DE102018003440A1 - Windenergieanlage und Windpark - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage (10) und einen Windpark (30) umfassend wenigstens zwei Windenergieanlagen (10).
Die Windenergieanlage (10) umfasst ein Betriebsführungssystem (20) zur Steuerung der Windenergieanlage (10), wobei eine mit dem Betriebsführungssystem (20) datenverbundene Unterstützungsvorrichtung (21) zum Empfang einer Blockchain über eine Datenfernübertragungsverbindung (40) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, aus der empfangenen Blockchain für die Windenergieanlage (10) gültige Transaktionsdaten zu extrahieren und ohne kryptographische Verkettung an das Betriebsführungssystem (20) zur weiteren Verarbeitung zu übermitteln.
Der Windpark (30) umfasst wenigstens zwei erfindungsgemäße Windenergieanlagen (10), wobei die Unterstützungsvorrichtungen (21) der einzelnen Windenergieanlagen (10) zu einer einzelnen gemeinsamen Unterstützungsvorrichtung (21) zusammengefasst sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage und einen Windpark, umfassend wenigstens zwei Windenergieanlagen.
  • Windenergieanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen einen Rotor, der drehbar um eine im Wesentlichen horizontale Achse an einer Gondel angeordnet ist, wobei die Gondel um eine vertikale Achse drehbar auf einem Turm angeordnet ist. Der Rotor umfasst in der Regel drei, hinsichtlich des Blattanstellwinkels einstellbare Rotorblätter und treibt ggf. über eine Rotorwelle und ein Getriebe einen Generator an. Eine durch Wind induzierte Rotationsbewegung des Rotors kann so in elektrische Energie gewandelt werden, die dann über Umrichter und/oder Transformatoren - je nach Bauart des Generators auch wenigstens teilweise direkt - in ein elektrisches Netz eingespeist werden kann.
  • Zur Steuerung der diversen Komponenten einer Windenergieanlage ist eine Steuerungseinrichtung unmittelbar an der Windenergieanlage vorgesehen, die auf Basis von unmittelbar aus der Windenergie gewonnenen oder von Extern übermittelten Messwerten und Steuerungsvorgaben, bspw. durch die Netzbetreiber, die Windenergieanlage steuert. Die Steuerungseinrichtung ist dabei hochkomplex und nur durch Softwareimplementierung zu realisieren. Die softwarebasierte Steuerung wird dabei mit eine Vielzahl von Parametern (häufig 2000-3000 Parameter) parametrisiert, die von einem speziell für diesen Zweck entwickelten Computerprogramm bei der Steuerung der Windenergieanlage berücksichtigt werden.
  • Die Steuerungseinrichtung ist aufgrund ihrer zentralen Bedeutung für den sicheren Betrieb der Windenergieanlage besonders ausfallsicher auszugestalten und regelmäßig so ausgelegt, dass sie im Normalfall über die gesamte Lebensdauer der Windenergieanlage nicht ausgetauscht werden muss. In der Folge ist die Steuerungseinrichtung grundsätzlich kostenintensiv. Um die Kosten möglichst gering zu halten, werden die Steuerungseinrichtungen möglichst exakt auf die zu erwartenden Aufgaben ausgelegt, um kostenintensive, jedoch nicht genutzte und nicht erforderliche Ressourcen in der Steuerungseinrichtung zu vermeiden.
  • Um die Parameter der Steuerungseinrichtung einer Windenergieanlage zu ändern und/oder um das auf der Steuerungseinrichtung ausgeführte Computerprogramm zu aktualisieren, ist bekannt, eine Datenfernübertragungsverbindung zwischen einem zentralen Server und der Steuerungseinrichtung aufzubauen und die fraglichen Daten vom zentralen Server an die Steuerungseinrichtung zu übertragen. Die zu übertragenden Daten sind dabei möglichst einfach zu strukturieren, um eine möglichst ressourcenschonende Umsetzung seitens der Steuerungseinrichtung zu ermöglichen. Die Übermittlung der Daten wird durch bekannte Sicherungsmechanismen, wie bspw. TLS bzw. SSL, abgesichert.
