JP2011518278A - 風力タービンの構成管理システムおよびその中央コンピュータシステム - Google Patents

Abstract

処理ユニット３０と、風力タービン１、１’、１’’を制御する少なくとも１つの風力タービン制御システム２、２’、２’’とを備える中央コンピュータシステム３を備え、風力タービン制御システム２、２’、２’’は通信ネットワーク６を介して中央コンピュータシステム３と接続され、処理ユニット３０は風力タービン制御システム２、２’、２’’から構成データ２２、２２’、２２’’を受信するよう構成される、風力タービン構成管理システムであって、中央コンピュータシステム３は、風力タービン１、１’、１’’に関する構成参照データを有し、処理ユニット３０は、ネットワーク６を介して風力タービン制御システム２、２’、２’’に現在の構成データ２２、２２’、２２’’を周期的に要求する構成され、処理ユニット３０は、前在の構成データ２２、２２’、２２’’を構成参照データと比較するよう構成されている。

Description

本発明は、処理ユニットを備える中央コンピュータシステムと、風力タービンを制御する少なくとも１つの風力タービン制御システムとを備える風力タービン構成管理システムであって、該風力タービン制御システムは通信ネットワークを介して中央コンピュータシステムに接続され、処理ユニットは風力タービン制御システムから構成データを受信するよう構成される風力タービン構成管理システム、および、その中央コンピュータシステムに関する。

現在の風力タービンシステムは、通常、ソフトウェア構成要素およびハードウェア構成要素から構成される、搭載型風力タービン制御システムにより制御される。多数の風力タービンを作動させる際、各風力タービンについての個々のソフトウェア構成要素（コンピュータプログラム）の保守は、大きな技術上の努力を必要とし、潜在的な障害元となる。

風力タービンの、複数の個々のコンピュータプログラムのこのような個別の保守を避けるため、それぞれの風力タービンに同一のコンピュータプログラムを用い、各風力タービンについて個別にコンピュータプログラムを構成し、プログラムの実行を異なる風力タービンで個別に行うことが知られている。したがって、１つのコンピュータプログラムしか保守する必要がないため、技術上の労作は大幅に低減される。

このため、各風力タービンは、典型的には、構成ファイルおよびコンピュータプログラムが属する風力タービンの種類を記述する構成データファイル、ならびに、風力タービンの全構成部分を備えなければならない。

しかし、風力タービンが常に正しく制御され、搭載型風力タービン制御システムにより監視されることを確実にするため、構成ファイルは常に、正しくかつ十分な、風力タービン制御システムの構成についての情報を含まなければならない。

実際には、このような構成ファイルの内容は、タービンの動作中に意図せずに修正される場合がある。

米国特許出願公開ＵＳ２００５／００９０９３７Ａ１およびＵＳ２００２／００２９０９７Ａ１は、ウインドファームおよびそのタービンの構成がウインドファームのローカルなコンピュータシステムに保存される構成のシステムを提案する。しかし、これらのシステムは、保存した構成が有効であることを保証する手段を提供しない。ＵＳ６，０３５，４２３は複数のクライアントコンピュータ上のアンチウイルス署名ファイルを更新する方法を記載している。

したがって、本発明は、破損したまたは無効な構成データによる風力タービン制御の機能不良を防止するシステムを提供することを目的とする。

本目的は、独立請求項に記載の発明により達成される。

独立請求項にかかる本発明は、処理ユニットを備える中央コンピュータシステムと、風力タービンを制御する少なくとも１つの風力タービン制御システムとを備え、ここで、前記風力タービン制御システムは通信ネットワークを介して前記中央コンピュータシステムと接続され、前記処理ユニットは前記風力タービン制御システムから構成データを受信するよう構成されている、風力タービン構成管理システムであって、
前記中央コンピュータシステムは、前記風力タービンに関する構成参照データを記憶するメモリを備え、
前記処理ユニットは、前記ネットワークを介して、前記風力タービン制御システムに現在の構成データを周期的に要求するよう構成されており、
前記処理ユニットは、前記現在の構成データを前記構成参照データと比較するよう構成されている、
ことを特徴とする、風力タービン構成管理システムを提供する。

