CN103423086A - 在风力涡轮机中加时间戳 - Google Patents

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Abstract

在风力涡轮机中加时间戳。本发明提供一种收集在风力涡轮机组设施中的事件数据的方法，该风力涡轮机组包括多个风力涡轮机（1），每一个包括基于卫星的时钟（7）。在所述风力涡轮机（1）中的每一个中，将第一时间信号从所述基于卫星的时钟（7）分发到风力涡轮机（1）中的至少一个节点（4）。在至少一个节点（4）中，检测在连接到该节点（4）的至少一个子系统中发生的事件。当检测到事件时，收集包括关于事件的信息的事件数据。针对每条所收集的事件数据，向该条所收集的事件数据添加时间戳，以表征检测到事件的对应时刻。对加时间戳的事件数据进行存储以用于后面的检查。

Description

在风力涡轮机中加时间戳
技术领域
本发明提供一种收集在风力涡轮机组设施中的事件数据的方法、风力涡轮机以及用于风力涡轮机组的变电所。
背景技术
在风力涡轮机和风力涡轮机组中的许多单元能够检测和记录事件。这对于局部地存在于风力涡轮机中和在中心地存在于风力涡轮机组中的许多类型的设备来说是如此的。许多事件引起风力涡轮机组中的一个或多个实例（instance）的反应，其可能再次触发另外的控制动作。为了总体上分析风力涡轮机组的反应和分析各个风力涡轮机的反应以对故障状况进行排查，所记录的事件数据需要被检查。例如，电网故障可能生成在风力场的多个风力涡轮机中的断路。然后，将从所有风力涡轮机收集来自电网测量的数据（诸如具有高频的样本）并且离线地对其进行比较，以便识别电网故障的根本原因。
这需要加时间戳效用，其使得能够确定在风力涡轮机或风力涡轮机组的各种地点处检测到的事件最初发生的原始顺序。
因此，本发明的目的是，提供一种收集在风力涡轮机组设施中的事件数据以提供准确时间信息的方法。
发明内容
鉴于上述内容，本发明提供一种收集在包括多个风力涡轮机的风力涡轮机组设施中的事件数据的方法。所述方法包括以下步骤：
提供多个风力涡轮机，每一个包括基于卫星的时钟；
在所述风力涡轮机中的每一个中，将来自所述基于卫星的时钟的第一时间信号分发到风力涡轮机中的至少一个节点；
在该至少一个节点中，检测在连接到该节点的至少一个子系统中发生的事件；
在该至少一个节点中，收集包括关于事件的信息的事件数据；
针对每条所收集的事件数据，向该条所收集的事件数据添加时间戳，以表征检测到事件的对应时刻；以及
存储加时间戳的事件数据。
本发明的方法提供被准确加时间戳的事件数据，其供对在风力涡轮机组中发生的事件进行深入分析之用。本发明的方法确定可以按时间顺序将在风力涡轮机组的不同地点处或者甚至在不同风力涡轮机组处收集到的事件数据聚集在一起，从而为分析故障情况等给予适当的数据基础。在本发明的意义中，在风力涡轮机或风力涡轮机组中接收第一时间信号或其它时间信号并收集事件数据的任何设备被认为是“节点”。
优选地，基于卫星的时钟可以是基于全球定位系统GPS的时钟，特别是GPS接收器的脉冲每秒时钟。GPS是全球可用的并且提供高精度。GPS接收器以相对低的成本广泛可用。
可以在风力涡轮机中的每一个中提供本地时间服务器。分发第一时间信号可以包括使本地时间服务器与基于卫星的时钟同步并且向至少一个节点提供来自同步后的本地时间服务器的第一时间信号。本地时间服务器可以在网络上使用用于同步的标准方法来向多个节点提供第一时间信号。
优选地，向至少一个节点提供来自同步后的本地时间服务器的第一时间信号通过精度时间协议PTP进行。该PTP被标准化并且提供时间同步的良好精度。通常，在风力涡轮机中存在的预先存在的数据网络可以用于发送和接收PTP分组。
可替换地，可以在风力涡轮机组的变电所中提供中心时间服务器。术语“变电所”指的是用于控制风力涡轮机组的风力涡轮机的组控制器和常常是组控制器可以位于的风力涡轮机组的中心部分。本发明的方法可以包括将来自中心时间服务器的第二时间信号分发到每一个风力涡轮机的至少一个节点的步骤。中心时间服务器提供更低的总成本，但是将典型地提供更低的精度时间。因此，与中心时间服务器同步的时钟更适合于对需要加时间戳的更低精度的事件进行检测。
优选地，可以通过网络时间协议NTP分发第二时间信号。与PTP相比，该NTP提供更低的精度，但是用于实现的时间和努力少得多。
可以在每一个风力涡轮机的至少一个节点中提供本地时钟。该本地时钟可以与中心时间服务器同步。该本地时钟可以用于提供用于加时间戳效用的时间。它可以与中心时间服务器独立地运行，但是其精度将取决于每隔多久它与中心时间服务器同步。甚至当网络故障阻止了到中心时间服务器的接入时，本地时钟也可以提供时间。
在本发明的一些实施例中，添加时间戳可以包括基于第一时间信号添加第一时间戳和基于第二时间信号添加第二时间戳。使用第一时间信号和第二时间信号这两者来用于加时间戳改进了时间戳的准确性。此外，使评估两个时间信号之间的时间联系变得可能。这可以用于将参考时间信号中的仅一个而被加时间戳的事件数据放置到参考两个时间信号中的另一个而被加时间戳的数据的环境中。