  • Der zentrale Server ist regelmäßig für eine Vielzahl von Windenergieanlagen- bspw. sämtliche Windenergieanlagen eines Herstellers einer oder aller Baureihen - vorgesehen und muss diese mit aktualisierten Parametern und/oder Computerprogrammen versorgen. Insbesondere wenn die Datenfernübertragungsverbindung zu einer der Windenergieanlagen nur eine sehr geringe Übertragungsgeschwindigkeit aufweist, bspw. weil am Aufstellort der Windenergieanlage nur eine langsame Datenleitung vorhanden ist, kann die Übertragung zu eben dieser Windenergieanlage einen Kommunikationskanal des zentralen Servers über eine längere Zeit blockieren, sodass dieser Übertragungskanal zur Aktualisierung anderer Windenergieanlagen nicht zur Verfügung steht. Ist eine Windenergieanlage zu einem Zeitpunkt nicht per Datenfernübertragung erreichbar, muss der zentrale Server den Versuch der Verbindungsaufnahme regelmäßig wiederholen, was entsprechende Ressourcen des zentralen Servers erfordert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Aktualisierung von Parametern und/oder des zur Steuerung der Windenergieanlage vorgesehenen Computerprogramms zu schaffen, bei der die Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr oder zumindest nur noch in vermindertem Umfang auftreten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Windenergieanlage gemäß dem Hauptanspruch sowie einen Windpark gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Demnach betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage umfassend ein Betriebsführungssystem zur Steuerung der Windenergieanlage, wobei eine mit dem Betriebsführungssystem datenverbundene Unterstützungsvorrichtung zum Empfang einer Blockchain über eine Datenfernübertragungsverbindung vorgesehen ist, wobei die Unterstützungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, aus der empfangenen Blockchain für die Windenergieanlage gültige Transaktionsdaten zu extrahieren und ohne kryptographische Verkettung an das Betriebsführungssystem zur weiteren Verarbeitung zu übermitteln.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung einen Windpark umfassend wenigstens zwei erfindungsgemäße Windenergieanlagen, wobei die Unterstützungsvorrichtungen der einzelnen Windenergieanlagen zu einer einzelnen gemeinsamen Unterstützungsvorrichtung zusammengefasst sind.
  • Zunächst werden einige in Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Begriffe erläutert:
    • „Blockchain“ bezeichnet eine kontinuierlich erweiterbare Liste von Datensätzen (insbesondere Transaktionsdatensätze), welche mittels kryptografischer Verfahren manipulationssicher miteinander verkettet sind. Jeder Datensatz enthält dabei typischerweise einen kryptografisch sicheren Streuwert eines oder mehrerer vorhergehenden Datensätze, einen Zeitstempel und Transaktionsdaten.
    • „Transaktionsdaten“ bezeichnen eine in sich geschlossene logische Abfolge von Anweisungen zur Veränderung von Daten. Eine Transaktion kann dabei aus lediglich einer Anweisung bestehen (bspw. „Setze Parameter x auf Wert y“) oder aber eine Kette von Anweisungen umfassen, die nur gemeinsam umgesetzt werden. Kann eine Anweisung der Kette nicht umgesetzt werden, werden auch die anderen Anweisungen der Kette nicht umgesetzt bzw. wieder rückgängig gemacht.
  • Transaktionsdaten gelten als „nicht zeitkritisch“ wenn es auf eine unmittelbare oder in einer vorgegebenen kurzen Zeitspanne erforderliche Umsetzung nicht ankommt. Häufig sind Aktualisierungen des Programmcodes des Betriebsführungssystems oder Veränderungen der von dem Betriebsführungssystem genutzten Steuerungsparameter nicht zeitkritisch, d.h. ein sicherer Weiterbetrieb der Windenergieanlage mit noch nicht aktualisiertem Betriebsführungssystem ist ohne weiteres möglich, auch wenn die Windenergieanlage in diesem Fall ggf. nicht im optimalen Betriebspunkt betrieben wird. Steuerungsbefehle, die von einer Windenergieanlage unmittelbar umzusetzen sind, sind hingegen zeitkritisch. Bei solchen Steuerungsbefehlen kann es sich bspw. um Anforderungen an die Blindleistungserzeugung oder um den Befehl des Notabschaltens der Windenergieanlage handeln. Für zeitkritische Steuerungsbefehle ist vorzugsweise auf die aus dem Stand der Technik bekannte direkte Datenverbindung zwischen Windenergieanlage und zentralem Server bzw. übergeordneter Steuerung zurückzugreifen.
