專利名稱：用于風力渦輪發電機的基于事件的控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制系統，所述控制系統包括位于一個或者多個風力渦輪發電機 與電力電網之間的控制接口，其中所述風力渦輪發電機耦合到所述電力電網并且有助于所 述電網的功率生產。具體而言，本發明涉及一種控制所述一個或者多個風力渦輪發電機的 參數的控制系統、涉及一種控制來自所述一個或者多個風力渦輪發電機的功率輸出的方 法、涉及一種SCADA系統以及涉及一種計算機程序產品。
背景技術：
可以從多個不同的電力源類型提供大規模電力電網。通常，主要電力源是熱功率 發電機類型，例如基于煤炭、化石燃料或者核燃料的蒸汽輪機。然而，日益增加的是，風力發 電機有助于大規模電力電網的總體功率生產。對于電力電網的操作者來說，確保其電力電 網穩定以及可控的功率生產是首要的。由于風力渦輪發電機是隨著風力條件波動的相對不 穩定的電力源，所以必須將風力渦輪發電機正確地接口到電力電網以避免將不穩定性攜帶 到電網中，因為這種不穩定性能夠產生通過電力電網系統傳播的干擾。為此，風力的改變對 將風力生成的電力高度集成到電力電網提出了挑戰。與控制和監控風力發電機渦輪相結合，通常采用數據采集與監視控制(SCADA)系 統。還可以將SCADA系統稱為數據采集與監視命令系統。一方面配置SCADA系統以從其所 連接的風力渦輪發電機收集大量數據，并且另一方面配置SCADA系統以利用向其所連接的 風力渦輪發電機反饋控制參數和設置的控制例程控制該風力渦輪發電機，從而能夠確保穩 定和受控的電源。確保來自風力渦輪發電機的穩定并且可控制的功率生成的現有技術方案包括 使用氣象建模預測來自風力渦輪發電機的功率生產的變化。在公開的美國專利申請 2004/0207207中公開一種功率控制接口。公開一種使用通過監控來自風電場的風力渦輪發 電機的功率輸出以及功率傳輸線推導的數據的控制系統。基于系統建模算法，預測功率輸 出，并且通過在不穩定的時段中存儲或者釋放生成的功率來穩定功率生成。所述系統建模 算法基于氣象預測。然而，基于模型的方案面臨如下事實如果可能，例如基于氣象學的外 部影響以及例如基于電學的內部影響的組合系統極其復雜并且難以精確建模。本發明的發明人意識到，來自一個或者多個風力渦輪發電機的功率輸出的改善控 制是有利的，并且因此設計了本發明。

發明內容
本發明尋求提供一種處理在一個或者多個風力渦輪發電機的控制中使用的參數 的改善方式。具體而言，本發明的目的在于提供用于改善控制系統的行為并且從而改善來 自一個或者多個風力渦輪發電機的輸出的方法。優選地，本發明緩解、減輕或者消除了現有 技術的一個或者多個問題。根據本發明的第一方面，提供一種包括位于一個或者多個風力渦輪發電機的功率輸出與電力電網之間的控制接口的控制系統，所述控制接口包括_輸入單元，用于接收·事件數據的集合，所述事件數據的集合包括所述一個或者多個風力渦輪發電機 的一個或者多個參數；-事件分析器，用于提供 所述事件數據的集合的事件分析，所述事件分析基于至少一個預定的事件規則， 所述至少一個預定的事件規則包括至少一個預定義的事件條件以及自適應事件條件的集 合；以及·基于所述事件分析的事件輸出；以及-控制單元，用于根據所述事件輸出來控制所述事件數據的至少一個參數。本發明的發明人意識到，通過向控制系統輸入事件數據的集合并且根據條件規則 來分析這些數據，可以優化或者至少改善參數的控制并且從而優化或者至少改善風力渦輪 機的控制。根據至少一個預定的規則分析所述事件數據。所述預定的規則通常由系統的用戶 或者設計者設置。按照要實現的條件建立該規則。本發明的優點在于不需要將規則和事 件數據一起耦合到系統的建模中。由于考慮到能夠影響風力發電的例如氣象方面以及例如 瞬變現象的電網行為等的所有因素，對功率發電機-電網系統的建模是極其復雜并且不可 能解決的事情，因此這是有利的。