構成参照データを含むメモリを有することにより、中央コンピュータシステムは、該中央コンピュータシステムに接続された各風力タービンの構成データにローカルでアクセスできる。したがって、中央コンピュータシステムに保存された構成データファイルは、構成参照データとして機能する。１つまたは複数の風力タービン内の構成データが、風力タービンの動作中に意図せずに修正されたとしても、構成参照データファイルは変わらずに保持される。

１つまたは複数の異なる風力タービン制御システムに現在の構成データを周期的に要求するよう構成されている処理ユニットを有することにより、風力タービンの動作中の状態が周期的に監視される。このように中央コンピュータシステムが現在の構成データを周期的に要求し、各風力タービンから現在の構成データが中央コンピュータシステムに送信され、様々な風力タービンの現在の構成データを受信することにより、構成ファイルの変更が中央コンピュータシステムに自動的に伝えられる。

中央コンピュータシステムに接続されている各風力タービン制御システムについて、このようにして得られた現在の構成データと、メモリまたはデータベースに保存された構成参照データと比較することにより、現在の構成データと参照構成データとの違いが即時に検出可能である。遠隔地の風力タービンの１つの構成ファイルまたは１組の構成データが保守作業中に意図せずに操作された場合、操作された構成ファイルと、中央コンピュータシステムに保存された参照構成ファイルとの間の不一致が検出される。

本発明は、独立請求項を参照する請求項において提供され、および／または、詳細な実施の形態に記載されるように実施可能である。

本発明の実施形態では、現在の構成データが構成参照データと一致しない場合に警報を発するように処理ユニットが構成されている。したがって、オペレータは、システムにより自動生成された結果をクロスチェックし、遠隔地の風力タービン制御システムの構成データを訂正するよう通知される。これに代えてまたはこれに加えて、現在の構成データが風力タービンの構成参照データと一致しない場合に処理ユニットが構成参照データを風力タービン制御システムにさらに送信するよう構成されている実施形態では、発せられる警報がシステムによりさらに自動処理されてもよい。

別の実施形態において、構成データは風力タービンの構成の記述であってもよい。例えば、構成データは構成ファイル内に組み込まれていてもよく、タービンが設けられている発電機の種類や特定のセンサの設置の有無、センサがアクティブであるか否かに関する情報を含んでもよい。さらに、構成データは風力タービンに搭載されたソフトウェア構成要素の種類情報および／またはバージョン情報を含んでもよい。同様に、構成データは、風力タービンの電気的構成要素および／または構造的構成要素についての種類情報および／またはバージョン情報を含んでもよい。

風力タービン制御システムの別の実施形態では、風力タービン制御システムがデータファイルをローカルに保持するように構成されている。かかる実施形態において、中央コンピュータシステムの処理ユニットは、風力タービン制御システムのデータファイルのファイル形式と一致するファイル形式で構成参照データを送信するよう構成されていてもよい。したがって、風力タービン制御システムにローカルに保存された無効な構成データは、中央コンピュータシステムのデータベースに保存されたデータのバージョンにより、容易に置き換えが可能である。

別の実施形態ではさらに、風力タービン制御システムが、中央コンピュータシステムによる要求を受信するとすぐに構成データを収集し、中央コンピュータシステムに送信するように構成されている。

さらに、別の実施形態では、処理ユニットは、風力タービンの保守のためのリモートユーザインタフェースを提供するよう構成されていてもよい。かかるリモートユーザインタフェースは、アプリケーション、スクリプト言語、ＨＴＭＬなどのＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）に使用されるマークアップ言語を用いる、ウェブベースのものであってもよい。

