DE102018007954A1 - Remotely configurable data acquisition of wind turbines - Google Patents
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Abstract
Verfahren und Anordnung zur Datenerfassung von einer Mehrzahl von Windenergieanlagen (1, 1', 1") mit einer entfernt angeordneten übergeordneten Instanz (53), die eine Datenerfassung für mindestens einen Teil der Windenergieanlagen (teilnehmende Windenergieanlagen) kontrolliert. Erfindungsgemäß wird ein Konfigurationsdatensatz an die teilnehmenden Windenergieanlagen übermittelt, wobei der Konfigurationsdatensatz die zu erfassenden Betriebsdaten dynamisch bestimmt. Es wird an den teilnehmenden Windenergieanlagen jeweils eine Datenerfassungseinheit (4) konfiguriert, und es werden die Daten gemäß dem Konfigurationsdatensatz von den teilnehmenden Windenergieanlagen erfasst und übermittelt an mindestens einen entfernten Überwachungsnutzer (54). Dank des dynamisch zusammengestellten Datensatzes wird eine gezielte Erfassung nur der wirklich interessierenden Daten ermöglicht, ein unnötiges Erfassen anderer, nicht-interessierender Daten kann vermieden werden. Durch diese zielgerichtete Erfassung können genau solche Daten, an denen besonderes Interesse besteht, mit hoher zeitlicher Auflösung verwendet werden, und andere, bei denen die zeitliche Auflösung sekundär ist, nicht. Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem die Datenerfassung an den Windenergieanlagen fernkonfigurierbar durchgeführt wird.Method and arrangement for data acquisition from a plurality of wind energy installations (1, 1 ', 1 ") with a remote superordinate instance (53) which controls data acquisition for at least some of the wind energy installations (participating wind energy installations). According to the invention, a configuration data record is sent to the Participating wind turbines are transmitted, the configuration data set dynamically determining the operating data to be recorded. A data acquisition unit (4) is configured on each of the participating wind energy plants, and the data are recorded according to the configuration data set by the participating wind energy plants and transmitted to at least one remote monitoring user (54 Thanks to the dynamically compiled data set, targeted acquisition of only the data that is really of interest is made possible, unnecessary acquisition of other, uninteresting data can be avoided e Acquisition, precisely those data in which there is particular interest, can be used with a high temporal resolution, and others in which the temporal resolution is secondary cannot be used. According to the invention, this is achieved in that the data acquisition on the wind energy plants is carried out in a remotely configurable manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenerfassung von einer Mehrzahl von Windenergieanlagen, die jeweils Sensoren zur Erfassung von Betriebsdaten sowie eine Datenerfassungseinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle umfasst, wobei mittels einer entfernt angeordneten übergeordneten Instanz eine Datenerfassung für teilnehmende Windenergieanlagen kontrolliert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Anordnung sowie Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for data acquisition from a plurality of wind energy plants, each of which comprises sensors for the acquisition of operating data and a data acquisition unit with a communication interface, data acquisition for participating wind energy plants being controlled by means of a remotely located superordinate entity. The invention further relates to a corresponding arrangement and computer program product.
Moderne Windenergieanlagen verfügen über eine Vielzahl von Sensoren und anderen Einheiten zur Gewinnung von Mess- und Betriebsdaten, die von der Betriebssteuerung der Windenergieanlage verwendet werden. Viele dieser Daten werden nicht nur für den unmittelbaren Betrieb der Windenergieanlage selbst verwendet, sondern auch an übergeordnete Einheiten wie einen Parkmaster eines Windparks oder eine Leitstelle des Übertragungsnetzes bzw. zum Service-Provider/Hersteller übermittelt. Letztere Art der Übermittlung betriebsrelevanter Daten ist auch unter der Bezeichnung SCADA bekannt.Modern wind turbines have a large number of sensors and other units for the acquisition of measurement and operating data, which are used by the operational control of the wind turbine. Much of this data is not only used for the direct operation of the wind turbine itself, but also to higher-level units such as a park master of a wind farm or a control center of the transmission network or to the service provider / manufacturer. The latter type of transmission of operationally relevant data is also known as SCADA.
