送并接收I/O信号612、614。多个PLC 620经由I/O信号616向并且从太阳能发电场平台和装置层740传递并接收与其对应硬件组件818有关的信息。太阳能发电场平台和装置层740是太阳能发电场600的SCADA软件系统的一部分，并且充当太阳能发电场硬件组件818与太阳能发电场软件系统704之间的桥梁。太阳能发电场平台和装置层740将太阳能发电场硬件组件818及太阳能发电场组件818的任何关联驱动程序安装到太阳能发电场软件系统704。太阳能发电场平台和装置层740配置PLC 620的IP地址以及与PLC 620有关的库，并且将这个配置下载到PLC 620。太阳能发电场平台和装置层740便于太阳能发电场自动服务器610、太阳能发电场600的集中服务器和PLC 620之间的通信，并且充当多个太阳能发电场硬件组件818与太阳能发电场软件系统704之间的桥梁。太阳能发电场自动服务器610包含太阳能发电场软件系统704的实时数据、历史数据和配置数据。太阳能发电场软件系统704实时地收集来自太阳能发电场硬件组件818和太阳能发电场交互式编辑器720的数据。太阳能发电场软件系统704在太阳能发电场GUI 702中显示所收集的数据，其中用户可根据需要查看和操纵这个实时数据。所收集并且存储在历史数据库中的历史数据可根据用户输入由用户在太阳能发电场GUI 702中查看。太阳能发电场配置数据库800保存有多个太阳能发电场硬件组件818的太阳能发电场硬件配置数据812。太阳能发电场配置数据812的示例包括但不限于太阳能电池板编号、太阳能阵列编号、太阳能逆变器编号、太阳能电池板类型、太阳能逆变器类型、IP地址和信号名称。太阳能发电场平台和装置层740经由I/O信号618向太阳能发电场修订器601传递从PLC 620检索的数据。另外，太阳能发电场平台和装置层740经由I/O信号616从太阳能发电场修订器601向多个PLC 620发送指令。来自太阳能发电场平台和装置层740的包含关于太阳能电池板602和逆变器606的信息的I/O信号618提示太阳能发电场修订器601在太阳能发电场软件系统704中创建多个实时对象706、708、709、710。技术效果在于，在将例如太阳能电池板602的太阳能发电场硬件组件818添加到太阳能发电场600时，太阳能发电场平台和装置层740通过PLC 620来检测到添加的太阳能电池板602。PLC 620向太阳能发电场平台和装置层740发送I/O信号616，并且平台和装置层740向太阳能发电场修订器601发送I/O信号618。太阳能发电场修订器601在运行时间创建多个实时对象706、708、709和710，而无需重新启动或重新引导太阳能发电场软件系统704。第一实时对象706、第二实时对象708、第三实时对象709和第n实时对象710是太阳能发电场软件系统704中表示例如太阳能电池板602的多个太阳能发电场硬件组件818的图像。太阳能发电场修订器601经由I/O信号609更新太阳能发电场GUI 702并且与其通信。太阳能发电场GUI 702提供用户界面，其中太阳能发电场软件系统704的多个实时对象706、708、709和710可由用户查看或操纵。太阳能发电场GUI 702可以是基于WEB的应用或者独立应用，并且可包括辅助装置和接口软件。
如图6所示，提供一种用于在运行时间向或从太阳能发电场软件系统704动态安装或去除太阳能发电场硬件组件818的系统1000。系统100包括太阳能发电场自动服务器610、太阳能发电场修订器601、至少一个太阳能发电场通信装置620、太阳能发电场软件系统704中的多个实时对象706、708、709和710以及多个太阳能发电场硬件组件818。太阳能发电场修订器601还包括太阳能发电场硬件配置数据库800和太阳能发电场GUI 702。太阳能发电场GUI 702还包括太阳能发电场交互式编辑器720。在当前实施例中，太阳能发电场交互式编辑器720是触摸屏、手持无线装置、膝上型电脑、台式计算机或者有键盘或鼠标的任何其它装置，具有将允许用户观看显示器或显示屏以输入、查看和操纵太阳能发电场软件系统706的实时对象706、708、709和710的操作系统。实时对象706、708、709和710在太阳能发电场交互式编辑器720的显示器中由各实时对象表示的适当对应太阳能发电场硬件组件818的图形图示或符号表示。太阳能发电场硬件组件818的示例包括但不限于太阳能电池板602、太阳能阵列604、逆变器606、传感器、例如PLC 620的通信装置、I/0装置、网络交换机和多个太阳能发电场管理系统组件。
