專利名稱：一種風能電場通信控制器、系統(tǒng)及集控方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風能電場的通信與控制領域，特別是關于一種風能電場通信控制器、 系統(tǒng)及集控方法。
背景技術：
根據(jù)世界兩大風能專業(yè)機構“歐洲風能協(xié)會(EWEA) ”和“全球風能委員會(GffEC)，， 最新發(fā)布的數(shù)據(jù)，2009年全球風電市場發(fā)展迅速，風力發(fā)電機總裝機容量達到37500兆瓦， 相當于23臺第三代核反應堆核電機組(EPR)發(fā)電量，風電增長率高達31%。世界風能市場裝機建設資金達450億歐元，提供50萬個就業(yè)崗位。風能這種清潔能源每年可以減少2. 04 億噸的二氧化碳排放。在中國，2006年國家發(fā)改委會、科技部、財政部等8部門聯(lián)合出臺了《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》。依據(jù)十項節(jié)能重點工程的標準以及政府支持環(huán)保節(jié)能產(chǎn)業(yè)的政策導向，未來工業(yè)設備節(jié)能更新改造、建筑節(jié)能、節(jié)油及石油替代以及可再生能源這幾大節(jié)能領域將獲得快速發(fā)展?，F(xiàn)有技術中，風能發(fā)電場的位置由于自然條件和地理環(huán)境的因素并不固定，往往幾個風能發(fā)電場向一片地區(qū)供電，每個風能發(fā)電場中的風機可能來自不同廠商，風機的型號、通信協(xié)議、控制方法等都不相同，這就造成了對多個風能發(fā)電場控制不統(tǒng)一，不便捷的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種風能電場通信控制器、系統(tǒng)及集控方法，用于解決現(xiàn)有技術中風能電場通信不便，由于監(jiān)控不及時造成的生產(chǎn)安全隱患等問題。本發(fā)明實施例提供了一種風能電場通信控制器，包括通信單元，復數(shù)個風機服務器接口，匹配單元，讀取單元，封裝單元；所述通信單元與所述復數(shù)個風機服務器接口相連接，所述通信單元通過所述復數(shù)個風機服務器接口與復數(shù)個風機服務器通信；或者所述通信單元與集控服務器相通信；所述通信單元與所述匹配單元相連接，所述匹配單元識別所述復數(shù)個風機服務器的采集報文或者識別所述集控服務器發(fā)送的控制報文，匹配出與所述采集報文或控制報文相應的通信協(xié)議；所述讀取單元，與所述匹配單元相連接，根據(jù)所述通信協(xié)議獲取所述采集報文中的風機信息，或者獲取控制報文中的控制信息；所述封裝單元，分別與所述讀取單元和通信單元相連接，將所述風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文通過所述通信單元發(fā)送給所述集控服務器；或者將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文，通過所述通信單元發(fā)送給所述風機服務器。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場通信控制器的一個進一步的方面，所述匹配單元中具有一映射模塊，其內(nèi)存儲有不同廠商風機服務器及其所支持的通信協(xié)議，所述匹配單元根據(jù)所述映射模塊中的內(nèi)容匹配出與所述采集報文或控制報文相應的通信協(xié)議。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場通信控制器的再一個進一步的方面，還包括數(shù)據(jù)格式轉換單元，與所述封裝單元相連接，將不同數(shù)據(jù)格式的風機信息轉換為統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的風機信息，通過封裝單元將所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文，將統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的控制信息轉換為相應不同風機服務器數(shù)據(jù)格式的控制信息，通過封裝單元將所述不同風機服務器數(shù)據(jù)格式的控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場通信控制器的另一個進一步的方面，還包括變電站遠動接口，與所述通信單元相連接，通過所述變電站遠動接口與變電站進行通信。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場通信控制器的另一個進一步的方面，還包括電能計量接口，與所述通信單元相連接，通過所述電能計量接口與遠端的電能計量站進行通信。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場通信控制器的另一個進一步的方面，還包括數(shù)據(jù)庫服務器，與所述讀取單元相連接，將讀取的風機信息或者控制信息進行存儲。本發(fā)明實施例還提供了一種風能電場集控系統(tǒng)，包括如權利要求1至6任意一項所述的通信控制器，集控服務器，復數(shù)個風機服務器；所述通信控制器與復數(shù)個所述風機服務器相連接，將從所述風機服務器獲取的采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器，或將從所述集控服務器獲取的控制報文轉換為相應風機服務器的子控制報文傳送給風機服務器；所述集控服務器與所述通信控制器相連接，根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器；所述風機服務器，與所述通信控制器相連接，將復數(shù)個風機的采集報文發(fā)送給通信控制器，或者將通信控制器傳送來的子控制報文發(fā)送給相應的風機。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控系統(tǒng)的一個進一步的方面，所述集控服務器進一步還包括，風機利用率計算單元，根據(jù)所述風機信息計算風機的利用率。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控系統(tǒng)的再一個進一步的方面，所述集控服務器還進一步包括，風功率曲線計算單元和條件限制單元，所述條件限制單元與所述風功率曲線計算單元相連接，通過所述條件限制單元過濾掉符合預定條件的數(shù)據(jù)后輸入到所述風功率曲線計算單元，所述風功率曲線計算單元計算風功率曲線。