Für eine Auswertung der Daten ist eine hohe Datenqualität erforderlich, was in der Regel die Erfassung und Übertragung möglichst vieler Daten bedingt. Dies gilt umso mehr für die immer größere Bedeutung gewinnende Abschöpfung und Verarbeitung großer Datenmengen (Big Data-Konzept). Um den großen Bedarf derartiger Konzepte an umfangreichen Daten hoher Qualität zu genügen, müssen eine Vielzahl von verschiedenen Daten mit hoher Auflösung übertragen werden, was enorme Datenmengen bedeutet. Es hat sich gezeigt, dass ein einfaches Hochskalieren der bisher verwendeten Datenübertragung meist nicht praktikabel ist, insbesondere wegen der Limitierung von Übertragungsbandbreiten, Rechen- sowie Speicherkapazitäten. Es hat sich auch gezeigt, dass oftmals bei eher neuartigen Fragestellungen die richtigen Daten fehlen, da sie nicht erhoben bzw. nicht übertragen wurden, häufig begründet allein schon durch mangelnde Übertragungskapazität.A high data quality is required for an evaluation of the data, which generally requires the acquisition and transmission of as much data as possible. This applies all the more to the increasing importance of skimming and processing large amounts of data (big data concept). In order to meet the great need of such concepts for extensive data of high quality, a large number of different data must be transmitted with high resolution, which means enormous amounts of data. It has been shown that simply scaling up the data transmission used up to now is usually not practical, in particular because of the limitation of transmission bandwidths, computing and storage capacities. It has also been shown that the right data is often missing for rather new questions, since they were not collected or not transmitted, often justified by a lack of transmission capacity.
Es ist bekannt, Daten vor Ort an der Windenergieanlage bzw. im Windpark in hoher Qualität, d. h. mit hoher Auflösung, zu sammeln (
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zu schaffen, um umfangreiche feinaufgelöste Daten zielgerichtet zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object to provide an improved method to make extensive fine-resolution data available in a targeted manner.
Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The solution according to the invention lies in the features of the independent claims. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.
Bei einem Verfahren zur Datenerfassung von einer Mehrzahl von Windenergieanlagen, die jeweils einen von einem Windrotor angetriebenen Generator, eine Betriebssteuerung zum Steuern des Betriebs der Windenergieanlage und Sensoren zur Erfassung von Betriebsdaten sowie eine Datenerfassungseinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle umfasst, und mit einer entfernt angeordneten übergeordneten Instanz, welche eine Datenerfassung für mindestens einen Teil der Mehrzahl von Windenergieanlagen (teilnehmende Windenergieanlagen) kontrolliert; wobei die übergeordnete Instanz zur Datenerfassung über eine Kommunikationsverbindung mit den teilnehmenden Windenergieanlagen verbunden ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Übermitteln eines Konfigurationsdatensatz an die teilnehmenden Windenergieanlagen, wobei der Konfigurationsdatensatz die zu erfassenden Betriebsdaten dynamisch bestimmt, ein Konfigurieren der Datenerfassungseinheit an den jeweiligen teilnehmenden Windenergieanlagen mittels des Konfigurationsdatensatzes, Erfassen und Übermitteln der Daten gemäß dem Konfigurationsdatensatz von den teilnehmenden Windenergieanlagen an mindestens einen entfernten Überwachungsnutzer.In the case of a method for data acquisition from a plurality of wind energy installations, each of which comprises a generator driven by a wind rotor, an operating control for controlling the operation of the wind energy installation and sensors for acquiring operating data, and a data acquisition unit with a communication interface, and with a remote superordinate instance, which controls data collection for at least a part of the plurality of wind energy plants (participating wind energy plants); wherein the higher-level entity for data acquisition is connected to the participating wind turbines via a communication link, the invention provides for the transmission of a configuration data record to the participating wind energy turbines, the configuration data record dynamically determining the operating data to be captured, and a configuration of the data acquisition unit on the respective participating wind power turbines using the configuration data record , Acquisition and transmission of the data according to the configuration data record from the participating wind turbines to at least one remote monitoring user.
Zuerst seien einige verwendete Begriffe definiert:
- Unter einer „übergeordneten Instanz“ werden Kontrolleinheiten bzw. Kontrollstellen verstanden, die räumlich entfernt und hierarchisch übergeordnet vorgesehen sind. Dies können insbesondere die Leitstelle der Betriebsführerin, Netzkontrollstellen von Netzwerkbetreibern sein, Datencenter von Serviceprovidern oder von Herstellern, die den Betrieb der Windenergieanlage überwachen.