在實施例中，可以使用多個預定義的規則，例如多于3個規則、多于5個規則、多于 10個規則、多于25個規則、多于50個規則、多于100個規則或者甚至幾百個規則。在實施例中，所述事件數據的集合包括多個不同的參數，例如多于3個參數、多于 5個參數、多于10個參數、多于25個參數、多于50個參數、多于100個參數或者甚至幾百個參數。事件分析器按照至少一個預定義的事件條件以及自適應事件條件的集合提供對 所述事件數據的集合的事件分析。所述預定的事件條件反映公知的條件，而所述自適應事 件條件反映根據所述事件數據的值的條件，不必知道這些數據值，并且在控制接口的操作 期間可以細化(改變)所述自適應條件。通過這種方式，可以通過公知的預定義條件以及在 操作期間改變的條件來定義事件。由于在操作之前不需要知道所述自適應條件的具體值， 因此這是有利的。所述控制接口控制事件數據的至少一個參數。所述參數可以是表示所述一個或者 多個風力渦輪發電機或者與由所述風力渦輪發電機產生的功率相關的風電場中的其它部 件的物理參數的參數。可以將所述參數稱為系統參數。典型的參數包括但并不局限于選擇 于下面的參數組中的參數每相的輸出電壓、每相的輸出電流、電網電壓與電流之間的相位 角、各相與電網頻率之間的相位角位移(displacement)，等等。在有利的實施例中，控制接口可通信地連接到SCADA系統或者至少部分地實現在 SCADA系統中。所有相關的事件數據通常可用于所述SCADA系統，而且通常結合控制一個或 者多個風力渦輪發電機的參數來使用SCADA系統。從而，本發明的實施例可以集成并且從 而更新現有系統，并且可以提供不需要對SCADA系統的主要再設計的新系統。在有利的實施例中，預定義的事件條件基于所述事件數據的選擇的參數的參數值的預定義變化。所述選擇的參數可以是由控制系統控制的參數。可以通過系統的用戶或者 設計者選擇或者設置所述選擇的參數以及預定義的變化的幅度。在有利的實施例中，所述自適應事件條件基于所述事件數據的參數的選擇集合的 參數值的集合。可以通過系統的用戶或者設計者選擇或者設置所述事件數據的參數的集
I=I O所述事件分析器分析所述事件數據的集合。在實施例中，所述分析可以是兩階段 過程。在第一階段中，根據由至少一個預定的事件規則設置的條件監控所述事件數據，并且 在第二階段中，在所述事件數據的集合的值滿足所述自適應事件條件的集合時初始化實質 事件分析。通過基于所述自適應事件條件初始化事件分析，可以確保所述事件分析并且從 而獨立于所述預定的事件條件進行所述參數的控制。例如，在所述事件數據表示由預定義 的事件條件定義的給定事件在事件本身發生之前的情況中，控制接口可以確保系統為該事 件做好準備。即，所述控制接口可以預測事件的發生，或者至少提供事件發生的概率。為此， 可以將控制接口稱為預測控制接口或者預測事件控制器。在示例性實施例中，自適應事件條件的集合中的每一個事件條件包括自適應評估 權重。所述評估權重可以反映相應的自適應事件條件的相關性，使得低權重反映低重要性 的條件，而高權重反映高重要性的條件。在實施例中，可以將多于一個的評估權重相關聯到 所述自適應事件條件的每一個或者一些。在示例性實施例中，在滿足至少一個預定義的事件條件時，根據修改算法來修改 所述自適應事件條件的集合。可以使用不同類型的修改算法。可以通過修改評估權重進行 修改。在示例性實施例中，事件分析的事件輸出可以基于不同類型的分析或者甚至組合 不同類型的分析。所述事件輸出可以基于至少一個但是通常是多個模糊規則，所述事件輸 出可以基于神經網絡，和/或所述事件輸出可以基于統計分析。模糊邏輯和神經網絡是基 于條件數據預測事件的非常強大的工具。然而，利用模糊邏輯和神經網絡難于理解決策的 潛在基礎。因此，至少對于一些系統，因此可以期望事件分析基于統計分析。在示例性實施例中，可以基于P控制器、PI控制器或者PID控制器的調節參數的 設置來控制所述事件數據的至少一個參數。P、PI和PID控制器是極其通用并且廣泛使用 的控制器。這種控制器的一個優點是能夠非常簡單地實現。