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控系統(tǒng)的另一個進一步的方面，所述集控服務器還包括，氣象信息接收單元和功率預測單元，所述氣象信息接收單元與所述功率預測單元相連接，所述氣象信息接收單元用于接收風場所在地的氣象信息，所述功率預測單元利用所述氣象信息和風機信息計算出風場的預測功率。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控系統(tǒng)的另一個進一步的方面，所述集控服務器還包括，數(shù)據(jù)庫服務器，用于存儲風機信息和/或氣象信息。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控系統(tǒng)的另一個進一步的方面，顯示單元，分別與風機利用率計算單元、風功率曲線計算單元和功率預測單元相連接，用于顯示數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控系統(tǒng)的另一個進一步的方面，還包括變電站監(jiān)控裝置，對各個風場的變電站進行監(jiān)控，將監(jiān)控結果通過通信控制器發(fā)送給集控服務器。本發(fā)明實施例還提供了一種風能電場集控方法，包括，復數(shù)個風機服務器采集相應的風機信息，將采集報文發(fā)送給通信控制器；所述通信控制器將所述采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器；所述集控服務器根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器；所述通信控制器將從所述集控服務器獲取的控制報文轉換為相應風機服務器的子控制報文傳送給風機服務器；所述風機服務器根據(jù)所述子控制報文控制相應風機。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控方法的一個進一步的方面，在所述通信控制器將所述采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器中，所述通信控制器接收所述采集報文，識別所述采集報文并匹配出與所述采集報文相應的通信協(xié)議； 根據(jù)所述通信協(xié)議獲取所述采集報文中的風機信息；將所述風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控方法的再一個進一步的方面，在所述通信控制器將從所述集控服務器獲取的控制報文轉換為相應風機服務器的子控制報文傳送給風機服務器中，所述通信控制器接收所述控制報文，識別所述控制報文并匹配出與所述控制報文相應的通信協(xié)議；根據(jù)所述通信協(xié)議獲取所述控制報文中的控制信息；將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文傳送給風機服務器。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控方法的另一個進一步的方面，在所述將所述風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器之前還包括，將不同數(shù)據(jù)格式的風機信息轉換為統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的風機信息，再將風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器；將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文傳送給風機服務器之前還包括，將統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的控制信息轉換為相應不同風機服務器的數(shù)據(jù)格式，再將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文傳送給風機服務器。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控方法的另一個進一步的方面，在所述通信控制器將所述采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器中還包括， 所述通信控制器還通過變電站遠動接口獲取變電站信息，并將所述變電站信息傳送給集控服務器。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控方法的另一個進一步的方面，在所述集控服務器根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器中還包括，根據(jù)所述風機信息計算風機的利用率。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控方法的另一個進一步的方面，在所述集控服務器根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器中還包括，將所述風機信息過濾掉符合預定條件的數(shù)據(jù)后計算風功率曲線。
根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種風能電場集控方法的另一個進一步的方面，接收風場所在地的氣象信息，利用所述氣象信息和風機信息計算出風場的預測功率。通過本發(fā)明的實施例，可以集中控制多個風電場中不同品牌和廠商的風機，實現(xiàn)了高兼容性，對風電場的安全生產(chǎn)進行有效地監(jiān)控，確保了風電場的安全；在集控中心可以獲取更加全面的風電場信息，了解風機設備的運行情況，在電網(wǎng)下達限負荷指令時，系統(tǒng)自動生成風機停運檢修順序，為值班人員的操作提供依據(jù)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本發(fā)明實施例一種風能電場通信控制器結構示意圖；圖2所示為本發(fā)明一種風能電場集控系統(tǒng)的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例風機利用率示意圖；圖4所示為本發(fā)明實施例一種風能電場集控方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖1所示為本發(fā)明實施例一種風能電場通信控制器結構示意圖。