  • Transaktionsdaten sind „gültig“, wenn sie für die der Unterstützungsvorrichtung zugeordnete Windenergieanlage(n) grundsätzlich vorgesehen sind und von dieser bzw. diesen auch grundsätzlich umgesetzt werden können.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Verwendung einer Blockchain für die Übermittlung zumindest von nicht zeitkritischen Transaktionsdaten zwischen zentralem Server und der Betriebsführungseinheit vorteilhaft ist, da sich dadurch die Anforderung an den zentralen Server und die Datenfernübertragungsverbindung zwischen zentralem Server und den daran angebundenen Windenergieanlagen reduzieren lassen. Insbesondere ist für die Übermittlung von Transaktionsdaten an eine Windenergieanlage keine unmittelbare Verbindung zu dem zentralen Server erforderlich. Vielmehr ist auch möglich, dass die Transaktionsdaten über beliebige Zwischenstationen an die an dem zentralen Server angebundenen Windenergieanlagen zu verteilen. Insbesondere kann bspw. in einzelnen Regionen ein zentraler Zwischenspeicher für die von dem zentralen Server erhaltenen Blockchain vorgesehen sein, die anschließend von diesem Zwischenspeicher an die in der Nähe befindlichen Windenergieanlagen weiterverteilt wird. Aufgrund der kryptografischen Verkettung der Blockchain bestehen keine dabei besonderen Sicherheitsanforderungen an die Zwischenstationen, sodass sich diese einfach und kostengünstig implementieren lassen.
  • Gleichzeitig erfordert die Verwendung eines Blockchain auf Empfängerseite nicht unerhebliche Rechnerkapazität, um die Transaktionsdaten aus der Blockchain zu extrahieren. Bekannte Betriebsführungssysteme verfügen regelmäßig nicht über dafür ausreichende Ressourcen. Da aufgrund der grundsätzlichen Zuverlässigkeitsanforderungen an ein Betriebsführungssystem eine zur Verarbeitung von Blockchains erforderliche Erhöhung der Ressourcen aber nur mit unverhältnismäßig hohen Kosten verbunden wäre und eine Nachrüstung bereits installierter Betriebsführungssysteme äußerst aufwendig, oder gar nur durch einen vollständigen Austausch des Betriebsführungssystems möglich wäre, ist erfindungsgemäß eine Unterstützungsvorrichtung für die Verarbeitung der Blockchain vorgesehen. Die Unterstützungsvorrichtung übernimmt dabei die Verarbeitung der Blockchain und übermittelt die aus der Blockchain extrahierten Transaktionsdaten an das Betriebsführungssystem in einer von diesem einfach zu verarbeiteten Form.
  • Insbesondere kann die Unterstützungsvorrichtung die Transaktionsdaten in einer Form aufbereiten, die im Stand der Technik für die Übermittlung von Daten zwischen zentralem Server und Betriebsführungssystem genutzt wird. Bereits existierende Betriebsführungssysteme sind nachweislich dazu ausgebildet, so aufbereitete Transaktionsdaten zu verarbeiten, ohne dass dafür eine kostenintensive Erhöhung der Ressourcen der Betriebsführungssysteme erforderlich wäre. Auch lassen sich bereits bestehende Windenergieanlagen in diesem Fall einfach mit einer erfindungsgemäßen Unterstützungsvorrichtung nachrüsten, ohne dass eine Erweiterung des Betriebsführungssystems erforderlich wäre. Die Unterstützungsvorrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Transaktionsdaten transparent an das damit verbundene Betriebsführungssystem zu übermitteln, d.h. das Betriebsführungssystem „sieht“ nicht, dass die Daten statt vom zentralen Server von einer Unterstützungsvorrichtung stammen. In diesem Fall muss nicht einmal die Steuerungssoftware des Betriebsführungssystems an die Nutzung einer Unterstützungsvorrichtung angepasst werden.