每一个风力涡轮机可以包括第一组节点和第二组节点。第一组节点可以将第一时间戳添加到由第一组节点收集到的相应的所收集的事件数据中并且第二组节点可以将第二时间戳添加到由第二组节点收集到的相应的所收集的事件数据中。这样，将用从基于卫星的时钟得到的更准确的第一时间信号对需要高时间准确性的数据加戳，而收集较不关键的事件数据的其它节点使用第二时间信号。
该方法还可以包括将第一时间信号和第二时间信号组合起来创建第三时间信号的步骤。然后添加时间戳可以包括基于第三时间信号添加第三时间戳。当两个时间信号被组合时，可以得到可用于加时间戳的更准确的第三时间信号。
本发明的第二方面提供一种风力涡轮机，其包括基于卫星的时钟、至少一个节点，该至少一个节点适合于检测在连接到该节点的至少一个子系统中发生的事件、收集包括关于事件的信息的事件数据、向每条所收集到的事件数据添加时间戳，以表征检测到事件的对应时刻以及存储加时间戳的事件数据。
本发明的另一方面提供一种用于风力涡轮机组并且包括中心时间服务器的变电所，该中心时间服务器适合于将时间信号分发到多个风力涡轮机。
参考以下的描述和附图，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好地被理解。贯穿附图，相同的附图标记将用于相同或功能上等同的项。为了简明的缘故，可能省略多余的描述。
附图说明
现在将参考附图，仅仅通过示例的方式来更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第一实施例；
图2示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第二实施例；
图3示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第三实施例；以及
图4示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第四实施例。
具体实施方式
图1示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第一实施例。在风力涡轮机组中，多个风力涡轮机连接到变电所2。在附图中仅示出一个风力涡轮机1，然而，风力涡轮机组中的风力涡轮机的数量将通常处在数十到数百个风力涡轮机的范围中。根据第一实施例，风力涡轮机和变电所2这两者可以包括从多个卫星3接收信号的基于卫星的时钟7。这些基于卫星的时钟可以是GPS接收器。根据第一实施例，这些基于卫星的时钟可以包括时间服务器，其优选地被实现为PTP服务器。这些时间服务器通过在网络上发送同步数据10而分别在内部的网络5和6上与本地节点4通信。该同步数据10可以是第一时间信号。该时间服务器优选与UTC同步。
节点4中的每一个包括本地时钟，该本地时钟的时间将被调节到对应的PTP服务器的时间。风力涡轮机1和变电所2的网络5和6分别经由开关8和风力场网络9而彼此连接。风力涡轮机1的节点4可以包括主计算机、涡轮机接口计算机和需要加时间戳的其它节点。变电所2的节点4可以包括组服务器、组导向器（park pilot）和其它节点。
图2示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第二实施例。该第二实施例与第一实施例的不同在于，风力涡轮机1不包括时间服务器。变电所2的时间服务器可以是NTP服务器。在第一实施例和第二实施例之间的另外的不同在于，除了来自变电所2的中心时间服务器的第二时间信号12以外，还将脉冲每秒信号11从风力涡轮机1的基于卫星的时钟7发送到风力涡轮机的节点4中的一些节点。脉冲每秒信号11提供非常良好的准确性。在约束被减轻的情况下，第二时间信号12可以用于加时间戳。因此，仅风力涡轮机1的节点4中的一些节点需要接收脉冲每秒信号11。接收脉冲每秒信号11的节点4也接收第二时间信号12并且将两个信号组合起来用于加时间戳。该组合受益于脉冲每秒信号11的非常高的准确性，而第二时间信号12提供风力涡轮机组的不同风力涡轮机1之间的同步。
图3示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第三实施例。根据第三实施例，风力涡轮机的所有节点4接收来自风力涡轮机的基于卫星的时钟7的脉冲每秒信号和来自位于变电所2中的中心时间服务器的时间信号。优选地，两个信号都被用于加时间戳而不是通过将两个信号组合起来得到第三时间信号。对于加时间戳本身而言，这需要更少的努力。可以离线地将这两个时间信号组合起来以产生期望的精确时间信息。
图4示出了使用本发明的方法的风力涡轮机组的第四实施例。根据第四实施例，风力涡轮机1中的每一个节点4包括基于卫星的时钟7。在变电所2中的中心时间服务器被提供用于使风力涡轮机1的节点彼此同步。在风力涡轮机1中的节点上本地运行的过程可以根据所需要的准确性直接从基于卫星的时钟7检索时间或者从与变电所2中的中心时间服务器同步的本地时钟检索时间。第四实施例非常鲁棒，因为甚至当风力涡轮机组网络9故障时，所有的节点都可以使用本地时间信号。
虽然已经通过参考优选的实施例和其说明来描述了本发明，但是应当理解的是，本发明不限于在本文中示出和描述的实施例的具体形式，并且在所附的权利要求的范围内可以由本领域中的普通技术人员另外做出许多改变和修改。

