專利名稱：用于配置風力場網(wǎng)絡的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于配置風力場網(wǎng)絡的方法。本發(fā)明還涉及風力場網(wǎng)絡。
背景技術：
用于風力發(fā)電的風力渦輪通常被分組為所謂的風力場或風力站，其包括從幾個風力渦輪到大量的風力渦輪。尤其是，大型海岸風力場被構(gòu)建，其包括上百個風力渦輪或者更多。由于在最近幾年期間再生風能發(fā)電長足增加，因此期望風力場中的風力渦輪的數(shù)量也增加。
典型地，風力場具有集中式控制單元，其允許監(jiān)控和控制風力場。風力場中的每個風力渦輪經(jīng)由風力場局域網(wǎng)(LAN)連接到該集中式控制器。并且，每個渦輪包括多個諸如控制器、傳感器等的設備，這些設備連接到風力場網(wǎng)絡。通常，這些設備連接到風力渦輪的中心交換機。
對于風力場LAN內(nèi)部的通信以及對于與例如在遠程控制中心處的風力場外部主機的通信，通常使用網(wǎng)際協(xié)議標準(IP)。IP是網(wǎng)際協(xié)議組中的網(wǎng)絡層協(xié)議，并且是還提供全局唯一地址(例如，以太網(wǎng)的MAC地址)的上層協(xié)議，但這些地址中的兩個不需要能夠彼此通信。IP將服務添加到這些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議之上，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議提供唯一識別網(wǎng)絡上的任何其它設備并與這些設備通信的能力。
因此，與風力場LAN連接的每個設備要求用于通信的IP地址。在計算機網(wǎng)絡中，IP地址(網(wǎng)際協(xié)議地址)是設備使用的唯一編號，以便在網(wǎng)絡上利用網(wǎng)際協(xié)議標準(IP)來彼此識別和通信。任何參與的網(wǎng)絡設備——包括交換機、控制器和傳感器——需要其自己的唯一地址。
原理上，存在向設備分配IP地址的兩種方法動態(tài)和靜態(tài)。動態(tài)IP地址是對于可變的時間長度而分配的。為了使用動態(tài)IP地址，諸如動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)的服務被用于分配地址給請求的網(wǎng)絡設備。動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)是客戶端-服務器連網(wǎng)協(xié)議，其提供用于分配IP地址給客戶端主機的機制。但是，如果DHCP用于在風力場網(wǎng)絡中分配IP地址，則設備和風力渦輪之間的相關性丟失。因此，不能確定設備屬于哪個特定的渦輪，并且因此不能確定哪些設備屬于相同的渦輪。但是，重要的是可靠且正確地識別風力站中的特定風力渦輪及其內(nèi)置的部件。
為此，當前在風力場網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡設置是通過手工完成的。特別地，根據(jù)預定靜態(tài)編號方案將靜態(tài)IP地址手工分配給設備。該工作消耗了大量時間并對于大型風力場可甚至需要數(shù)周來完成。并且，手動分配過程是容易出錯的。特別地，可能發(fā)生，相同的IP地址被分配兩次或者沒有向風力渦輪的部件分配IP地址。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上內(nèi)容，提供了一種用于自動配置風力場中局域網(wǎng)的方法。該方法包括步驟(a)自動分配IP地址給與本地風力場網(wǎng)絡連接的設備，(b)從該設備自動接收標識符標簽，和(c)將自動分配的設備IP地址與風力場中由所述標識符標簽識別的特定風力渦輪關聯(lián)。
因此，在風力場中分配IP地址的手工過程可被自動化。同時，標識符標簽允許將設備IP地址與風力場中的特定風力渦輪關聯(lián)。因此，可確定哪些設備屬于相同的特定渦輪。因此，網(wǎng)絡配置可在數(shù)小時而不是數(shù)周內(nèi)完成。此外，可從控制中心遠程控制網(wǎng)絡建立，在控制中心技術專家可使用該建立過程。
根據(jù)從屬權(quán)利要求、說明書和附圖，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點和特征會很清楚。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于風力場網(wǎng)絡自行配置的方法。該方法包括步驟(a)自動分配IP地址給與風力場網(wǎng)絡鏈接的部件，(b)從該部件自動獲得ID標記，并且(c)將自動獲得的部件的IP地址與風力場中的各個風能站匹配，由ID標記來規(guī)定風能站。因此，在風力場中分配IP地址的手工過程可自動化，同時ID標記使操作員能夠?qū)⒉考腎P地址與各個風能站關聯(lián)。因此，網(wǎng)絡配置可在數(shù)小時而不是數(shù)周內(nèi)完成。此外，可從控制中心遠程控制網(wǎng)絡建立，在控制中心技術專家可使用該建立過程。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在風力場中自動配置網(wǎng)絡的方法。該方法包括步驟自動分配IP地址給風力場網(wǎng)絡中的部件，自動確定風力場網(wǎng)絡中的鏈路結(jié)構(gòu)，自動識別子網(wǎng)，接收子網(wǎng)的ID標簽，并且將自動分配的屬于子網(wǎng)的部件的IP地址歸為由所述標識符標簽指定的風力渦輪的屬性。