- A "higher-level instance" is understood to mean control units or control points that are spatially distant and hierarchically superior. In particular, this can be the operator's control center, network control points of network operators, data centers from service providers or from manufacturers who monitor the operation of the wind turbine.
Unter einem Überwachungsnutzer wird eine Nutzungsstelle verstanden, welche betriebsrelevante Daten von der Windenergieanlage abrufen und gegebenenfalls verarbeiten möchte. Hierbei kann es sich auch um solche Stellen handeln, die auch als „übergeordnete Instanz“ fungieren. Der Begriff ist aber nicht darauf beschränkt: interessierte Überwachungsnutzer können auch andere Stellen sein, beispielsweise Marktteilnehmer am Elektrizitätsmarkt, die Elektrizität vermarkten, andere beobachtende Teilnehmer bis hin zu Forschungs- und Entwicklungsgruppen, die sich für Betriebsdaten der Windenergieanlagen interessieren.A monitoring user is understood to be a point of use which wants to retrieve operationally relevant data from the wind energy installation and, if necessary, process it. This can also be those positions that also as Act as "parent". However, the term is not limited to this: interested surveillance users can also be other positions, for example market participants in the electricity market who market electricity, other observing participants or research and development groups who are interested in the operating data of the wind turbines.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass mittels eines dynamisch zusammengestellten Datensatzes eine gezielte Erfassung nur der wirklich interessierenden Daten ermöglicht ist. Durch diese zielgerichtete Erfassung kann das unnötige Erfassen anderer Daten, die im konkreten Fall überhaupt nicht von Interesse sind, vermieden werden. Zum anderen können genau solche Daten, an denen besonderes Interesse besteht, mit hoher zeitlicher Auflösung verwendet werden, und andere, bei denen die zeitliche Auflösung sekundär ist, nicht. Im Ergebnis ergibt dies sowohl in Bezug auf Art und Umfang eine genau auf die jeweiligen Anforderungen maßgeschneiderte Datenerfassung und Übermittlung. Die Erfindung befreit sich somit von dem Ballast, den erfasste, aber im Ergebnis nicht benötigte Daten bzw. nicht in so hoher Auflösung benötigte Daten klassischerweise immer dargestellt haben. Die Erfindung hat erkannt, dass der Schlüssel zu einer solchen ballastarmen bzw. ballastfreien Erfassung und Ermittlung der Daten darin liegt, die Datenerfassung an den Windenergieanlagen fernkonfigurierbar durchzuführen. Es werden gezielt an den jeweiligen Windenergieanlagen nur diejenigen Daten erfasst und übertragen, die konkret von Interesse sind. Zweckmäßigerweise ist dazu mittels des Konfigurationsdatensatzes festgelegt, welche Daten und/oder wie häufig die Daten zu erfassen sind.The invention is based on the idea that a dynamically compiled data set enables targeted acquisition of only the data that is really of interest. This targeted collection can avoid the unnecessary collection of other data that are not of any interest in the specific case. On the other hand, precisely those data in which there is particular interest can be used with a high temporal resolution, and others in which the temporal resolution is secondary cannot. As a result, this results in data collection and transmission tailored precisely to the respective requirements, both in terms of type and scope. The invention thus frees itself of the ballast that data that has been recorded but is not required as a result or that is not required in such a high resolution has always been displayed. The invention has recognized that the key to such a low-ballast or ballast-free acquisition and determination of the data lies in performing the data acquisition on the wind energy plants in a remotely configurable manner. Only those data that are of specific interest are specifically recorded and transmitted to the respective wind energy plants. For this purpose, the configuration data record expediently specifies which data and / or how often the data are to be recorded.
Die Fernkonfigurierbarkeit bietet damit den Schlüssel dazu, den klassischerweise großen Datenbedarf von Big Data auch über schmalbandige Übertragungsleitungen befriedigen zu können. Dies ist im Stand der Technik ohne Beispiel. Die Erfindung ermöglicht es, flexibler, gezielter und individueller auf die Anforderungen der Datenbeschaffung einzugehen. Dadurch erhöht sich deren Effizienz beträchtlich.Remote configurability thus provides the key to being able to meet the traditionally large data requirements of big data even over narrow-band transmission lines. This is unprecedented in the prior art. The invention makes it possible to respond to the requirements of data acquisition in a more flexible, targeted and individual manner. This increases their efficiency considerably.
