[发明专利]控制包括数据处理器同步的风力发电系统的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制风力发电系统的方法和系统。

背景技术

风力发电系统监控、控制和调节数据往往在时域中相互关联。在近些年中，风力发电系统中执行的监控、控制和调节已经变得越来越复杂，并且因此增加了对数据通信中的数据处理速度、精度和可靠性的需求以及与数据的时间相关性有关的需求。因此，增加了对在风力发电系统的时域中的例如精度的需求。

发明内容

本发明涉及一种控制风力发电系统的方法，所述风力发电系统包括多个系统元件，所述风力发电系统包括在所述系统元件中分配的多个数据处理器，所述方法包括以下步骤：

使所述数据处理器中的至少一部分与从时间同步装置分配到所述数据处理器的至少一个基准信号同步，

使所述数据处理器与本地时钟产生电路相关联，

其中与所述数据处理器中的第一子集的数据处理器相关联的所述本地时钟产生电路具有高于或等于预定阈值的峰峰值追踪抖动，

其中与所述数据处理器中的第二子集的数据处理器相关联的所述本地时钟产生电路具有小于所述预定阈值的峰峰值追踪抖动，

至少部分地通过所述第一子集的数据处理器中的数据处理器来控制至少一个所述系统元件，其中所述第一子集的数据处理器中的所述数据处理器对与所述第一子集的数据处理器中的所述数据处理器相关联的本地时钟产生电路的抖动敏感，

至少部分地通过所述第二子集的数据处理器中的数据处理器来控制至少一个所述系统元件，所述第二子集的数据处理器中的所述数据处理器基于所述至少一个基准信号，同时对与所述第二子集的数据处理器中的所述数据处理器相关联的本地时钟产生电路的抖动敏感，

从而，利用所述第二子集的数据处理器来在风力发电系统中进行高精度控制。

因此，可以对风力发电系统的各个系统元件或风力发电系统中的部分系统元件进行高精度控制。基于多个数据处理器来控制风力发电站的诸如多个风力涡轮机和变电站等系统元件，根据本发明，这些数据处理器的子集是高精度数据处理器并且被同步到精确的时间基准。这能够使该数据处理器的子集的非常精确的控制成为可能，并由此还使各个风力涡轮机和变电站的一部分的非常精确的控制成为可能。这种高精度控制可以例如是各个风力涡轮机的功率输出的控制。因为风力发电站中的各个风力涡轮机和变电站的输出被控制为是精确的和同步的，所以中央场控制器(central park controller)可以控制风力发电站的总功率输出，并且因此如果发生与公用电网有关的故障，则风力发电站能够支持公用电网。

换言之，根据本发明，忽视不能够依照高精度控制指令的数据处理器，可以执行风力发电系统的高精度控制。

根据本发明，包括在风力发电系统中的系统元件可以例如被理解为风力发电站的元件或与风力发电站通信的元件。因此，系统元件可以例如是风力涡轮机、变电站、位于风力发电站内部或外部的控制器、用于在风力发电站内进行内部通信或用于风力发电站与外部通信单元通信的通信单元。

无论系统元件是传送数据、控制数据还是处理数据，系统元件都可以包括一个或多个数据处理器，并且根据系统元件的实现方式和各个任务在系统元件中分配数据处理器。

应该注意到，不是所有的系统元件都包括数据处理器，一个示例可以是仅包括温度测量单元或风测量单元的计量站。

在整个本说明书内，基准信号也可以被称为精确时间。基准信号或精确时间包括时域中的具有一定精度的时间的绝对表示或相对表示。因此，具有最少量抖动的高精度基准信号是精确的，这能够使多个数据处理器的内部时间与时域同步。

能够以多种方式测量相对于绝对时间、另一信号或输出时钟本身的抖动。第一种一般被称为绝对抖动或长期抖动，第二种被称为追踪抖动或输入-输出抖动，这时另一信号是基准信号。如果基准信号是完美周期性的以使得它没有抖动，则输出信号的绝对抖动和追踪抖动是相等的。相对于输出时钟的第三种测量经常被称为周期性抖动或相邻周期间抖动。相邻周期间抖动可以被测量为在单个时钟周期的时间段中或在若干时钟周期的宽度中(被称为周期与第N周期间的抖动)的时变偏差。

在权利要求中，抖动应被理解为“追踪抖动”，但是抖动的其它定义以及测量该抖动的相应方式显然也在本发明的范围内。允许的峰峰值抖动被理解为例如在时钟信号中的第一跳变与第二跳变之间测量的最大允许时间，因此，0.5微秒的峰峰值抖动也可以被称为由跳变的理想时间所测量的±0.25微秒的抖动。