然而，這種控制器的問題在于， 在設置點或者目標值改變時，這種控制器易于不穩定。在本發明的有利實施例中，所述事件 分析的結果是確定或者設置在P、PI或者PID控制器中使用的調節參數。根據本發明的第二方面，提供一種用于對一個或者多個風力渦輪發電機到電力電 網的功率輸出進行控制的方法，所述方法包括-接收事件數據的集合，所述事件數據的集合包括所述一個或者多個風力渦輪發 電機的一個或者多個參數-分析所述事件數據的集合，以提供·事件分析，所述事件分析基于至少一個預定的事件規則，所述至少一個預定的事 件規則包括至少一個預定義的事件條件和自適應事件條件的集合；以及·基于所述事件分析的事件輸出；以及-根據所述事件輸出來控制所述事件數據的至少一個參數。
在本發明的第三和第四方面，根據第二方面的方法可以實現在SCADA系統中或者 具有指令集合的計算機程序產品中，當在計算機上使用時，所述指令集合使所述計算機執 行第二方面的方法。所述計算機程序產品可以結合可編程的SCADA系統使用。通常，可以將本發明的單獨方面分別與任意其它方面組合。通過下面參照所描述 的實施例的說明，本發明的這些和其它方面將變得顯而易見。


現在將參照附圖描述僅作為示例的本發明實施例，其中圖1示意性示出了包括位于一個或者多個風力渦輪發電機的功率輸出與電力電 網之間的控制接口的控制系統；圖2示出了輸入到事件控制器中或者由所述事件控制器監控的事件數據的集合 的示例；圖3示出了應用模糊邏輯的示例性實施例的示意圖；圖4示意性示出了用于控制事件數據的參數的PI控制器形式的控制元件的實現； 以及圖5示出了根據本發明實施例的流程圖。
具體實施例方式下面描述根據本發明的控制系統的實施例。在所描述的實施例中，結合數據采集 與監視控制(SCADA)系統實現所述控制系統。然而應該理解，控制系統并不局限于SCADA 系統實現，而是可以結合任意類型的來自一個或者多個風力渦輪發電機的功率輸出與電力 電網之間的控制系統來實現。圖1示意性示出了本發明實施例的元件。該圖示意性示出了位于一個或者多個風 力渦輪發電機3的功率輸出2與電力電網4之間的控制接口 1。所述一個或者多個風力渦 輪發電機3可以是包括多個渦輪的風電場的形式。電力電網4可以是任何類型的電網，例 如用于向居住區、工業區等等分配電力的典型的大規模電網。通過SCADA系統5和事件控制器6示意性示出了控制接口。由于整個SCADA系統 不必形成該接口的一部分，因此這只是出于說明目的。實際上，在實施例中，SCADA系統可 以可通信地連接到控制接口或者控制接口可以部分地實現在SCADA系統中。因而，在實施 例中，根據本發明的控制接口可以實現在單個模塊或者元件中，或者可以實現或者分布在 多個元件中。所述實現可以是純粹基于軟件的、純粹基于硬件的或者是組合的軟件-硬件 方案。在所示出的實施例中，事件控制器6實現SCADA系統的附加功能以到達根據本發明 實施例的控制接口。控制接口 1包括用于接收事件數據的集合的輸入單元7。將所述輸入單元示出為 事件控制器6的輸入元件。通常，輸入可以是接收代表事件數據的數據或者信號的任何形 式。將事件數據輸入到事件分析器8中，事件分析器8用于分析該事件數據并且基于所述 事件分析來提供事件輸出。將所述事件輸出輸入到控制單元9中，控制單元9用于根據所 述事件輸出來控制參數。可以從SCADA系統接收12或者訪問事件數據。將所述事件輸出輸入14到所述SCADA系統中，所述SCADA系統根據所述事件輸出而輸出控制信號15。將所 述控制信號15提供給風力渦輪發電機，例如通過向風力渦輪發電機的各控制器和/或例如 補償設備(例如帽排(cap bank)、靜止同步補償器、SVC等等)的風電場的其它部件提供控 制信號，通過向控制單獨的風力渦輪發電機的中央控制單元提供控制信號。在實施例中，就參數的穩定性而言，控制接口控制事件數據的至少一個參數。所述 參數可以是由SCADA系統控制或者監控的任意參數。