Mittels des Konfigurationsdatensatzes wird vorzugsweise eine Art des Übermittelns an den mindestens einen entfernten Überwachungsnutzer festgelegt. Die Art des Übermittelns kann insbesondere darin bestehen, festzulegen, ob laufend übermittelt wird oder ob zwischengespeichert wird und dann zu einem passenden Zeitpunkt, beispielsweise bei dem Vorhandensein von freier Bandbreite, die Daten übermittelt werden. Letzteres kann eine erhebliche Einsparung in Bezug auf Bandbreitenanforderungen bedeuten. Zweckmäßigerweise ist die Art der Übermittlung individuell in Bezug auf die jeweils angeforderten Daten einstellbar.A type of transmission to the at least one remote monitoring user is preferably defined by means of the configuration data record. The type of transmission can consist, in particular, of specifying whether the transmission is ongoing or whether it is temporarily stored and then the data is transmitted at a suitable point in time, for example in the presence of free bandwidth. The latter can mean significant savings in terms of bandwidth requirements. The type of transmission can expediently be set individually in relation to the data requested in each case.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass mittels des Konfigurationsdatensatzes eine dynamische Auswahl der teilnehmenden Windenergieanlagen erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass nicht für jede Art der Erfassung der Daten jeweils alle teilnehmenden Windenergieanlagen benötigt werden. Häufig genügt auch eine Untermenge bzw. gerade die Untermenge ist von Interesse. Letzteres ermöglicht beispielsweise die gezielte Überwachung von Windenergieanlagen mit Bauteilen eines bestimmten Herstellers oder mit Bauteilen einer bestimmten Charge. Serienfehler, deren Behebung häufig sehr kostenintensiv ist, können so effektiv erkannt und analysiert werden. Entsprechendes gilt auch bei Einführung von neu entwickelter Technologie, beispielsweise in einer Kleinserie. Diese Windenergieanlagen bilden dann die gezielt zu überwachende Untermenge. All dies kann durch entsprechende Beschränkung bei der dynamischen Auswahl der teilnehmenden Windenergieanlagen berücksichtigt werden. Die Effizienz der Datenerfassung und damit auch die Effizienz der Übertragung kann auf diese Weise weiter gesteigert werden.It is expediently provided that the participating wind turbines are selected dynamically using the configuration data set. It has been shown that not all participating wind turbines are required for each type of data acquisition. Often a subset is sufficient or the subset is of interest. The latter enables, for example, the targeted monitoring of wind turbines with components from a specific manufacturer or with components from a specific batch. Series errors, the elimination of which is often very cost-intensive, can be effectively identified and analyzed. The same applies to the introduction of newly developed technology, for example in a small series. These wind turbines then form the targeted subset. All of this can be taken into account by corresponding restrictions in the dynamic selection of the participating wind energy plants. The efficiency of data acquisition and thus also the efficiency of transmission can be further increased in this way.
Dem Grundkonzept der Erfindung nach wird die Datenerfassung an der jeweiligen Windenergieanlage durch den Erhalt des Konfigurationsdatensatzes automatisch entsprechend konfiguriert. Dies muss aber nicht zwingend sofort geschehen. Es kann mit Vorteil auch vorgesehen sein, dass die übermittelte (neue) Konfiguration erst verzögert zum Einsatz kommt. Dazu ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Konfigurationsdatensatz ein Synchronisationselement umfasst, basierend auf dem ein Aktivwerden des Konfigurationsdatensatzes gesteuert wird. Mit Vorteil weist dazu das Synchronisationselement eine Verzögerungsbedingung auf, insbesondere ein Warten auf einen Sonderbefehl von der übergeordneten Instanz, auf einen vorbestimmten Zeitpunkt und/oder über eine vorbestimmte Zeitdauer. Dies bietet insbesondere den Vorzug, dass damit eine Synchronisierung des Einsatzzeitpunkts der neuen Konfiguration über die teilnehmenden Windenergieanlagen erreicht wird. Ferner können bei Übertragung des neuen Konfigurationsdatensatzes zu weit entfernt stehende Windenergieanlagen oder zu solchen, die nur über eine schmalbandige Übertragungsleitung angebunden sind, erhebliche Zeitverzögerungen auftreten; um diese auszugleichen, wird der Konfigurationsdatensatz für alle Windenergieanlagen erst mit entsprechender Verzögerung freigeschaltet. Erreicht wird damit, dass die Windenergieanlagen jeweils mit gleichen Konfigurationsdatensätzen arbeiten, was die Qualität der erfassten Daten weiter erhöht.According to the basic concept of the invention, the data acquisition on the respective wind energy installation is automatically configured accordingly by receiving the configuration data set. However, this does not necessarily have to happen immediately. It can also be advantageously provided that the transmitted (new) configuration is only used after a delay. For this purpose, it is expediently provided that the configuration data record comprises a synchronization element, on the basis of which activation of the configuration data record is controlled. For this purpose, the synchronization element advantageously has a delay condition, in particular waiting for a special command from the higher-level entity, for a predetermined point in time and / or over a predetermined period of time. In particular, this offers the advantage that synchronization of the time of use of the new configuration is achieved via the participating wind turbines. Furthermore, when the new configuration data set is transmitted, wind energy plants which are too far away or those which are only connected via a narrow-band transmission line can experience considerable time delays; in order to compensate for this, the configuration data record for all wind turbines is only activated after a corresponding delay. This means that the wind turbines each work with the same configuration data sets, which further increases the quality of the data recorded.