本発明の実施形態では、風力タービン制御システムは構成データによりパラメータ化されるソフトウェア構成要素を備える。これにより、同一種類の風力タービン全てに共通する、標準ソフトウェア構成要素の振る舞いを個別化できる。

独立請求項にかかる本発明は、風力タービンの風力タービン制御システムからの構成データを受信するよう構成された処理ユニットを備える、風力タービン構成管理システムのための中央コンピュータシステムであって、
前記中央コンピュータシステムは前記風力タービンに関する構成参照データを含むメモリを備え、
前記処理ユニットは前記風力タービン制御システムに現在の構成データを周期的に要求するよう構成され、
前記処理ユニットは前記現在の構成データを前記構成参照データと比較するよう構成されている、
ことを特徴とする中央コンピュータシステムを提供する。

当業者であれば理解するように、中央コンピュータシステムは、風力タービン構成管理システムの一部である中央コンピュータシステムに関して前述したように、および／または、詳細な実施例の説明において後述するように構成可能である。

図１は、風力タービン構成管理システムの実施形態の概略図を示す。

本発明は、以下で図面を参照してより詳細に説明される。

図１は、風力タービン構成管理システムの実施形態の概略図を示す。

風力タービン１、１’、１’’は、１つの風力タービン区域を形成するが、この区域はさらに図示しない他の風力タービンを備えてもよい。

各風力タービン１、１’、１’’は、ロータ１０、１０’、１０’’および構造的構成要素１２、１２’、１２’’を備える。構造的構成要素１２は発電機、ベアリング、センサ、アクチュエータ等から構成され、これらは全て、図１中、参照番号「１２」で示されるボックスにより示される。

風力タービン１、１’、１’’は、それぞれ、風力タービン制御システム２、２’、２’’を備える。風力タービン制御システム２は、それぞれ同様に、制御ユニット２０（２０’、２０’’）と、構成データファイル２２、２２’、２２’’と、プロセッサまたは処理ユニット３０により実行されるソフトウェア構成要素２４、２４’、２４’’とを備える。ソフトウェア構成要素２４、２４’、２４’’は互いに同一であるが、構成データファイル２２、２２’、２２’’は互いに異なる。各構成データファイル２２、２２’、２２’’は、これを備える風力タービンの特定の構成に対して個々に適合されている。構成データファイルは、風力タービンに設けられる発電機の種類に関する情報、および、特定のセンサが設置され、アクティブであるか否かに関する情報を含んでもよい。この情報、および、同様の情報により、構成データファイルは風力タービンおよびその全ての構成要素の種類を記載する。したがって、ソフトウェア構成要素２４、２４’、２４’’、またはコンピュータプログラム、は、各風力タービンで異なって実行されるように構成されている。したがって、１つのコンピュータプログラムしか保守する必要がなく、同時に、コンピュータプログラムの振る舞いは、コンピュータプログラム、またはソフトウェア構成要素の属する風力タービンの特定の特性に適合される。

風力タービン制御システム２、２’、２’’は、それぞれ中央コンピュータシステム３の処理ユニット３０に通信ネットワーク６を介して接続されている。処理ユニット３０はＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバを備え、ＨＴＭＬ（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）に基づくウェブベースのリモートユーザインタフェースを提供する。処理ユニット３０のＨＴＴＰサーバ３４によるリモートユーザインタフェースは、ＷＷＷ端末４によりインターネット５を介してアクセス可能である。ＷＷＷ端末４は、ＨＴＭＬブラウザなどのＷＷＷクライアントを実行する標準的なＰＣまたは携帯端末であってもよい。

中央コンピュータシステム３はデータベース（メモリ）３２を備える。データベース３２には、複数の構成参照データファイルが保存され、各風力タービン１、１’、１’’に関して構成データファイル２２、２２’、２２’’の有効なコピーが参照データとしてデータベース３２に保存されることになる。

