[发明专利]SCADA系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散式控制与数据记录系统(SCADA系统)所述系统 安装在分散式的能源(DER)中，特别是风力涡轮机组(Windturbineneinheit) 中，和/或在分散式的能源(DER)处，特别是风力涡轮机组处分散地使用， 所述系统包括控制分散式的能源(DER)的控制单元，特别是涡轮控制单元； 存储操作数据和/或操作参数的数据库；以及与外部单元通过外部网络交换数 据和/或操作命令的网络通信接口。

背景技术

所述的SCADA系统通常与不同的分散式的能源(DER)一起使用。使 用这种SCADA系统的DER通常是太阳能设备、生物发电站或风能设备。

分散式的能源，特别是风力涡轮设备，始终作为能源供应系统中较重要 且较经济的能源。因此，分散式的能源遍布全世界。在DER企业中，一般 分为DER用户与DER的股东(Anteilsinhaber)。DER的股东主要是指工程 设计事务所，制造商和维护公司。

在上述的各方之间需要涉及DER运行的技术数据交换通信。所述的控 制和数据记录系统能够满足此目的。在盎格鲁撒克逊语中缩写语SCADA就 是指监测控制与数据采集(supervisory control and data aquisition)。上述各 方因利益使然，经常需要调用(abrufen)风力涡轮的操作数据，并对这些操 作数据以特殊的方式进行进一步的处理。例如，电力供应商调用风能设备实 际供应的电量进行费用的结算。工程设计事务所经常需要的则是与设备维护 相关的数据，例如运行持续的时间、运行的过程，或实时的运行参数。同时， 他还期望通过下达操作命令，从外部施加影响，来控制DER。由于上述各方 一般情况下并非居住在分散式的能源地，因此，可能需要远程数据查询或双 向数据交换。为了确保这种远程数据交换，所述的SCADA系统提供了网络 通信接口。

例如，美国专利文献US 7,013,202 B2公开了一种与风能设备相关的 SCADA系统。在该专利说明书中，公开了风电场(Windpark)中的每个单 独的风力涡轮都装有本地的涡轮控制装置、数据库以及涡轮控制与数据采集 单元，即所谓的TCS。每个风力涡轮通过TCS与风电场网络连接，其中风电 场网络使单独的风力涡轮与所谓的SCADA主系统连接。风电场网络为本地 网络。最终，通过SCADA主系统的网络接口实现与外部网络的连接。因此， 通过SCADA主系统最终可实现基于风力涡轮的公知SCADA系统与上述各 方之间的通讯。所以，采用与公知的SCADA系统相关的数据通信模块为主 从结构。该技术的缺陷在于：一旦SCADA主系统发生故障，就不能再与所 有的与其连接的从系统，即所有的与其连接的、基于风力涡轮的SCADA系 统进行连接。其次，SCADA主系统成本昂贵，其占风能设备购置成本的大 部分。再者，在多种风电场的情况下，当不同的风力涡轮机组平行操作时， 需要更多的、不同的SCADA数据库，由操作人员进行评估。因此，难以整 合操作人员的数据库与维护公司的数据库。另外，在此公开的SCADA系统 的实施方式中，SCADA供货商的数据库涉及风能设备的利益各方。因此， 灵活地适应风能设备各方的数据结构的变化几乎是不可能的。

现有技术中另一种公知的分散式SCADA系统为可编程逻辑控制器 (PLC)形式的存储器可编程控制器(SPS)。通过所述PLC，使不同的利 益相关者的人机接口与DER，特别是风能设备之间的直接通信成为可能。就 这点而言，如果上述的基于PLC的SCADA系统形成基于主从模块的架构， 则就不存在主系统的转接了。但是，基于PLC的直接通信的缺陷在于：PLC 只有采用厂商定制的协议，以及适配的、同样是厂商定制的设备才能实现。 因此，只有通过上述SCADA系统的、基于PLC的参数调整，才可能形成 DER相关利益者与SCADA系统之间非常窄的、厂商定制的对接。由此产生 的问题是：不可能灵活地适应客户需求和DER利益相关者的系统变化等。 以这种具有缺陷的方式很难满足利益相关者的要求，或需要很长地时间才能 满足。