An den teilnehmenden Windenergieanlagen ist vorzugsweise ein lokaler Puffer vorgesehen, der die gemäß des Konfigurationsdatensatzes erfassten Daten zwischenspeichert vor dem Übermitteln, wobei vorzugsweise das Übermitteln kontinuierlich oder auf Anforderung, insbesondere in vorbestimmten Intervallen, erfolgt. Insgesamt kann damit eine Entkopplung der Datenerfassung von der Datenübermittlung erreicht werden. Dies ist in vielen Fällen von Vorteil, insbesondere dann, wenn die Windenergieanlage nur über eine schmalbandige Übertragungsleitung angebunden ist. Mit einem solchen Zwischenspeicher kann eine hochaufgelöste Erfassung zuverlässig gerade auch an solchen Windenergieanlagen durchgeführt werden, die nicht immer oder nur über eine eher schmalbandige Übertragungsleitung angebunden sind. Die Sicherheit, dass sämtliche erfassten Daten damit übertragen werden, kann auf diese Weise weiter gesteigert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Datenerfassung insgesamt weiter erhöht wird.A local buffer is preferably provided on the participating wind turbines, which temporarily stores the data recorded in accordance with the configuration data record before the transmission, the transmission preferably being continuous or open Request, in particular at predetermined intervals, takes place. All in all, a decoupling of the data acquisition from the data transmission can be achieved. This is advantageous in many cases, especially when the wind turbine is only connected via a narrow-band transmission line. With such a buffer, high-resolution detection can be carried out reliably, particularly on wind turbines that are not always or only connected via a rather narrow-band transmission line. In this way, the certainty that all recorded data are transmitted can be further increased, which further increases the reliability of the data acquisition as a whole.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die gegebenenfalls unabhängigen Schutz verdient, wird die Datenerfassungseinheit zumindest funktional getrennt von der Betriebssteuerung ausgeführt. Damit bleibt trotz Veränderungen der Datenerfassung bzw. Datenerfassungseinheit die Steuerung an sich unverändert. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass bei zertifizierten Steuerungen (wie dies in der Praxis häufig der Fall ist) bei einer Änderung der Art der Datenerfassung bzw. der Datenerfassungseinheit und ihrer Konfiguration keine erneute Zertifizierung der Steuerung erforderlich ist, da diese als solche ja nicht verändert wird. Der praktische Vorteil dieser Ausführungsform ist enorm.According to a particularly preferred embodiment, which possibly deserves independent protection, the data acquisition unit is at least functionally separate from the operational control. The control itself remains unchanged despite changes in the data acquisition or data acquisition unit. This has the decisive advantage that with certified controls (as is often the case in practice), if the type of data acquisition or data acquisition unit and its configuration are changed, the control does not have to be recertified, since it does not change as such becomes. The practical advantage of this embodiment is enormous.