  • Da die Unterstützungsvorrichtung nicht unmittelbar an der Steuerung der Windenergieanlage beteiligt ist, muss die Unterstützungsvorrichtung nicht die gleichen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen wie das eigentliche Betriebsführungssystem erfüllen, da bspw. auch zeitweise Ausfälle der Unterstützungsvorrichtung toleriert werden können. In der Folge kann die Unterstützungsvorrichtung gegenüber einer vergleichbaren Aufrüstung eines Betriebsführungssystems deutlich kostengünstiger ausgestaltet werden.
  • Die Datenverbindung zwischen Unterstützungsvorrichtung und Betriebsführungssystem kann eine Ethernet-Verbindung oder ein CAN-Bus sein. Die Datenverbindung zwischen Unterstützungsvorrichtung und Betriebsführungssystem kann weiterhin eine verschlüsselte Verbindung sein. Dabei kann auf bekannte Verschlüsselungstechnologien wie TLS zurückgegriffen werden, die eine hohe Sicherheit gegen Manipulation aufweist und gleichzeitig derart ressourcenschonend ist, dass sie auch von dem Betriebsführungssystem realisiert werden kann.
  • Die Unterstützungsvorrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, nur solche Transaktionsdaten als gültig zu identifizieren, die selbst oder deren übergeordnete Datensätze in der Blockchain eine Empfänger- oder Gruppenidentifikation aufweisen, die mit von dem Betriebsführungssystem an die Unterstützungsvorrichtung übermittelten Vorgaben übereinstimmt. Indem die einzelnen Transaktionsdaten selbst oder die übergeordneten Datensätze in der Blockchain, welche die entsprechenden Transaktionsdaten enthalten, mit entsprechenden Empfänger- und/oder Gruppenidentifikationen versehen sind, kann sichergestellt werden, dass die darin vorgegebenen Transaktionen tatsächlich nur von den intendierten Betriebsführungssystemen umgesetzt werden. Bei der Empfängeridentifikation kann es sich um eine eindeutige Identifikationsnummer der Windenergieanlage oder des Betriebsführungssystem handeln, die bspw. mit der Seriennummer übereinstimmen kann. Über eine Gruppenidentifikation können mehrere oder alle Windenergieanlagen eines vorgegebenen Typs oder in einem Windpark gemeinsam als Gruppe identifiziert werden. Enthalten Transaktionsdaten eine Gruppenidentifikation, können die entsprechenden Transaktionen von allen Betriebsführungssystemen der zur Gruppe gehörigen Windenergieanlagen umgesetzt werden.
  • Die Unterstützungsvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine empfangene Blockchain zu verifizieren und neue, für die Windenergieanlage gültige Transaktionsdaten zu identifizieren.
  • Die Verifizierung kann dabei allein aufgrund der Überprüfung der kryptografischen Kette in der Blockchain erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Verifizierung aber anhand einer im Speicher der Unterstützungsvorrichtung abgelegten Vorgängerversion der Blockchain, also einer Version der Blockchain die zu einem früheren Zeitpunkt empfangen wurde. Durch die Verifizierung anhand einer Vorgängerversion der eingelesen Blockchain kann sichergestellt werden, dass keine in sich schlüssige (weil bei null beginnende), aber dennoch manipulierte Blockchain empfangen wurde, da durch den Vergleich mit der Vorgängerversion sichergestellt wird, dass die eingelesene Blockchain tatsächlich die Vorgängerversion fortschreibt.
  • Bei der Vorgängerversion handelt es sich vorzugsweise um eine zu einem früheren Zeitpunkt empfangene Blockchain, die bspw. nach erfolgreicher Verifizierung im Speicher der Unterstützungsvorrichtung als Vorgängerversion abgelegt wird.