由SCADA系統控制的典型參數包括但 并不限于下面的參數每相的輸出電壓、每相的輸出電流、電網電壓與電流之間的相位角、 各相與電網頻率之間的相位角位移，等等。典型地，在輸出位置10處測量參數并且將參數 輸入11到SCADA系統中。一個或者多個參數形成被稱為事件數據的集合的數據集合的一部分。所述事件數 據的集合可以包括大量的數據，包括但并不限于下面數據組中的數據表示提供給電力電 網的電流的數據、表示提供給電力電網的電壓的數據、表示在一個或者多個風力渦輪發電 機處的風速的參數、時間數據、表示有功功率的數據、表示無功功率的數據、表示總功率的 數據、氣象數據、表示無功功率的數據、表示電網頻率的數據、表示相位的數據、起作用的風 力渦輪發電機的數量、表示電力電網上的狀態的數據、參數的目標水平、來自例如位于不同 地理位置處的一個或者多個數據采集與監視控制(SCADA)系統的控制數據。通常，所述事件數據可以包括從SCADA系統獲得的任意數據，并且可以將事件控 制器設置成從SCADA系統接收事件數據的集合的至少一部分并且通常是全部。所述SCADA 系統可以從輸出位置10以及從風電場13等接收數據。在公知的SCADA系統中，使用多個PI控制器來穩定一個或者多個風力渦輪機的多 個參數，從而穩定來自所述風力渦輪機的輸出。所述PI控制器可以例如控制無功功率Q。 控制器監控所測量的無功功率Qmeas并且將其與設置點或者無功功率的目標值Q*進行比較。 基于所述比較確定輸出Q。ut。如本領域中公知的，PI控制器通過應用調節參數的集合進行 操作。在實施例中，也可以應用P控制器或者PID控制器。如本領域中公知的，P、PI和PID 控制器的穩定性高度取決于在控制環路中使用的調節參數。而且，對于給定的設置點穩定 的調節參數不必對于另一設置點也穩定。例如，如果出于一個或者另一原因，電網的電壓突 然下降或者電網的短路阻抗改變為非常不同的值，則控制器調節參數可能沒有針對該新的 環境條件進行優化，并且如果不改變(adapt)調節參數，則輸出易于不穩定或者過調。可以提前知道相關設置點的相關調節參數，可以按照適當的方式存儲這種調節參 數，例如通過使用表。問題并不在于改變調節參數，而是要知道何時應用相關的調節參數。本發明的實施例提供一種解決該問題的方案。就基于規則的分析而言，事件控制器監控事件數據的集合。在實施例中，基于規則 的分析并不意味著電網或者風電場等的操作的任何建模。所述規則基于至少一個預定義的事件條件以及自適應事件條件的集合。通過控制接口的用戶或者設計者建立所述預定義的事件條件。預定義的事件條件 的示例包括但并不限于參數值的變化的條件。例如，預定義的事件條件可以是所測量的輸 出電壓在5%到15%范圍內的下降。在通常實施例中，可以將由SCADA系統控制的任何參 數的下降或者增加設置作為預定義的事件條件。在實施例中，自適應事件條件的集合是與 預定義的事件條件相關聯的事件數據的測量參數值。在圖2中提供了一個示例。
通常，系統的用戶或者設計者決定要使用哪一個數據作為事件數據。理論上，可以 使用可用于控制接口的所有事件數據，然而也可以選擇子集。在圖2中，將事件數據的集合20輸入到事件控制器中或者由所述事件控制器進行 監控。在圖2的實施例中，事件數據的集合包括測量的電流Im、測量的電壓Vm、在風電場中 的特定位置測量的風速Sw、時間數據t，有功功率P，無功功率Q以及電網頻率f。作為示例，可以將預定義的事件規則定義為預定義的事件Vm下降在5 %和15 %之間在滿足預定義的事件條件時，則自適應事件條件是例如表示為tfulfil的事件數據 的值，例如自適應事件條件Al = Im(t = tfulfil)A2 = vs(t = tfulfil)A3 = t (t = tfulfil)A4 = P (t = tfulfil)A5 = Q(t = tfulfil)A6 = f (t = tfulfil)然而，通常，在直到滿足預定義的事件條件的時間點的時間段22中，自適應事件 條件的集合基于事件數據的集合的值。例如，特定的自適應事件條件可以是在直到實現預 定義的事件條件的時間段中測量的值的平均值。