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Datenerfassungseinheit einen eigenen Zugriff auf die Sensoren der Windenergieanlage hat, vorzugsweise als Bypass zur Betriebssteuerung. Damit kann ein vollkommen autarker Zugriff der Datenerfassungseinheit auf die Sensoren erreicht werden. Querverbindungen zur Betriebssteuerung sind insoweit vollkommen entbehrlich, so dass diese absolut unangetastet bleibt. Zweckmäßigerweise erfolgt dies dadurch, dass die Datenerfassungseinheit direkt zugreift auf ein Hardware-Abstraction-Layer der Windenergieanlage. Hierunter versteht der Fachmann eine Hardware-Abstraktionsschicht. Sie ist eine Zwischenschicht in einem Betriebssystem bzw. einer Betriebssteuerung, die in der Regel als logische Zwischenschicht ausgebildet ist. Sie ist dazu ausgebildet, die hardwarespezifischen Eigenschaften einer Zielplattform von dem Rest der eigentlichen Betriebssteuerung abzuschirmen. Durch den direkten Zugriff der Datenerfassungseinheit wird eine Beeinflussung der Betriebssteuerung vermieden. Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, dass die Datenerfassungseinheit auf die gleichen (d. h. identischen) Werte wie die Betriebssteuerung zugreifen kann. Dies gestattet eine Replizierung der Signalumgebung der Betriebssteuerung. Es wird so eine Prüfung der Betriebsführungsabläufe in einem digitalen Modell („digital twin“) ermöglicht.It is particularly preferred if the data acquisition unit has its own access to the sensors of the wind energy installation, preferably as a bypass for operating control. This enables completely autonomous access of the data acquisition unit to the sensors. In this respect, cross-connections to the operational control are completely unnecessary, so that this remains absolutely untouched. This is expediently done in that the data acquisition unit accesses directly a hardware abstraction layer of the wind energy installation. The person skilled in the art understands this to mean a hardware abstraction layer. It is an intermediate layer in an operating system or an operational control system, which is generally designed as a logical intermediate layer. It is designed to shield the hardware-specific properties of a target platform from the rest of the actual operational control. Influencing the operational control is avoided by the direct access of the data acquisition unit. It is preferably further provided that the data acquisition unit can access the same (i.e. identical) values as the operational control. This allows replication of the operational control signal environment. This enables the operational management processes to be checked in a digital model ("digital twin").
Mit Vorteil ist die Datenerfassungseinheit modular strukturiert, vorzugsweise mit weiteren wählbaren Erweiterungsmodulen. Sie ist zweckmäßigerweise im oder unterhalb (das heißt hardwareseitig) des Hardware-Abstraction-Layer angeordnet. Durch die Modularität kann eine Erweiterung der Funktionalität der Datenerfassung sowie ihres Umfangs erreicht werden. Indem dies im oder unterhalb des Hardware-Abstraction-Layer erfolgt, kann die Erweiterung unabhängig von dem jeweiligen Ausführungsstand der Betriebssteuerung durchgeführt werden. Dadurch vergrößert sich die Flexibilität wie auch die Sicherheit gegenüber unerwünschten Querbeeinflussungen zwischen Datenerfassungseinheit und Betriebssteuerung.The data acquisition unit is advantageously of modular structure, preferably with further selectable expansion modules. It is expediently arranged in or below (ie on the hardware side) the hardware abstraction layer. The modularity enables the functionality of the data acquisition and its scope to be expanded. By doing this in or below the hardware abstraction layer, the expansion can be carried out independently of the respective execution status of the operational control. This increases the flexibility as well as the security against undesired cross influences between the data acquisition unit and the operational control.