  • Zur Identifizierung von neuen Transaktionsdaten in einer empfangenen und/oder erfolgreich verifizierten Blockchain kann bspw. auf einen in der Unterstützungsvorrichtung abgelegten Zeitstempel zurückgegriffen werden, der den vorherigen Empfang von Transaktionsdaten kennzeichnet. Alle Transaktionsdaten mit einem späteren Zeitstempel könnten dann als neu gelten. Vorzugsweise wird jedoch auf die im Speicher der Unterstützungsvorrichtung abgelegte Vorgängerversion zurückgegriffen, um durch Abgleich zu ermitteln, welche Transaktionsdaten der eingelesenen Blockchain gegenüber der Vorgängerversion neu hinzugekommen sind.
  • Bestandteil von Transaktionsdaten können Anforderungen sein, weitere Daten von einem vorgegebenen Ort über eine Datenfernübertragungsverbindung zu laden, in denen dann weitere, von dem Betriebsführungssystem zu berücksichtigende Informationen enthalten sind. Ein typisches Beispiel entsprechender Daten sind Updates für den auf dem Betriebsführungssystem hinterlegten Programmcode, durch die der fragliche Programmcode verändert oder vollständig ersetzt wird. Aber auch umfangreiche Neuparametrisierungen von Betriebsführungssystemen können über entsprechende zu ladende Daten realisiert werden, um nicht eine Vielzahl von Transaktionsdaten zu einem einzelnen Vorgang an die Blockchain anhängen zu müssen. Insbesondere für solche Anforderungen ist bevorzugt, wenn die Unterstützungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, bei Transaktionsdaten umfassend eine Anweisung zum Laden weiterer Daten über die Datenfernübertragungsverbindung die zusätzlichen Daten zu laden, bevor die Transaktionsdaten zusammen mit den geladenen Daten an das Betriebsführungssystem übermittelt werden. In diesem Fall kann das Betriebsführungssystem von der Aufgabe, in Transaktionsdaten vorgegebenen Daten über die Datenfernübertragungsverbindung zu laden, befreit werden. Es ist weiter bevorzugt, dass die Unterstützungsvorrichtung zur Verifizierung der geladenen Daten anhand einer in dem Transaktionsdatensatz enthaltenen Prüfsumme ausgebildet ist. In diesem Fall kann auf eine entsprechende Verifizierung durch das Betriebsführungssystem verzichtet werden, womit die Ressourcenanforderungen an das Betriebsführungssystem abgesenkt werden können.
  • Sind mehrere Windenergieanlagen in einem Windpark zusammengeschlossen, ist es bevorzugt, wenn die jeweiligen Unterstützungsvorrichtungen der einzelnen Windenergieanlagen zu einer einzelnen gemeinsamen Unterstützungsvorrichtung zusammengefasst sind. Die gemeinsame Unterstützungsvorrichtung kann dann die beschriebene Verarbeitung einer empfangenen Blockchain für alle damit verbundenen Windenergieanlagen durchführen und den einzelnen Windenergieanlagen die für sie jeweils gültigen Transaktionsdaten übermitteln.
  • Ist eine einzelne gemeinsame Unterstützungsvorrichtung vorgesehen, kann diese zwar unmittelbar in einer der Windenergieanlagen angeordnet sein. Es ist aber bevorzugt, diese getrennt von den einzelnen Windenergieanlagen, bspw. an einer zentralen Mess-, Steuerungs- und/oder Übergabestation des Windparks, anzuordnen. Durch eine räumliche Entfernung zu den Windenergieanlagen liegen regelmäßig geringere Anforderungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit der Unterstützungsvorrichtung vor, die eine kostengünstigere Ausführung ermöglichen.
  • Die erfindungsgemäße Unterstützungsvorrichtung kann selbstverständlich dazu ausgebildet sein, noch weitere neue oder bereits bestehende Aufgaben von dem Betriebsführungssystem zu übernehmen, solange diese für den Betrieb der Windenergieanlage nicht sicherheitskritisch sind. Auch kann die Unterstützungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, von dem Betriebsführungssystem an den zentralen Server zu übertragende, nicht zeitkritische Daten an die Blockchain anzuhängen und diese dann direkt oder indirekt an den zentralen Server zu übertragen.
  • Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage;
    • 2: eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Unterstützungsvorrichtung aus 1; und
    • 3: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Windparks.
  • In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Windenergieanlage 10 dargestellt.
  • Die Windenergieanlage 10 umfasst zur Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie einen an einer drehbar auf einem Turm 11 gelagerten Gondel 12 befestigten Rotor 13 mit drei hinsichtlich ihres Blattwinkels einstellbaren Rotorblättern 14. Der Rotor 13 treibt einen Generator 15 an. Die vom Generator 15 kommende elektrische Leistung wird zumindest teilweise über einen Umrichter 16 und einen Transformator 17 umgewandelt, um in ein Hoch- oder Mittelspannungsnetz 18 eingespeist zu werden. Die Umwandlung erfolgt so, dass die elektrische Leistung hinsichtlich der Spannungsamplitude, Frequenz und Phasenverschiebung den Anforderungen des Hoch- oder Mittelspannungsnetzes 18 genügt.
  • Zur Steuerung der Windenergieanlage 10 ist ein Betriebsführungssystem 20 vorgesehen, welches über nicht dargestellte Steuerleitungen mit den einzelnen Komponenten der Windenergieanlage 10 sowie diversen Sensoren verbunden ist. Das Betriebsführungssystem 20 kann so auf die Komponenten der Windenergieanlage 10 einwirken, dass die Windenergieanlage 10 an einem gewünschten Betriebspunkt betrieben wird und die elektrische Energie gemäß den Anforderungen des Netzes 18 eingespeist wird. Die Steuerung erfolgt dabei auf Basis der über die Sensoren erfassten Messwerte, errechneten oder vorgegebenen Sollwerten sowie Konfigurationsparametern, wobei die letztendliche Verknüpfung der einzelnen Werte durch Programmcodes mit entsprechenden Algorithmen erfolgt.
  • Dem Betriebsführungssystem 20 zugeordnet ist eine Unterstützungsvorrichtung 21, die über das Internet 40 mit einem zentralen Server 41 verbunden ist. Der Server 41 ist dazu ausgebildet, nicht zeitkritische Transaktionen, die letztendlich von dem Betriebsführungssystem 20 ausgeführt werden sollen, als Transaktionsdatensätze an eine Blockchain anzuhängen und diese Blockchain über das Internet 40 direkt oder indirekt unter Zuhilfenahme von nicht dargestellten Zwischenstationen an die Unterstützungseinheit 21 zu senden. Der zentrale Server 41 ist dabei regelmäßig mit einer Vielzahl von Windenergieanlagen 10 verbunden, wobei die Blockchain an sämtliche Windenergieanlagen 10 gesendet wird. Zur genauen Zuordnung von Transaktionsdatensätzen zu einzelnen Windenergieanlagen 10 umfassen die Transaktionsdatensätze geeignete Empfängeridentifikationen.
  • Die Unterstützungsvorrichtung 21 ist dazu ausgebildet, aus einer vom Server 41 empfangenen Blockchain die für die Windenergieanlage 10 gültige Transaktionsdaten zu extrahieren und diese dann ohne kryptographische Verkettung an das Betriebsführungssystem 20 zur weiteren Verarbeitung über eine per TLS gesicherte Ethernet-Verbindung (nicht dargestellt) zu übermitteln. Das Betriebsführungssystem 20 kann die so erhaltenen Transaktionsdaten dann unmittelbar umsetzen.
  • Anhand der 2 wird nun die Funktionsweise der Unterstützungsvorrichtung 21 näher erläutert.