該時間段對于不同的數據可以不同。例 如，諸如電流、電壓、功率以及頻率這種數據的時間段可能不需要太久，例如幾秒鐘，而諸如 風速的數據的時間段則可能需要更長，例如30分鐘或者幾個小時。本質上，對于諸如以時 間、一周中的天、月等為例的時間數據的數據，不取平均值。圖2中通過測量電壓的下降21示出了預定義的事件條件。在滿足預定義的事件條件的第一時刻，設置自適應事件條件。在實施例中，自適應 事件條件的集合中的每一個事件條件包括自適應評估權重。在預定義的事件條件的所述第 一時刻，可以將評估權重設置為1(100% )在實施例中，在滿足預定義的事件條件的每一時刻，可以自適應修改該自適應事 件條件的集合。在滿足預定義的事件條件的下一時刻，修改該自適應事件條件。在實施例中，對所 存儲的自適應事件條件以及新獲得或者測量的自適應事件條件進行比較。例如，在滿足預定義的事件條件Vm下降在5%和15%之間，的每一時亥lj，修改自 適應評估權重預定義的事件Vm下降在5 %和15 %之間自適應事件條件 在η個事件之后，規則可以是在Im= 20Α，時刻是7:50并且頻率是50Hz時，存在 電壓將下降5%到15%的范圍的大概率。在實施例中，η個事件之后的規則是在Im處于19Α到21Α的范圍中，時刻在7:45 和7:55之間并且頻率是50Hz時，存在電壓將下降5%到15%的范圍的大概率。在實施例中，在將規則應用到事件分析中時，可以設置關于事件的數量η的標準。 可選地，可以設置關于連續事件之間的權重穩定性的標準。也可以設置其它標準。事件分析器分析事件數據，并且在事件數據的集合的值滿足自適應事件條件的集 合時，初始化事件分析以提供事件輸出。在通過PI控制器控制參數的實施例中，事件輸出 可以是根據電壓降設置PI調節參數，從而避免輸出電壓的不穩定性，或者至少消除這種不 穩定性。因而，可以知道結合5%和15%之間的電壓降使用哪一個調節參數。然而，這些調 節參數可能與結合20%和25%之間的電壓降使用的調節參數不同。根據事件規則，可以甚至在事件發生之前確定或者預測給定的事件即將發生，并 且區分具有重疊的預定義的事件條件的不同事件。例如通過應用上述規則在Im = 20Α,時刻是7:50并且頻率是50Hz時，將P和I 調節參數設置為針對目標電壓的85%到95%范圍中的電壓優化的值，并且將這些調節參數保持15分鐘。可以根據修改算法進行自適應事件條件的修改，例如以改變自適應評估權重的形 式。可以利用不同類型的修改算法，例如該修改算法可以基于模糊邏輯、基于神經網 絡、基于統計分析或者其它方式。圖3示出了應用模糊邏輯以提供事件輸出的事件分析器的示例性實施例的示意 圖。將事件數據的集合20輸入到事件分析器30中，并且如結合圖2所述，事件數據已 經指定了六個自適應事件條件(Al到A6，31)。可以通過統計評估測量的值(Iffm，32)來分析事件數據的集合以獲得統計權重 (wi*"w6，33)，例如利用校正曲線。通過由附圖標記32指出的曲線在圖3中示意性示出了校 正曲線。在校正曲線中，可以根據使測量的值與該測量的值表示事件的概率相關的函數獲 得統計權重。因而，對于上面定義的事件(Vm下降5%和15%之間)，W1代表基于先前事件 的概率，測量的值Im表示所述事件，對于W2到W6同樣如此。將權重0V"W6，33)輸入到模糊分析器301中，該模糊分析器301例如利用諸如成 員函數形式的至少一個模糊規則操作。可以例如按照下面建立成員函數對于每一個權重， 測量的值表示事件的低概率34，測量的值表示事件的中等概率35，并且測量的值表示事件 的大概率36。基于該成員函數，指定每一個權重為該成員函數的隸屬度。將隸屬度輸入37到包括模糊規則的集合的模糊規則引擎(fuzzy rules engine) 38中以向事件數據指定總體模糊標簽(fuzzy label)。模糊標簽的示例可以例如是事件數據表示事件的大概率，事件數據表示事件的 中等概率以及事件數據表示事件的低概率。