処理ユニット３０はネットワーク６を介して風力タービン制御システム２、２’、２’’へ現在の構成データを周期的に要求するよう構成されている。各制御ユニット２０、２０’、２０’’は該要求を受信して、現在の構成データファイル２２、２２’、２２’’を、通信ネットワーク６を介して中央コンピュータシステム３の処理ユニット３０に送信する。

さらに処理ユニット３０は現在の構成データファイル２２、２２’、２２’’を受信し、これとデータベース３２の各参照コピー、主に、各風力タービン１、１’、１’’または風力タービン制御システム２、２’、２’’に対応する構成参照データファイルと比較するよう構成されている。

さらに処理ユニット３０は、風力タービン区域のいずれかの風力タービンについて、現在の構成データファイルが構成参照ファイルと一致しない場合に警報を発するよう構成されている。この警報は、ウェブサーバ（ＨＴＴＰサーバ）３４、インターネット５、ウェブ端末４により提供されるウェブインタフェースを介してオペレータに伝えられる。

本実施例の目的のため、本発明の範囲を限定することなく、風力タービン１の風力タービン制御システム２の現在の構成データファイル２２と、データベース３２に保存されている、風力タービン１の風力タービン制御システム２に関する構成参照データファイルとの間の不一致が検出される。

ウェブベースのリモートユーザインタフェースは、処理ユニット３０により発せられた警報をオペレータに伝え、風力タービン１の構成データファイル２２が無効であることを示す。したがって、ウェブベースのリモートユーザインタフェースにより、オペレータは処理ユニット３０に、データファイル２２または風力タービン制御システム２に対応する構成参照データファイルを、風力タービン制御システム２に送信する指示を出すことができる。風力タービン制御システム２の制御ユニット２０は、処理ユニット３０により送信された構成データファイルを受信し、無効な現在の構成データファイル２２と、中央コンピュータシステム３の処理ユニット３０から受信した、有効な構成データファイルとを置き換えるよう構成されている。

処理ユニット３０のデータ比較を簡略化するため、そしてまた、上述した無効な構成データファイルを構成参照データファイルと置き換えるプロセスを簡略化するため、ファイル２２、２２’、２２’’は、データベース３２に保存された構成参照データファイルと同一のデータ形式である。

本システムは、風力タービン区域の複数の風力タービンの構成を自動で監視する。ここで、監視されるタービンの数は通常限定されない。システムの基本構成要素は、監視下にある全ての風力タービンまたは風力タービン制御システムとリモート通信可能な中央施設の中央コンピュータシステムである。このような風力タービンまたは風力タービン区域は、世界中のどこに位置してもよく、１カ所の中央施設から管理することができる。

各風力タービンについての所望の構成は、中央施設に保持されるデータベースに保存される。所定時間、例えば、２４時間毎に１回、施設の中央コンピュータシステムは、各風力タービンから現在の構成データを得て、データベースに保存された構成参照データと比較する。不一致が検出されると、サーバはサービス要員に警報を発し、サービス要員は適切な措置を取ることができる。このようにして、新規な構成ファイルが風力タービンに送られ、無効となったタービンの構成ファイルと置き換えられる。

本システムは、インターネットを介したウェブベースのリモートユーザインタフェースを通じたユーザインタラクションを提供する。特に、所望の構成データと現実の構成データとの比較結果を、ウェブサイト上にグラフィック形式で表示することができる。

定期的に全ての風力タービンのソフトウェア構成を監視し、実際の現在の構成を、中央施設に保存された所望の構成と比較することにより、本システムは、意図しない構成の変更を検出し、すべての風力タービンが所望のように動作することを保証する。

Claims (13)