  • Nach Empfang einer Blockchain in Schritt 100 wird zunächst die empfangene Blockchain verifiziert (Schritt 101). Dazu wird zum einen die kryptografische Verkettung der Datensätze in der Blockchain selbst überprüft. Zum anderen wird die eingelesene Blockchain mit einer im Speicher 22 der Unterstützungsvorrichtung 21 abgelegten älteren Vorgängerversion der Blockchain abgeglichen, wobei der Anfang der eingelesenen Blockchain mit der Vorgängerversion der Blockchain übereinstimmen muss, da bei Fortschreiben der Blockchain - wie von dem zentralen Server 41 durchgeführt - lediglich Datensätze angehängt, bereits existierende Datensätze jedoch nicht modifiziert werden.
  • Ist die Verifizierung in Schritt 101 erfolgreich, werden im nächsten Schritt 102 die neuen Transaktionsdatensätze identifiziert, die für die Windenergieanlage 10 tatsächlich bestimmt sind. Zur Identifizierung neuer Transaktionsdatensätze erfolgt ein Abgleich mit der Vorgängerversion der Blockchain aus dem Speicher 22. Sämtliche nicht bereits in der Vorgängerversion enthaltene Transaktionsdatensätze der eingelesenen Blockchain können als noch nicht umgesetzt gelten. Anschließend wird bei den so ermittelten Transaktionsdaten überprüft, ob die in den einzelnen Datensätzen jeweils enthaltene Empfängeridentifikation derjenigen Windenergieanlage 10, für die der Transaktionsdaten bestimmt sind, mit einer entsprechenden von dem Betriebsführungssystem 20 der Unterstützungsvorrichtung 21 zur Verfügung gestellten Empfängeridentifikation übereinstimmt.
  • Ist dies der Fall, werden die Transaktionsdaten über die Ethernet-Verbindung an das Betriebsführungssystem 20 ohne jegliche kryptografische Verkettung übermittelt (Schritt 103). Das Betriebsführungssystem 20 kann die so erhaltenen Transaktionsdaten dann auf bekannte Art und Weise umsetzen.
  • Sind alle als neu und für die Windenergieanlage 10 gültig identifizierten Transaktionsdaten an das Betriebsführungssystem 20 übermittelt, wird die empfangende Blockchain im Speicher 22 abgelegt (Schritt 104) und kann somit für die nächste empfangene Blockchain in den Schritten 101 und 102 als „neue“ Vorgängerversion herangezogen werden.
  • Enthalten die von der Unterstützungsvorrichtung 21 als neu und gültig identifizierten Transaktionsdaten eine Anforderung, weitere Daten über das Internet 40 zu laden, ist die Unterstützungsvorrichtung 21 dazu ausgebildet, die fraglichen Daten zu laden und dem Betriebsführungssystem 20 zusammen mit den Transaktionsdaten umfassend die Anforderung nach den Daten zusammen zu übermitteln. Die geladenen Daten können dabei über eine in den Transaktionsdaten enthaltene Prüfsumme auf bekannte Art und Weise verifiziert werden.
  • In 3 ist ein erfindungsgemäßer Windpark 30 dargestellt, dessen Windenergieanlagen 10 im Grundsatz gemäß 1 ausgestaltet sind, weshalb auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Insbesondere weist jede der Windenergieanlagen ein Betriebsführungssystem 20 auf.
  • Auch bei dem Windpark 30 gemäß 3 erhalten die Betriebsführungssysteme 20 nicht zeitkritische Transaktionsdaten von einem zentralen Server 41, der die Transaktionsdaten in Form einer Blockchain über das Internet 40 aussendet. Zum Extrahieren der in der Blockchain enthaltenen Transaktionsdaten, die für die Windenergieanlagen 10 gültig sind, ist ebenfalls eine Unterstützungsvorrichtung 21 vorgesehen, wobei jedoch nicht jede Windenergieanlage 10 eine einzelne Unterstützungsvorrichtung 21, sondern vielmehr eine gemeinsame Unterstützungsvorrichtung 21 an der Übergabestation 31 des Windparks 30 zum Netz 18 angeordnet ist.