將模糊標簽輸入39到去模糊引擎(defuzzy engine) 300，該去模糊引擎300基于 模糊標簽確定例如具體設置的事件輸出302以控制參數，例如通過根據模糊標簽設置PI調 節參數。例如，如果模糊標簽等于事件的大概率，則將調節參數設置為下面的值，如果模糊 標簽等于事件的中等概率，則將調節參數設置為其它值，等等。在利用神經網絡的實施例中，可以實現神經網絡以訓練事件控制器，例如通過訓 練上述的模糊分析器，以確定優選規則。可以基于大量案例訓練這樣的神經網絡，或者隨著 事件數量的增加，該神經網絡可以訓練自身。在利用統計分析的實施例中，進行統計計算，例如在增加的η處的值的平均偏差， 并且該規則基于具有在增加的η處觀察的小偏差的數據。圖4示意性示出了用于控制事件數據的參數的元件的實現。在SCADA系統中，可以存在用于控制多個參數的多個控制環路，在圖4中，示出了 用于無功功率Q、電壓V以及相移cos Φ的PI控制器40-42。每一個PI控制器接收或者存 儲目標值(標記為*的值)和測量值(下標m)。目標值通常是用于保持輸出水平的恒定值 或者是用于使輸出水平向上或者向下傾斜的斜坡值。PI控制器輸出輸出設置(標記為’的 值)。應該理解，即使在圖4中假設的是PI控制器，但是這只是用于簡化說明，也可以使用 P和PID控制器以及類似的控制器。在實施例中，按照設置44PI控制器的調節參數來控制參數。在該實施例中，除控制接口 43指定了在其控制環路中使用的調節參數之外，PI控制器正常操作。在實施例中，代替控制PI調節參數或者除了控制PI調節參數，按照校正信號來控 制該參數。在該實施例中，PI控制器正常操作，然而按照由控制接口指定的校正信號來修 改45輸出值。將輸出信號輸入到控制模塊46，控制模塊46用于將相關信號提供到風力渦輪發 電機或者提供到用于控制或者操作該風力渦輪發電機的相關設備。圖5示出了根據本發明實施例的流程圖。接收50事件數據，例如通過如圖2中示意性示出的臨時監控數據。按照將事件數據與至少一個事件規則進行比較52來分析51該事件數據，該事件 規則基于至少一個預定義的事件條件53和自適應事件條件的集合54。提供事件輸出52并且如果該事件輸出實現由事件規則建立的標準，則根據該事 件輸出控制55參數。在實施例中，在已經滿足預定義的事件條件時，可以改變56該自適應事件條件。在實施例中，控制接口不僅考慮來自單個風電場的事件數據，而且還控制來自可 操作地連接到其它分離風電場的其它SCADA系統的控制數據。即，事件數據包括來自分離 位置的SCADA系統的控制數據。風電場在地理位置上分離，但是耦合到相同的電力電網。在 這種系統中，分離的地理位置中的功率生產能夠彼此影響。在這種實施例中，可以操作控制 接口以控制或者穩定耦合的風電場的參數，例如為了確保風電場的總體穩定的功率生產。通常，本發明可以利用硬件、軟件、固件或者這些的任意組合實現。本發明或者本 發明的一些特征也可以實現為在一個或者多個數據處理器和/或數字信號處理器上運行 的軟件。本發明實施例的單獨元件可以在物理上、功能上以及邏輯上按照任何適合的方式 實現在單個單元中、實現在多個單元中或者作為單獨的功能單元的一部分。本發明可以實 現在單個單元中、或者在物理上和功能上分布在不同的單元和處理器之間。盡管已經結合具體實施例描述了本發明，但是本發明不應該被理解為以任何方式 局限于所提供的示例。本發明的范圍由所附的權利要求限定。在權利要求的上下文中，術語 “包括”或者“包含”不排除其它可能的元件或者步驟。而且，諸如“一”或者“一個”等的引 述也不應該被理解為排除多個。權利要求中關于在附圖中表示的元件的附圖標記的使用也 不應該被理解為限制本發明的范圍。而且，可以有利地組合不同權利要求中提及的單獨特 征，并且在不同權利要求中對這些特征的提及并不排除特征的組合不是可能并且有利的。
權利要求