包括通信單元101，復數(shù)個風機服務器接口 102，匹配單元103，讀取單元104，封裝單元105。所述通信單元101與所述復數(shù)個風機服務器接口 102相連接，所述通信單元101 通過所述復數(shù)個風機服務器接口 101與復數(shù)個風機服務器通信；或者所述通信單元101與集控服務器相通信。其中，所述通信單元101可以采用隊列緩存、自定義的類型標識以區(qū)別于其它普通遙測數(shù)據(jù)，解決了在風機發(fā)生事故、風機狀態(tài)轉換時風機狀態(tài)和報警上傳丟失的問題。其中普通遙測數(shù)據(jù)是指，除卻故障、報警、狀態(tài)等重要的風機遙測數(shù)據(jù)以外的其它風機數(shù)據(jù)；所述自定義的類型標識是指，Iecl04協(xié)議里沒有專門對某些重要的遙測數(shù)據(jù)類型，例如故障、報警或狀態(tài)等重要遙測數(shù)據(jù)的類型，因此使用特別類型標識以識別這些重要遙測數(shù)據(jù)進行優(yōu)先處理。所述通信單元101與所述匹配單元103相連接，所述匹配單元103識別所述復數(shù)個風機服務器的采集報文或者識別所述集控服務器發(fā)送的控制報文，匹配出與所述采集報文或控制報文相應的通信協(xié)議。所述匹配單元103中具有一映射模塊，其內(nèi)存儲有不同廠商風機服務器及其所支持的通信協(xié)議，所述映射模塊例如存儲有如下表1的信息表 權利要求
1.一種風能電場通信控制器，其特征在于包括通信單元，復數(shù)個風機服務器接口，匹配單元，讀取單元，封裝單元；所述通信單元與所述復數(shù)個風機服務器接口相連接，所述通信單元通過所述復數(shù)個風機服務器接口與復數(shù)個風機服務器通信；或者所述通信單元與集控服務器相通信；所述通信單元與所述匹配單元相連接，所述匹配單元識別所述復數(shù)個風機服務器的采集報文或者識別所述集控服務器發(fā)送的控制報文，匹配出與所述采集報文或控制報文相應的通信協(xié)議；所述讀取單元，與所述匹配單元相連接，根據(jù)所述通信協(xié)議獲取所述采集報文中的風機信息，或者獲取控制報文中的控制信息；所述封裝單元，分別與所述讀取單元和通信單元相連接，將所述風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文通過所述通信單元發(fā)送給所述集控服務器；或者將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文，通過所述通信單元發(fā)送給所述風機服務器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種風能電場通信控制器，其特征在于，所述匹配單元中具有一映射模塊，其內(nèi)存儲有不同廠商風機服務器及其所支持的通信協(xié)議，所述匹配單元根據(jù)所述映射模塊中的內(nèi)容匹配出與所述采集報文或控制報文相應的通信協(xié)議。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種風能電場通信控制器，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)格式轉換單元，與所述封裝單元相連接，將不同數(shù)據(jù)格式的風機信息轉換為統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的風機信息，通過封裝單元將所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文，將統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的控制信息轉換為相應不同風機服務器數(shù)據(jù)格式的控制信息，通過封裝單元將所述不同風機服務器數(shù)據(jù)格式的控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種風能電場通信控制器，其特征在于，還包括變電站遠動接口，與所述通信單元相連接，通過所述變電站遠動接口與變電站進行通信。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種風能電場通信控制器，其特征在于，還包括電能計量接口，與所述通信單元相連接，通過所述電能計量接口與遠端的電能計量站進行通信。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種風能電場通信控制器，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)庫服務器，與所述讀取單元相連接，將讀取的風機信息或者控制信息進行存儲。
7.一種風能電場集控系統(tǒng)，其特征在于包括如權利要求1至6任意一項所述的通信控制器，集控服務器，復數(shù)個風機服務器；所述通信控制器與復數(shù)個所述風機服務器相連接，將從所述風機服務器獲取的采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器，或將從所述集控服務器獲取的控制報文轉換為相應風機服務器的子控制報文傳送給風機服務器；所述集控服務器與所述通信控制器相連接，根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器；所述風機服務器，與所述通信控制器相連接，將復數(shù)個風機的采集報文發(fā)送給通信控制器，或者將通信控制器傳送來的子控制報文發(fā)送給相應的風機。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種風能電場集控系統(tǒng)，其特征在于，所述集控服務器進一步還包括，風機利用率計算單元，根據(jù)所述風機信息計算風機的利用率。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種風能電場集控系統(tǒng)，其特征在于，所述集控服務器還進一步包括，風功率曲線計算單元和條件限制單元，所述條件限制單元與所述風功率曲線計算單元相連接，通過所述條件限制單元過濾掉符合預定條件的風機信息計算參數(shù)后輸入到所述風功率曲線計算單元，所述風功率曲線計算單元利用所述由條件限制單元輸入的風機信息計算參數(shù)計算風功率曲線。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種風能電場集控系統(tǒng)，其特征在于，所述集控服務器還包括，氣象信息接收單元和功率預測單元，所述氣象信息接收單元與所述功率預測單元相連接，所述氣象信息接收單元用于接收風場所在地的氣象信息，所述功率預測單元利用所述氣象信息和風機信息計算出風場的預測功率。