根據(jù)本發(fā)明的又另外方面，提供一種風力場網(wǎng)絡，其中該風力場網(wǎng)絡包括ID標記發(fā)射器，其適于通過網(wǎng)絡發(fā)射ID標記，使得與網(wǎng)絡連接的部件的IP地址明確地與由ID標記規(guī)定的風力場的特定風力渦輪關聯(lián)。


對于本領域技術人員，本發(fā)明的完整和開放的公開，包括最優(yōu)模式都在包括有參考附圖的說明書的剩余部分中更加特別地做了敘述，其中圖1示出了風力場網(wǎng)絡。
圖2示出了風力渦輪的內(nèi)部網(wǎng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的配置過程的流程圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的配置過程的流程圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風力場網(wǎng)絡的框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的建立過程的流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的建立過程的流程圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的又進一個實施例的建立過程的流程圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出建立過程的第一步驟的風力場網(wǎng)絡的框圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示出建立過程中另外步驟的框圖。
圖11示出LLDP包的配置。
圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的風力場網(wǎng)絡。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細參考本發(fā)明的各個實施例，其一個或多個例子在圖中說明。每個例子為了闡明本發(fā)明來提供，并且不意味著作為本發(fā)明的限制。例如，作為一個實施例的一部分說明或描述的特征可在其它實施例上或與其它實施例結(jié)合使用，以產(chǎn)生另外的實施例。還試圖使本發(fā)明包括這種修改和變化。
圖1示出了風力場網(wǎng)絡。這里，風力場包括若干風力渦輪200。風力渦輪200經(jīng)由風力場LAN300彼此連接。風力場LAN300還連接到遠程控制中心100?？山?jīng)由風力場LAN300從遠程控制中心100訪問每個風力渦輪200。遠程控制中心100包括用于訪問風力場LAN300的主機110。典型地，風力場LAN300經(jīng)由安全互聯(lián)網(wǎng)連接，例如VPN隧道而連接到控制中心100。當然，風力場LAN300還可經(jīng)由單獨的電纜連接而連接到控制中心100。
圖2示出了風力渦輪200的典型內(nèi)部網(wǎng)。其中，風力渦輪200包括風力渦輪交換機210。交換機210適用于處理風力渦輪200的內(nèi)部設備220、230與風力渦輪200的網(wǎng)絡環(huán)境的通信。此外，風力渦輪200包括渦輪控制器220和各種傳感器230，比如振動傳感器、冰凍檢測器、負載檢測器、電壓和電流傳感器等。這些傳感器可連接到渦輪控制器220和/或交換機210。因此，交換機210、渦輪控制器220和傳感器230形成了風力渦輪200的內(nèi)部子網(wǎng)。典型地，這個內(nèi)部子網(wǎng)經(jīng)由交換機210連接到風力場網(wǎng)絡。
接著，同時參考圖3和5來描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風力場網(wǎng)絡的配置過程。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的配置過程的流程圖，并且圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風力場網(wǎng)絡的框圖。在根據(jù)本發(fā)明的配置過程中，IP地址首先被自動分配給與風力場網(wǎng)絡連接的設備，例如交換機210(步驟S301)。這可以靜態(tài)或動態(tài)地完成，但是自動完成的。這還在圖5中示出，其中服務器分配IP地址給設備1。接著，從設備接收標識符標簽(S302)。典型地，標識符標簽包括風力渦輪的名稱和/或編號。設備可在接收IP地址之后自動發(fā)送標識符標簽，或者可等待發(fā)送標識符標簽的專門請求。在接收標識符標簽之后，設備所在的風力渦輪可根據(jù)該標識符標簽來確定(S303)。最后，分配的設備IP地址可與風力場內(nèi)特定的風力渦輪關聯(lián)(S304)。因此，在風力場中分配IP地址的手工過程可以自動化，以便降低故障率。同時，標識符標簽允許將設備IP地址與風力場內(nèi)特定的風力渦輪關聯(lián)。因此，可容易且可靠地確定設備屬于哪些風力渦輪。