一種控制系統，所述控制系統包括位于一個或者多個風力渦輪發電機的功率輸出與電力電網之間的控制接口，所述控制接口包括 輸入單元，用于接收·事件數據的集合，所述事件數據的集合包括所述一個或者多個風力渦輪發電機的一個或者多個參數； 事件分析器，用于提供·所述事件數據的集合的事件分析，所述事件分析基于至少一個預定的事件規則，所述至少一個預定的事件規則包括至少一個預定義的事件條件以及自適應事件條件的集合；以及·基于所述事件分析的事件輸出；以及 控制單元，用于根據所述事件輸出來控制所述事件數據的至少一個參數。
2.根據權利要求1所述的控制系統，其中，所述控制接口可通信地連接到數據采集與 監視控制(SCADA)系統，并且其中將所述控制接口設置成從所述SCADA系統接收所述 事件 數據的集合的至少一部分。
3.根據權利要求1所述的控制系統，其中，所述控制接口被至少部分地實現在數據采 集與監視控制(SCADA)系統中。
4.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述事件數據還包括從下 面的數據組中選擇的數據，所述數據組包括表示提供給所述電力電網的電流的數據、表 示提供給所述電力電網的電壓的數據、表示在所述一個或者多個風力渦輪發電機處的風速 的參數、時間數據、表示有功功率的數據、表示無功功率的數據、表示總功率的數據、氣象數 據、表示無功功率的數據、表示電網頻率的數據、表示至少一相的數據、表示所述電網的狀 態的數據、起作用的風力渦輪發電機的數量、參數的目標水平、來自數據采集與監視控制 (SCADA)系統的控制數據。
5.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述預定義的事件條件基 于所述事件數據的選擇的參數的參數值的預定義的變化。
6.根據權利要求5所述的控制系統，其中，所述選擇的參數是從下面的參數組中選擇 的參數，所述參數組包括每相的輸出電壓、每相的輸出電流、電網電壓與電流之間的相位 角、各相與電網頻率之間的相位角位移。
7.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述自適應事件條件基于 所述事件數據的參數的選擇集合的參數值的集合。
8.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述自適應事件條件的集 合基于在直到滿足至少一個所述預定義的事件條件的時間點的時間段中的所述事件數據 的集合的所述值的子集。
9.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，在所述事件數據的集合的 所述值滿足所述自適應事件條件的集合時，初始化所述事件分析。
10.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述自適應事件條件的集 合中的每一個事件條件包括自適應評估權重。
11.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，在滿足所述至少一個預定 義的事件條件時，根據修改算法來修改所述自適應事件條件的集合。
12.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述事件輸出基于至少一 個模糊規則。
13.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述事件輸出基于神經網
14.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，所述事件輸出基于統計分析。
15.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，基于對P控制器、PI控制 器或者PID控制器的調節參數的設置來控制所述事件數據的至少一個參數。
16.根據前述權利要求中的任意一項所述的控制系統，其中，根據校正信號來控制所述 事件數據的所述至少一個參數。