11.根據(jù)權利要求10所述的一種風能電場集控系統(tǒng)，其特征在于，所述集控服務器還包括，數(shù)據(jù)庫服務器，用于存儲風機信息和/或氣象信息。
12.根據(jù)權利要求10所述的一種風能電場集控系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示單元，分別與風機利用率計算單元、風功率曲線計算單元和功率預測單元相連接，用于顯示數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權利要求7所述的一種風能電場集控系統(tǒng)，其特征在于，還包括變電站監(jiān)控裝置，對各個風場的變電站進行監(jiān)控，將監(jiān)控結果通過通信控制器發(fā)送給集控服務器。
14.一種風能電場集控方法，其特征在于包括，復數(shù)個風機服務器采集相應的風機信息，將采集報文發(fā)送給通信控制器；所述通信控制器將所述采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器；所述集控服務器根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器；所述通信控制器將從所述集控服務器獲取的控制報文轉換為相應風機服務器的子控制報文傳送給風機服務器；所述風機服務器根據(jù)所述子控制報文控制相應風機。
15.根據(jù)權利要求14所述的一種風能電場集控方法，其特征在于，在所述通信控制器將所述采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器中，所述通信控制器接收所述采集報文，識別所述采集報文并匹配出與所述采集報文相應的通信協(xié)議；根據(jù)所述通信協(xié)議獲取所述采集報文中的風機信息；將所述風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器。
16.根據(jù)權利要求14所述的一種風能電場集控方法，其特征在于，在所述通信控制器將從所述集控服務器獲取的控制報文轉換為相應風機服務器的子控制報文傳送給風機服務器中，所述通信控制器接收所述控制報文，識別所述控制報文并匹配出與所述控制報文相應的通信協(xié)議；根據(jù)所述通信協(xié)議獲取所述控制報文中的控制信息；將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文傳送給風機服務器。
17.根據(jù)權利要求15或16所述的一種風能電場集控方法，其特征在于，在所述將所述風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器之前還包括，將不同數(shù)據(jù)格式的風機信息轉換為統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的風機信息，再將風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器；將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文傳送給風機服務器之前還包括，將統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式的控制信息轉換為相應不同風機服務器的數(shù)據(jù)格式，再將所述控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文傳送給風機服務器。
18.根據(jù)權利要求14所述的一種風能電場集控方法，其特征在于，在所述通信控制器將所述采集報文轉換為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文傳送給所述集控服務器中還包括，所述通信控制器還通過變電站遠動接口獲取變電站信息，并將所述變電站信息傳送給集控服務器。
19.根據(jù)權利要求14所述的一種風能電場集控方法，其特征在于，在所述集控服務器根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器中還包括，根據(jù)所述風機信息計算風機的利用率。
20.根據(jù)權利要求14所述的一種風能電場集控方法，其特征在于，在所述集控服務器根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文獲取所述風機信息，按照預先制定的控制規(guī)則生成控制報文發(fā)送給所述通信控制器中還包括，將所述風機信息過濾掉符合預定條件的風機信息計算參數(shù)后計算風功率曲線。
21.根據(jù)權利要求14所述的一種風能電場集控方法，其特征在于，接收風場所在地的氣象信息，利用所述氣象信息和風機信息計算出風場的預測功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及風能電場的通信與控制領域，特別是關于一種風能電場通信控制器、系統(tǒng)及集控方法。其中通信控制器的通信單元通過復數(shù)個風機服務器接口與復數(shù)個風機服務器通信，并與集控服務器相通信；匹配單元識別采集報文或者識別集控服務器發(fā)送的控制報文，匹配出與采集報文或控制報文相應的通信協(xié)議；讀取單元根據(jù)通信協(xié)議獲取采集報文中的風機信息，或者獲取控制報文中的控制信息；封裝單元將風機信息封裝為預定協(xié)議的數(shù)據(jù)報文通過通信單元發(fā)送給集控服務器；或者將控制信息封裝為相應風機服務器協(xié)議支持的子控制報文，通過通信單元發(fā)送給風機服務器。通過上述實施例可以集中控制多個風電場中不同品牌和廠商的風機。
文檔編號G05B19/418GK102231072SQ20111013047
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權日2011年5月19日
發(fā)明者關天罡, 岳恒飛, 莊開智, 張明, 張紅義, 李明輝, 李濱, 王振明, 石敏, 肖志東, 郭明星, 陸海軍 申請人:北京光耀電力自動化有限公司, 北京能源投資(集團)有限公司