在当前实施例中，太阳能发电场自动服务器610还包括自动核心611、计算引擎802、历史数据代理804、告警管理806、系统智能808、历史数据库809、发电场(farm)管理系统810、远程用户系统814和客户端系统816。自动核心611收集来自多个PLC 620的实时数据。自动核心611还向PLC发送如同启动、停止、复位或故障的命令。计算引擎802使用来自自动核心611的原始数据得出基于太阳能发电场610的预定义计算的数据、如站点功率。历史数据代理804从PLC 620收集多个太阳能电池板602的数据，并且将这种数据存储在历史数据库809中。系统智能808监测太阳能SCADA的服务，如果系统智能808检测到故障，则它向告警管理806发送信号，并且自动启动故障服务。告警管理806管理、维护和确认太阳能SCADA中的告警、告警状态和事件。发电场管理系统810管理太阳能发电场600与电网的结合，管理功能的一个示例是需求缩减(curtailment)。客户端系统816一般是具有安装了用于监测和控制太阳能SCADA系统的GUI的计算机。远程用户系统814允许远程用户(站点外)通过LAN、无线、调制解调器连接或者其它连接部件连接到太阳能发电场软件系统704，用于查看太阳能SCADA系统数据。
在当前实施例中，太阳能发电场GUI 702和太阳能发电场交互式编辑器720连接到太阳能发电场硬件配置数据库800。太阳能发电场硬件配置数据库800存储、更新和管理与多个太阳能发电场硬件组件818对应的太阳能发电场硬件配置数据812。太阳能发电场硬件配置数据库800中存储的太阳能发电场硬件配置数据812的示例是：太阳能发电场硬件组件818的因特网协议(IP)地址、太阳能发电场硬件组件818的相应数据点以及太阳能发电场硬件组件818的装置名称和描述。太阳能发电场通信装置620允许太阳能发电场硬件组件818自动地与包含多个太阳能发电场硬件组件818的太阳能发电场硬件配置数据812的太阳能发电场硬件配置数据库800通信并且对其进行更新。
在当前实施例中，多个实时对象，即第一对象706、第二对象708、第三对象709至第n对象710在太阳能发电场软件系统704中表示不同的太阳能发电场硬件组件818，其中n为任何整数。可存在太阳能发电场软件系统704中表示的任何数量的实时对象。每当在太阳能发电场软件系统704中存在太阳能发电场硬件配置数据812的添加、变更、更新或删除时，实时对象706、708、709和710由太阳能发电场硬件配置数据库800自动更新。太阳能发电场修订器601为用户提供各种不同途径来允许在运行时间自动更新太阳能发电场软件系统704。
在当前实施例中，太阳能发电场交互式编辑器720还提供用户可输入、查看和操纵太阳能发电场硬件配置数据812的点。太阳能发电场交互式编辑器720为用户提供界面以进行与太阳能发电场硬件组件818的添加、修改或去除对应的太阳能发电场硬件配置数据812的添加、修改和去除。
在当前实施例中，将例如太阳能电池板602的太阳能发电场硬件组件818添加到太阳能发电场600。为了安装太阳能电池板602，用户可从太阳能发电场交互式编辑器720中选择太阳能电池板602的图形图示，并且将这个太阳能发电场硬件组件818“添加”到太阳能发电场600。“添加”太阳能发电场硬件组件818的这个用户动作生成信号以自动更新太阳能发电场硬件配置数据库800，从而读取“添加”的太阳能发电场硬件组件818的太阳能发电场硬件配置数据812。例如，该信号使太阳能发电场硬件配置数据库800查找“添加”的太阳能发电场硬件组件818的IP地址。太阳能发电场硬件配置数据库800自动生成命令以更新、查找或创建太阳能发电场软件系统706中与“添加”的太阳能发电场硬件组件818、在这里为太阳能电池板602对应的例如第一对象706的实时对象。
在备选实施例中，通过将IP地址分配给太阳能电池板602，将例如太阳能电池板602的太阳能发电场组件818“推送到”太阳能发电场600。将太阳能电池板602“推送到”系统中，而不是由用户经由太阳能发电场交互式编辑器720进行“添加”。IP地址允许太阳能电池板602向太阳能发电场通信装置620发送信号612，然后太阳能发电场通信装置620向太阳能发电场硬件配置数据库800发送更新，以更新太阳能发电场硬件配置数据812，从而在太阳能发电场软件系统704中将太阳能电池板602示出为“在线”。“在线”被理解为表示太阳能电池板602在太阳能发电场软件系统704中可用。太阳能发电场硬件配置数据库800还在太阳能发电场软件系统704中更新与太阳能电池板602对应的实时对象706，以便表明太阳能电池板602在太阳能发电场软件系统704中“在线”。另外，太阳能发电场硬件配置数据库800更新太阳能发电场GUI 702和太阳能发电场交互式编辑器720以便显示添加的太阳能电池板602，因此用户可看到“推送”的太阳能电池板602，并且在太阳能发电场软件系统704中编辑该太阳能电池板602。