此外，對于風力場網(wǎng)絡中的其它設備可重復包括步驟S301到304的以上過程。如圖5所示，對于設備1到設備n的每個設備可執(zhí)行該過程。結(jié)果，完整風力場網(wǎng)絡的配置可在數(shù)小時而不是數(shù)周內(nèi)完成。此外，可從控制中心遠程控制網(wǎng)絡建立，在控制中心技術專家可使用該建立過程。而且，可以容易地確定哪些設備是相同風力渦輪的部件，因為設備的IP地址與風力場中的各風力渦輪關聯(lián)。
圖4是根據(jù)上述配置過程的特定實施方式的配置過程的流程圖。其中，利用DHCP和DCHP服務器來將IP地址動態(tài)分配給設備(S401)。在第二步驟中，從設備接收風力渦輪的編號(S402)并且借助該風力渦輪編號來識別風力渦輪(S403)。最后，設備的IP地址與所識別的風力渦輪關聯(lián)。當然，對于連接到風力場網(wǎng)絡的其它設備可重復該過程。
接著，參考圖6描述本發(fā)明的另一方面的建立過程，圖6示出了該建立過程的流程圖。在根據(jù)本發(fā)明的配置過程中，IP地址首先被自動分配給與風力場網(wǎng)絡連接的設備，例如交換機210(步驟S601)。這可以靜態(tài)或動態(tài)地完成，但是自動完成的。在建立過程的下一個步驟中，確定風力場網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲(步驟S602)。因此，發(fā)現(xiàn)連接到風力場LAN的設備之間的鏈路的結(jié)構(gòu)。在下一個步驟中，在風力場網(wǎng)絡中識別子網(wǎng)(S603)。典型地，子網(wǎng)對應于以上參考圖2所述的風力渦輪。但是，其它子網(wǎng)也可包括在風力場網(wǎng)絡中，比如中心風力場控制單元的子網(wǎng)。接下來，從子網(wǎng)接收標識符標簽(S604)。典型地，標識符標簽包括對應于子網(wǎng)的風力渦輪的名稱和/或編號。在接收標識符標簽之后，子網(wǎng)所在的風力渦輪可根據(jù)該標識符標簽來確定。最后，子網(wǎng)內(nèi)的設備IP地址可與風力場內(nèi)特定的風力渦輪關聯(lián)(S605)。因此，在風力場中手工分配IP地址給設備的建立過程可以自動化。因此，完整風力場網(wǎng)絡的配置可在數(shù)小時而不是數(shù)周內(nèi)完成，并可降低故障率。此外，可從控制中心遠程控制網(wǎng)絡建立，在控制中心技術專家可使用該建立過程。而且，可以容易地確定哪些設備是相同風力渦輪的部件。最后，自動確定完整風力場網(wǎng)絡拓撲，以便自動檢測故障位置或替換的部件。
圖7是根據(jù)上述建立過程的特定實施方式的建立過程的流程圖。其中，利用DHCP將IP地址動態(tài)地分配給風力場網(wǎng)絡內(nèi)的設備(步驟S701)。這還在圖9中示出，其中DCHP服務器動態(tài)地分配IP地址給設備。但是，從圖9中可看出，網(wǎng)絡拓撲在該階段不知道。在建立過程的下一個步驟中，利用鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議LLDP來自動確定風力場網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲(步驟S702)。
鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議LLDP是廠商中立的2層協(xié)議，該協(xié)議允許網(wǎng)絡設備發(fā)送自身有關的信息到它的鄰居并從它的鄰居接收這樣的信息。所接收的信息可存儲在LLDP管理信息庫(LLDP MIB)。網(wǎng)絡管理站(NMS)可經(jīng)由SNMP(簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)來訪問存儲在LLDP MIB中的信息。2005年5月，LLDP正式被批準為IEEE標準802.1AB-2005。LLDP包的結(jié)構(gòu)在圖11中示出。LLDP包起始于首部，首部包含IEEE目的地MAC地址、源MAC地址和LLDP以太類型(Ethertype)，之后是LLDP數(shù)據(jù)單元。LLDP DU包含以類型長度值(TLV)格式編碼的信息塊。必備信息包括設備的機箱ID、設備的端口ID、使用期限、和END塊。在使用期限塊和END塊之間可提供若干可選塊TLV 1到TLV n?？蛇x塊TLV1到TLV n可包括附加的用戶定義信息，例如風力渦輪名稱和/或編號。
發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲的步驟S702還在圖10中示出。其中，可看到LLDP服務器一般與步驟S701的DHCP服務器相同，LLDP服務器開始發(fā)現(xiàn)它的鄰居并且它的每個鄰居發(fā)現(xiàn)其各自的鄰居。因此，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡拓撲。在下一個步驟中，識別了風力渦輪子網(wǎng)，因為根據(jù)LLDP信息識別了風力渦輪交換機(步驟S703)，其中從交換機接收了風力渦輪編號(步驟S704)。典型地，包括交換機的特定風力渦輪的風力渦輪編號包括在一個或多個可選TLV中，即在LLDP DU的TLV 1到TLV n中。因為每個交換機唯一地對應于特定渦輪，所以子網(wǎng)下游的交換機可與該特定的風力渦輪關聯(lián)。因此，在該特定的風力渦輪的子網(wǎng)中包含的設備的IP地址也可與識別的渦輪關聯(lián)(步驟S705)。