Vorzugsweise sind die Konfigurationsdatensätze individuell für einzelne Windenergieanlagen der teilnehmenden Windenergieanlagen oder individuell für eine Gruppe der teilnehmenden Windenergieanlagen gebildet. Damit kann auf einzelne individuelle Gegebenheiten der jeweiligen Windenergieanlage gezielt eingegangen werden. Vorzugsweise wird hierbei die Gruppe dynamisch zusammengestellt, und zwar insbesondere anhand eines vorbestimmten Parameters. Der vorbestimmte Parameter kann sich dabei insbesondere auf die Ausrüstung, Variante oder den Baustand (z. B. Bauteilechargen) der Windenergieanlagen beziehen; zweckmäßigerweise erfolgt dies über eine Kopplung mit einer Stammdatenbank der teilnehmenden Windenergieanlagen. Weiter ermöglicht die (gruppen-)individuelle Bildung der Konfigurationsdatensätze eine Datenreduzierung, da beispielsweise nur jede zehnte oder nur jede hundertste Windenergieanlage abgefragt zu werden braucht, sofern dies für die abzufragenden Daten ausreichend ist (beispielsweise die Abfrage der Umgebungstemperatur). Es kann so eine erheblich effizientere Nutzung der Datenerfassungskapazität und insbesondere der Kapazität der Übertragungsleitungen erreicht werden. Mit Vorteil wird bereits bei der Erstellung der individuellen Konfigurationsdatensätze die Bandbreite der Signalverarbeitung der Signalverbindung zu der jeweiligen Windenergieanlage berücksichtigt. Windenergieanlagen mit hoher Bandbreite erfassen und übermitteln so mehr Daten als solche mit eher schmalbandiger Übertragungsleitung.The configuration data records are preferably formed individually for individual wind energy plants of the participating wind energy plants or individually for a group of the participating wind energy plants. In this way, individual individual circumstances of the respective wind power plant can be specifically addressed. In this case, the group is preferably put together dynamically, in particular on the basis of a predetermined parameter. The predetermined parameter can relate in particular to the equipment, variant or construction status (eg component batches) of the wind energy plants; This is expediently carried out via a link to a master database of the participating wind turbines. Furthermore, the (group) individual formation of the configuration data records enables data to be reduced since, for example, only every tenth or only every hundredth wind turbine has to be queried, provided this is sufficient for the data to be queried (for example, querying the ambient temperature). A considerably more efficient use of the data acquisition capacity and in particular the capacity of the transmission lines can thus be achieved. The bandwidth of the signal processing of the signal connection to the respective wind energy installation is advantageously taken into account when the individual configuration data sets are created. Wind turbines with a high bandwidth thus capture and transmit more data than those with a rather narrow-band transmission line.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anordnung aus mehreren Windenergieanlagen und einem Überwachungssystem zum Durchführung des Verfahrens. Zur näheren Erläuterung wird auf vorstehende Beschreibung verwiesen.The invention further relates to an arrangement comprising a plurality of wind energy plants and a monitoring system for carrying out the method. For a more detailed explanation, reference is made to the above description.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt. Zu der Funktionsweise des Programms wird ebenfalls auf vorstehende Beschreibung verwiesen.The invention further relates to a corresponding computer program product. With regard to the functioning of the program, reference is also made to the above description.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Übersicht eines Überwachungssystems zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 einen beispielhaften Aufbau eines Konfigurationsdatensatzes; -
3 ein Beispiel für einen Ablaufplan; und -
4 a, b Blockdiagramme zum logischen Aufbau einschließlich eines Hardware-Abstraction-Layer.
-
1 a schematic overview of a monitoring system for performing the method according to the invention; -
2nd an exemplary structure of a configuration data set; -
3rd an example of a schedule; and -
4 a, b Block diagrams for the logical structure including a hardware abstraction layer.
Die Erfindung wird erläutert anhand eines Beispiels mit einem Windpark, der über ein öffentliches Netz (Internet) mit einer übergeordneten Instanz sowie einem Überwachungsnutzer in Gestalt eines Herstellers der Windenergieanlagen des Windparks verbunden ist. Ferner sind außer dem Windpark selbst auch einige weitere entfernt stehende Windenergieanlagen angeschlossen.The invention is explained using an example with a wind farm, which is connected via a public network (Internet) to a higher-level entity and to a monitoring user in the form of a manufacturer of the wind farm's wind farms. In addition to the wind farm itself, several other remote wind turbines are also connected.
Eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer
Die Windenergieanlage
Es können weitere Windenergieanlagen vorgesehen sein, die symbolhaft durch die Windenergieanlagen
Verbunden sind die Windenergieanlagen
Bei der Erfindung erfolgt jedoch abweichend von dem üblichen SCADA-Konzept erfindungsgemäß eine dynamische Fernkonfigurierung der Windenergieanlagen
Im zweiten Block
Im dritten Block
Der Konfigurationsdatensatz wird vorzugsweise in Form einer Datei (insbesondere als XML-Datei) erstellt, kann aber ggf. auch direkt online in Form von Konfigurationsbefehlen an die jeweiligen Windenergieanlagen
Blockdiagramme zum logischen Aufbau der Betriebssteuerung
Als Besonderheit tritt hinzu, dass zwischen Steuerungsprogramm
Wie man erkennt, ist die Datenerfassungseinheit
Ein Ablaufdiagramm für eine entsprechende dynamische Konfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
Bei den Windenergieanlagen wird zuerst der empfangende Konfigurationsdatensatz eingelesen in die Datenerfassungseinheit
In
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