在另一备选实施例中，使太阳能发电场硬件组件818“离线”，以供维护。“离线”被理解为表示太阳能发电场硬件组件818在太阳能发电场软件系统704中不可用，因此用户无法从太阳能发电场GUI 702监测或命令“离线”的太阳能发电场硬件组件818。用户通过在太阳能发电场GUI 702的太阳能发电场交互式编辑器720中选择选项来使太阳能发电场硬件组件818“离线”。太阳能发电场GUI 702向太阳能发电场硬件配置数据库800发送更新，太阳能发电场硬件配置数据库800更新与那个太阳能发电场硬件组件818对应的太阳能发电场硬件配置数据812。另外，太阳能发电场硬件配置数据库800更新太阳能发电场软件系统704的对应实时对象(即，706、708、709和710)。太阳能发电场硬件配置数据库800还经由太阳能发电场通信装置620发送信号，以便使太阳能发电场硬件组件818“离线”或者关闭太阳能发电场硬件组件818以供维护。
在另一附加实施例中，使太阳能发电场硬件组件818“离线”，以便在太阳能发电场硬件组件818进行维护。太阳能发电场硬件组件818经由太阳能发电场通信装置620发送信号612、614，以便更新太阳能发电场硬件配置数据库800。太阳能发电场修订器601使用上述步骤将这种变更传递给太阳能发电场软件系统704，并且更新太阳能发电场交互式编辑器720，使得显示器向用户示出该状态。
在另一实施例中，可从太阳能发电场软件系统604中去除太阳能发电场硬件组件818。存在至少两种可从太阳能发电场600“去除”太阳能发电场硬件组件818的方式。用户可从太阳能发电场软件系统304“去除”太阳能发电场硬件组件818，或者太阳能发电场硬件组件818可在物理上从太阳能发电场600“去除”。当用户从太阳能发电场软件系统304“去除”太阳能发电场硬件组件818时，太阳能发电场交互式编辑器720为用户提供选择太阳能发电场硬件组件818的去除等级的选项。太阳能发电场交互式编辑器720提供从系统去除太阳能发电场硬件组件818的选项，即在使太阳能发电场600停止使用或者太阳能电池板602需要更换时。太阳能发电场交互式编辑器720还提供去除太阳能发电场硬件组件818的一些特性或部分的选项。太阳能发电场修订器601允许由用户在太阳能发电场交互式编辑器720中对太阳能发电场硬件组件818进行的任何变更，以在运行时间自动更新太阳能发电场硬件组件数据库800、太阳能发电场硬件配置数据812和太阳能发电场软件系统704的实时对象706、708、709和710。
另外，太阳能发电场修订器601包括提供不同用户访问等级的安全等级控制。太阳能发电场修订器601在开始(sign-on)时向不同用户分配不同的安全检查(clearance)和用户属性。例如，系统管理员比作为系统操作员的用户具有对太阳能发电场修订器601代码和能力的更大访问权。另外，安全等级可根据在太阳能发电场600的不同工作职责和责任而变化。在附加实施例中，太阳能发电场修订器601可根据对太阳能发电场600可用的许可证的数量来限制可安装到那个站点的太阳能电池板602、太阳能阵列604或逆变器606的数量。
如图7所示，提供将修订器201、601用于向或从风力田200或太阳能发电场600动态安装或拆卸可再生能量系统硬件组件314、818的方法。该方法包括用户使用GUI 302/702的交互式编辑器320、720向/从风力田200或太阳能发电场600安装/拆卸(变更)可再生能量系统硬件组件314、818(框501)。将变更(安装/拆卸)传递给硬件配置数据库300、800(框503)。硬件配置数据库300、800自动保存对硬件配置数据库300、800中存储的硬件配置数据312、812的新/修改配置(变更)(框505)。硬件配置数据库300、800自动发送信号以更新风力田软件系统304的实时对象(即，306、308、309、310)或者太阳能发电场软件系统704的实时对象(即，706、708、709、710)，以反映变更(框507)。硬件通信数据库300、800向GUI 302、702发送自动更新，以便更新交互式编辑器320、720中的状态(框509)。硬件通信数据库300、800经由通信装置420、620向多个硬件组件314、818自动发送更新(框511)。
在备选实施例中，如图8所示，提供经由修订器201、601向或从风力田200或太阳能发电场600动态安装或拆卸可再生能量系统硬件组件314、818的方法。该方法包括向/从风力田200或太阳能发电场600添加或去除可再生能量系统硬件组件314、818(框513)。可再生能量系统硬件组件314、818向通信装置420、620发送信号，通信装置420、620用添加/去除(变更)更新硬件配置数据库300、800(框515)。硬件配置数据库300、800自动保存对硬件配置数据库300、800中存储的硬件配置数据312、812的变更(框517)。硬件配置数据库300、800自动发送信号以更新风力田软件系统304或者太阳能发电场软件系统704中的实时对象(即，306、308、309、310或者706、708、709及710)，以便反映变更(框519)。硬件配置数据库300、800向GUI 302、702自动发送更新，GUI 302、702在用户可查看的交互式编辑器320、720中显示变更(框521)。