Claims (12)

1. 一种收集在包括多个风力涡轮机（1）的风力涡轮机组设施中的事件数据的方法，所述方法包括以下步骤：
–提供多个风力涡轮机（1），每一个包括基于卫星的时钟（7）；
–在所述风力涡轮机（1）中的每一个中，将来自所述基于卫星的时钟（7）的第一时间信号分发到风力涡轮机（1）中的至少一个节点（4）；
–在至少一个节点（4）中，检测在连接到该节点（4）的至少一个子系统中发生的事件；
–在至少一个节点（4）中，收集包括关于事件的信息的事件数据；
–针对每条所收集的事件数据，向该条所收集的事件数据添加时间戳，以表征检测到事件的对应时刻；以及
–存储加时间戳的事件数据。
2. 权利要求1的方法，其中基于卫星的时钟（7）是基于全球定位系统GPS的时钟，优选是GPS接收器的脉冲每秒时钟。
3. 权利要求1或2之一的方法，还包括在风力涡轮机（1）中的每一个中提供本地时间服务器的步骤，其中分发第一时间信号包括使本地时间服务器与基于卫星的时钟（7）同步并且向至少一个节点（4）提供来自同步后的本地时间服务器的第一时间信号。
4. 权利要求3的方法，其中向至少一个节点（4）提供来自同步后的本地时间服务器的第一时间信号通过精度时间协议PTP进行。
5. 根据权利要求1或2之一的方法，还包括在风力涡轮机组的变电所（2）中提供中心时间服务器的步骤和将来自中心时间服务器的第二时间信号分发到每一个风力涡轮机（1）的至少一个节点（4）的步骤。
6. 根据权利要求5的方法，其中分发第二时间信号通过网络时间协议NTP进行。
7. 权利要求5或6之一的方法，还包括在每一个风力涡轮机（1）的至少一个节点（4）中提供本地时钟并且使该本地时钟与中心时间服务器同步。
8. 权利要求5到7之一的方法，其中添加时间戳包括基于第一时间信号添加第一时间戳和基于第二时间信号添加第二时间戳。
9. 权利要求8的方法，其中每一个风力涡轮机（1）包括第一组节点（4）和第二组节点（4），并且其中该第一组节点（4）将第一时间戳添加到由该第一组节点（4）收集到的相应的所收集的事件数据中并且该第二组节点（4）将第二时间戳添加到由该第二组节点（4）收集到的相应的所收集的事件数据中。
10. 权利要求5到7之一的方法，还包括将第一时间信号和第二时间信号组合起来创建第三时间信号的步骤，其中添加时间戳包括基于第三时间信号添加第三时间戳。
11. 一种风力涡轮机（1），其包括基于卫星的时钟（7）、至少一个节点（4），该至少一个节点（4）适合于检测在连接到该节点（4）的至少一个子系统中发生的事件、收集包括关于事件的信息的事件数据、向每条所收集到的事件数据添加时间戳，以表征检测到事件的对应时刻以及存储加时间戳的事件数据。
12. 一种变电所（2），其用于风力涡轮机组并且包括中心时间服务器，该中心时间服务器适合于将时间信号分发到多个风力涡轮机（1）。
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