  • Die Unterstützungsvorrichtung 21 ist dazu ausgebildet, analog zu den Ausführungen zu 1 und 2 die neuen und gültigen Transaktionsdaten für sämtliche Windenergieanlagen 10 des Windparks 30 aus der Blockchain zu extrahieren und dem jeweils gemäß den Empfängerinformationen identifizierbaren einzelnen Betriebsführungssystem 20 der Windenergieanlagen 10 über die Ethernet-Verbindung 32 zu übermitteln. Geht aus den Transaktionsdaten hervor, dass diese für sämtliche Windenergieanlagen 10 des Windparks 30 gelten, bspw. weil sie eine geeignete Gruppenidentifikation umfassen, werden die Transaktionsdaten an alle Windenergieanlagen 10 des Windparks 30 übermittelt.

Claims (11)

  1. Windenergieanlage (10) umfassend ein Betriebsführungssystem (20) zur Steuerung der Windenergieanlage (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Betriebsführungssystem (20) datenverbundene Unterstützungsvorrichtung (21) zum Empfang einer Blockchain über eine Datenfernübertragungsverbindung (40) vorgesehen ist, wobei die Unterstützungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, aus der empfangenen Blockchain für die Windenergieanlage (10) gültige Transaktionsdaten zu extrahieren und ohne kryptographische Verkettung an das Betriebsführungssystem (20) zur weiteren Verarbeitung zu übermitteln.
  2. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Datenverbindung zwischen Unterstützungsvorrichtung (21) und Betriebsführungssystem (20) eine Ethernet-Verbindung oder ein CAN-Bus ist.
  3. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Datenverbindung zwischen Unterstützungsvorrichtung (21) und Betriebsführungssystem (20) eine verschlüsselte Verbindung ist.
  4. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Unterstützungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, nur solche Transaktionsdatensätze als gültig identifizieren, die oder deren Datensätze in der Blockchain eine Empfänger- oder Gruppenidentifikation aufweisen, die mit von dem Betriebsführungssystem (20) an die Unterstützungsvorrichtung (21) übermittelten Vorgaben übereinstimmt.
  5. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Unterstützungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, die erfolgreich verifizierte Blockchain als Vorgängerversion der Blockchain in einem Speicher (22) der Unterstützungsvorrichtung (21) abzulegen.
  6. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Unterstützungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, eine empfangene Blockchain zu verifizieren und/oder neue, für die Windenergieanlage (10) gültige Transaktionsdaten zu identifizieren.
  7. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Unterstützungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, die Verifizierung der Blockchain anhand der im Speicher (22) abgelegten Vorgängerversion durchzuführen.
  8. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Unterstützungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, die Identifizierung neuer Transaktionsdaten durch Abgleich der Transaktionsdaten der empfangenen und/oder verifizierten Blockchain mit den Transaktionsdaten der im Speicher (22) abgelegten Vorgängerversion durchzuführen.
  9. Windenergieanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Unterstützungsvorrichtung (21) dazu ausgebildet ist, bei Transaktionsdaten umfassend eine Anweisung zum Laden weiterer Daten über die Datenfernübertragungsverbindung die zusätzlichen Daten lädt und vorzugsweise anhand einer in dem Transaktionsdatensatz enthaltenen Prüfsumme verifiziert, bevor der Transaktionsdaten zusammen mit den geladenen Daten an das Betriebsführungssystem (20) übermittelt werden.
  10. Windpark (30) umfassend wenigstens zwei Windenergieanlagen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterstützungsvorrichtungen (21) der einzelnen Windenergieanlagen (10) zu einer einzelnen gemeinsamen Unterstützungsvorrichtung (21) zusammengefasst sind.
  11. Windpark nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Unterstützungsvorrichtung (21) getrennt von den einzelnen Windenergieanlagen (10), vorzugsweise an einer zentralen Mess-, Steuerungs- und/oder Übergabestation (31), angeordnet ist.
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAHGA, Arshdeep; MADISETTI, Vijay K.: „Blockchain platform for industrial internet of things". Journal of Software Engineering and Applications, 2016, Vol. 09. Jg., Nr. 10; 10.4236/jsea.2016.910036 *
Wikipedia-Artikel „IEC 61400-25" vom 01.01.2012 abrufbar unter https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=IEC_61400-25&oldid=469020343 *

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