本书面描述使用包括最佳模式的示例公开本发明，并且还使本领域技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合方法。本发明的专利范围由权利要求书定义，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有没有与权利要求书的文字语言不同的结构元素，或者如果它们包括具有与权利要求书文字语言的非实质差异的等效结构元素，则它们意在落入权利要求书的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于在运行时间动态安装或卸载可再生能量软件系统(304，704)的多个硬件组件(314，818)的系统(500，1000)，包括：
(a)修订器(201，601)，包括硬件配置数据库(300，800)；
(b)至少一个通信装置(420，620)，允许所述多个硬件组件(314，818)与包含所述多个硬件组件(300，800)的硬件配置数据(312，812)的所述硬件配置数据库(300，800)通信；以及
(c)所述可再生能量软件系统(304，704)中表示所述多个硬件组件(314，818)的多个实时对象(306，308，309，310，706，708，709，710)，其中所述多个实时对象(306，308，309，310，706，708，709，710)由所述硬件配置数据库(300，800)自动更新。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述可再生能量软件系统(304，704)从风力田软件系统(304)、太阳能发电场软件系统(704)以及它们的组合中选取。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述修订器(201，601)还包括图形用户界面(302，702)。
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述硬件组件(314，818)从多个风力田组件(314)和多个太阳能发电场组件(818)中选取，所述多个风力田组件(314)包括风轮机(100)、风力田硬件微控制器(420)、风力田管理系统组件和气象桅杆组件，并且其中所述多个太阳能发电场组件(818)包括太阳能阵列(604)中的多个太阳能电池板(602)、至少一个逆变器(606)、多个可编程逻辑控制器(620)和多个太阳能发电场管理系统组件。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述硬件配置数据库(300，800)存储与所述多个风力田硬件组件(314)、太阳能发电场组件(818)和它们的组合对应的多个硬件配置数据(312，812)。
6.如权利要求4所述的系统，其中，所述多个硬件组件(314，818)经由所述通信装置(420，620)向所述硬件配置数据库(300，800)提供多个I/O信号(205，616)，以便更新所述硬件配置数据(312，812)。
7.如权利要求3所述的系统，其中，所述图形用户界面(302，702)还包括允许用户查看和编辑所述多个硬件组件(314，818)的硬件配置数据(312，812)的交互式编辑器(320，720)。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述交互式编辑器(320，720)为所述用户提供对所述硬件配置数据库(300，800)的访问，以便修改所述多个硬件组件(314，818)的硬件配置数据(312，818)，从而在运行时间在可再生能量软件系统(304，704)中安装所述多个硬件组件(314，818)。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所述交互式编辑器(320，720)为所述用户提供选项以在运行时间从所述可再生能量软件系统(304，704)卸载所述多个硬件组件(314，818)。
10.如权利要求7所述的系统，其中，所述交互式编辑器(320，720)还包括安全等级控制以限制对所述硬件配置数据(312，812)的变更，并且其中所述交互式编辑器(320，720)限制要被安装在所述可再生能量软件系统(304，704)中的硬件组件(314，818)的数量。
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