1. 処理ユニット（３０）を備える中央コンピュータシステム（３）と、風力タービン（１、１’、１’’）を制御する少なくとも１つの風力タービン制御システム（２、２’、２’’）とを備え、ここで、前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）は通信ネットワーク（６）を介して前記中央コンピュータシステム（３）と接続され、前記処理ユニット（３０）は前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）から構成データ（２２、２２’、２２’’）を受信するよう構成されている、風力タービン構成管理システムであって、
   前記中央コンピュータシステム（３）は、前記風力タービン（１、１’、１’’）に関する構成参照データを記憶するメモリ（３２）を備え、
   前記処理ユニット（３０）は、前記ネットワーク（６）を介して、前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）に現在の構成データ（２２、２２’、２２’’）を周期的に要求するよう構成されており、
   前記処理ユニット（３０）は、前記現在の構成データ（２２、２２’、２２’’）と前記構成参照データとを比較するよう構成されている、
   ことを特徴とする、風力タービン構成管理システム。
2. 前記処理ユニット（３０）は前記現在の構成データ（２２、２２’、２２’’）が前記構成参照データと一致しない場合に警報を発するよう構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の風力タービン構成管理システム。
3. 前記構成データ（２２、２２’、２２’’）は、前記風力タービン（１、１’、１’’）の構成を記述している、ことを特徴とする請求項１または２記載の風力タービン構成管理システム。
4. 前記構成データ（２２、２２’、２２’’）は、前記風力タービン（１、１’、１’’）に搭載されたソフトウェア構成要素の種類情報および／またはバージョン情報を含む、ことを特徴とする請求項３記載の風力タービン構成管理システム。
5. 前記構成データ（２２、２２’、２２’’）は、前記風力タービン（１、１’、１’’）の電気的構成要素および／または構造的構成要素についての種類情報および／またはバージョン情報を含む、ことを特徴とする請求項３または４記載の風力タービン構成管理システム。
6. 前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）は、前記構成データ（２２、２２’、２２’’）をローカルのデータファイルに保存するよう構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の風力タービン構成管理システム。
7. 前記処理ユニット（３０）は、前記構成参照データを前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）に送信するよう構成されている、ことを特徴とする請求項６記載の風力タービン構成管理システム。
8. 前記処理ユニット（３０）は、前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）のデータファイルに一致するファイル形式で、前記構成参照データを送信するよう構成されている、ことを特徴とする請求項７記載の風力タービン構成管理システム。
9. 前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）は、前記中央コンピュータシステム（３）による要求を受信した後、前記構成データ（２２、２２’、２２’’）を収集し、前記中央コンピュータシステム（３）に前記構成データ（２２、２２’、２２’’）を送信するよう構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の風力タービン構成管理システム。
10. 前記処理ユニット（３０）は、前記風力タービン（１、１’、１’’）の保守のためのリモートユーザインタフェースを提供するよう構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の風力タービン構成管理システム。
11. 前記リモートユーザインタフェースはウェブベースである、ことを特徴とする請求項１０記載の風力タービン構成管理システム。
12. 前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）は、前記構成データ（２２、２２’、２２’’）によりパラメータ化されるソフトウェア構成要素（２４、２４’、２４’’）を備える、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載の風力タービン構成管理システム。
13. 風力タービン（１、１’、１’’）の風力タービン制御システム（２、２’、２’’）からの構成データ（２２、２２’、２２’’）を受信するよう構成された処理ユニット（３０）を備える、請求項１乃至１２のいずれか１項記載の風力タービン構成管理システムのための中央コンピュータシステム（３）であって、
    前記中央コンピュータシステム（３）は前記風力タービン（１、１’、１’’）に関する構成参照データを含むメモリ（３２）を備え、
    前記処理ユニット（３０）は前記風力タービン制御システム（２、２’、２’’）に現在の構成データ（２２、２２’、２２’’）を周期的に要求するよう構成され、
    前記処理ユニット（３０）は前記現在の構成データ（２２、２２’、２２’’）を前記構成参照データと比較するよう構成されている、
    ことを特徴とする中央コンピュータシステム（３）。

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