17.一種用于對一個或者多個風力渦輪發電機到電力電網的功率輸出進行控制的方 法，所述方法包括_接收事件數據的集合，所述事件數據的集合包括所述一個或者多個風力渦輪發電機 的一個或者多個參數-分析所述事件數據的集合，以提供 事件分析，所述事件分析基于至少一個預定的事件規則，所述至少一個預定的事件規 則包括至少一個預定義的事件條件和自適應事件條件的集合；以及 基于所述事件分析的事件輸出；以及-根據所述事件輸出來控制所述事件數據的至少一個參數。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述事件數據還包括從下面的數據組中選擇 的數據，所述數據組包括表示提供給所述電力電網的電流的數據、表示提供給所述電力電 網的電壓的數據、表示在所述一個或者多個風力渦輪發電機處的風速的參數、時間數據、表 示有功功率的數據、表示無功功率的數據、表示總功率的數據、氣象數據、表示無功功率的 數據、表示電網頻率的數據、表示至少一相的數據、表示所述電網的狀態的數據、起作用的 風力渦輪發電機的數量、參數的目標水平、來自數據采集與監視控制(SCADA)系統的控制 數據。
19.根據權利要求18所述的方法，其中，所述預定義的事件條件基于所述事件數據的 選擇的參數的參數值的預定義的變化。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，所述選擇的參數是從下面的參數組中選擇的 參數，所述參數組包括每相的輸出電壓、每相的輸出電流、電網電壓與電流之間的相位角、 各相與電網頻率之間的相位角位移。
21.根據權利要求17-20中的任意一項所述的方法，其中，所述自適應事件條件基于所 述事件數據的參數的選擇集合的參數值的集合。
22.根據權利要求17-21中的任意一項所述的方法，其中，所述自適應事件條件的集合 基于在直到滿足所述至少一個預定義的事件條件的時間點的時間段中的所述事件數據的 集合的所述值的子集。
23.根據權利要求17-22中的任意一項所述的方法，其中，在所述事件數據的集合的所 述值滿足所述自適應事件條件的集合時，初始化所述事件分析。
24.根據權利要求17-23中的任意一項所述的方法，其中，所述自適應事件條件的集合中的每一個事件條件包括自適應評估權重。
25.根據權利要求17-24中的任意一項所述的方法，其中，在滿足所述至少一個預定義 的事件條件時，根據修改算法來修改所述自適應事件條件的集合。
26.根據權利要求17-25中的任意一項所述的方法，其中，所述事件輸出基于至少一個 模糊規則。
27.根據權利要求17-26中的任意一項所述的方法，其中，所述事件輸出基于神經網
28.根據權利要求17-27中的任意一項所述的方法，其中，所述事件輸出基于統計分析。
29.一種數據采集與監視控制(SCADA)系統，所述數據采集與監視控制系統被設置成 根據權利要求17所述的方法來運行。
30.一種具有指令集合的計算機程序產品，當在計算機上使用時，所述指令集合使所述 計算機執行根據權利要求17所述的方法。
全文摘要
本發明涉及包括位于一個或者多個風力渦輪發電機與電力電網之間的控制接口的控制系統，其中，所述風力渦輪發電機耦合到所述電力電網并且有助于所述電網的功率生產。設置所述控制接口以接收事件數據的集合。在實施例中，所述事件數據的集合可以是適用于SCADA系統的任意數據。根據包括至少一個預定義的事件條件以及自適應事件條件的集合的預定的事件規則分析所述事件數據的集合。基于所述分析，提供事件輸出以控制所述一個或者多個風力渦輪發電機的參數。在實施例中，所述控制系統可以在SCADA系統中實現或者結合SCADA系統實現，并且，所述事件輸出可以基于模糊邏輯、神經網絡或者統計分析。
文檔編號H02J3/24GK101919134SQ200880125125
公開日2010年12月15日 申請日期2008年12月19日 優先權日2007年12月19日
發明者J·馬丁內斯加西亞 申請人:維斯塔斯風力系統集團公司