圖8是根據(jù)上述建立過程的可替換實施方式的建立過程的流程圖。其中，利用DHCP動態(tài)分配IP地址(步驟S801)，利用LLDP發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲(步驟S802)和通過識別渦輪交換機來識別風力渦輪子網(wǎng)(步驟S803)的步驟基本上與前述的步驟相同。與前述建立過程的不同在于，在本實施方式中，LLDP DU不包含對風力渦輪編號的引用。但是，風力渦輪交換機的設備編號，例如機箱ID被接收在LLDP包中(步驟S804)。接著，從數(shù)據(jù)庫中讀取對應于交換機設備編號的標識符標簽(步驟S805)。根據(jù)該標識符標簽，包括交換機的風力渦輪可被可靠地識別(步驟S806)。因此，子網(wǎng)中對應于交換機的設備IP地址可與所識別的風力渦輪關聯(lián)。
圖12示出適于執(zhí)行上述過程的風力場網(wǎng)絡。特別地，數(shù)據(jù)庫120連接到LLDP服務器110。數(shù)據(jù)庫120包含信息，該信息將連接到風力場網(wǎng)絡的設備的設備編號關聯(lián)到包括該設備的特定風力渦輪。當LLDP服務器110在LLDP包中接收設備編號，例如機箱ID時，它從數(shù)據(jù)庫讀取對應于設備編號的標識符標簽。在該標識符標簽的基礎上，包括設備的風力渦輪被可靠識別。因此，在子網(wǎng)中對應于交換機的設備的IP地址可與所識別的風力渦輪關聯(lián)。應當理解，在本發(fā)明的上下中，在風力渦輪中和風力場網(wǎng)絡中使用的設備一般適用于DHCP和LLDP。
盡管在上述不同的實施方式中，通過識別風力渦輪交換機來識別子網(wǎng)，但應當理解，風力渦輪子網(wǎng)可替換地或附加地經(jīng)由安裝在風力渦輪中的另一個設備來識別。特別地，可通過識別風力渦輪控制器來識別子網(wǎng)。在該情況下，風力渦輪控制器可包括存儲卡，在該存儲卡上存儲有渦輪的標識符標簽。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一個或多個額外的用于發(fā)送標識符標簽的網(wǎng)絡設備可被安裝在每個風力渦輪中。
所寫的說明書使用了例子來公開本發(fā)明，包括了最優(yōu)模式，還使本領域技術人員能夠利用本發(fā)明。盡管本發(fā)明已經(jīng)按照各種特定實施例來描述，但是本領域技術人員將認識到，本發(fā)明可在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)作出修改。尤其，上述實施例的非互斥特征可彼此結(jié)合。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求定義，且可包括對本領域技術人員可出現(xiàn)的其它例子。這些其它例子也在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，如果它們具有不同于權(quán)利要求文字語言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果它們包括等效的結(jié)構(gòu)元素，這些等效的結(jié)構(gòu)元素與權(quán)利要求文字語言無實質(zhì)上的差別。
零件列表


權(quán)利要求
1.一種風力場網(wǎng)絡，包括標識符標簽發(fā)送設備(210，220，230)，其適于發(fā)送標識符標簽，以便連接到所述風力場網(wǎng)絡的設備的IP地址經(jīng)由所述標識符標簽唯一地與所述風力場中的特定風力渦輪(200)關聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的風力場網(wǎng)絡，其中標識符標簽發(fā)送設備是風力渦輪交換機(210)或風力渦輪控制器(220)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的風力場網(wǎng)絡，其中標識符標簽發(fā)送設備(210，220，230)包含數(shù)據(jù)庫(120)，該數(shù)據(jù)庫將連接到所述風力場網(wǎng)絡的設備的設備編號與包括所述設備的特定風力渦輪(200)關聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的風力場網(wǎng)絡，其中連接到所述風力場網(wǎng)絡的設備適用于DHCP和LLDP。
全文摘要
一種風力場網(wǎng)絡，包括標識符標簽發(fā)送設備(210，220，230)，其適于發(fā)送標識符標簽，以便連接到所述風力場網(wǎng)絡的設備的IP地址經(jīng)由所述標識符標簽唯一地與風力場中的特定風力渦輪(200)關聯(lián)。
文檔編號H04L29/06GK101064735SQ200710102388
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者A·里斯伯格, A·埃根古爾 申請人:通用電氣公司