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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenerfassung von einer Mehrzahl von Windenergieanlagen, die jeweils Sensoren zur Erfassung von Betriebsdaten sowie eine Datenerfassungseinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle umfasst, wobei mittels einer entfernt angeordneten übergeordneten Instanz eine Datenerfassung für teilnehmende Windenergieanlagen kontrolliert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Anordnung sowie Computerprogrammprodukt.
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Moderne Windenergieanlagen verfügen über eine Vielzahl von Sensoren und anderen Einheiten zur Gewinnung von Mess- und Betriebsdaten, die von der Betriebssteuerung der Windenergieanlage verwendet werden. Viele dieser Daten werden nicht nur für den unmittelbaren Betrieb der Windenergieanlage selbst verwendet, sondern auch an übergeordnete Einheiten wie einen Parkmaster eines Windparks oder eine Leitstelle des Übertragungsnetzes bzw. zum Service-Provider/Hersteller übermittelt. Letztere Art der Übermittlung betriebsrelevanter Daten ist auch unter der Bezeichnung SCADA bekannt.
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Für eine Auswertung der Daten ist eine hohe Datenqualität erforderlich, was in der Regel die Erfassung und Übertragung möglichst vieler Daten bedingt. Dies gilt umso mehr für die immer größere Bedeutung gewinnende Abschöpfung und Verarbeitung großer Datenmengen (Big Data-Konzept). Um den großen Bedarf derartiger Konzepte an umfangreichen Daten hoher Qualität zu genügen, müssen eine Vielzahl von verschiedenen Daten mit hoher Auflösung übertragen werden, was enorme Datenmengen bedeutet. Es hat sich gezeigt, dass ein einfaches Hochskalieren der bisher verwendeten Datenübertragung meist nicht praktikabel ist, insbesondere wegen der Limitierung von Übertragungsbandbreiten, Rechen- sowie Speicherkapazitäten. Es hat sich auch gezeigt, dass oftmals bei eher neuartigen Fragestellungen die richtigen Daten fehlen, da sie nicht erhoben bzw. nicht übertragen wurden, häufig begründet allein schon durch mangelnde Übertragungskapazität.
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Es ist bekannt, Daten vor Ort an der Windenergieanlage bzw. im Windpark in hoher Qualität, d. h. mit hoher Auflösung, zu sammeln (
WO 2017/174084 A1 ). Die Daten werden jedoch nicht übertragen, sondern vor Ort in einem großen Datenspeicher im Windpark gesammelt. Erst bei Bedarf können von dort diejenigen Daten, an den ein spezielles Interesse besteht, bei Bedarf abgerufen und übertragen werden. Vorausgesetzt natürlich, dass die interessierenden Daten überhaupt gespeichert wurden. Dieses Konzept verursacht recht hohen Aufwand, da viele Daten gespeichert werden müssen, was entsprechend hohe Speicherkapazitäten verlangt. Außerdem kann auf die Daten bedingt durch das Konzept nur mit Verzögerung zugegriffen werden. Nachteilig an diesem Konzept sind also der sehr hohe erforderliche Aufwand und schwierige Zugriff, insbesondere verzögerter, auf interessierende Daten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zu schaffen, um umfangreiche feinaufgelöste Daten zielgerichtet zur Verfügung zu stellen.
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Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bei einem Verfahren zur Datenerfassung von einer Mehrzahl von Windenergieanlagen, die jeweils einen von einem Windrotor angetriebenen Generator, eine Betriebssteuerung zum Steuern des Betriebs der Windenergieanlage und Sensoren zur Erfassung von Betriebsdaten sowie eine Datenerfassungseinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle umfasst, und mit einer entfernt angeordneten übergeordneten Instanz, welche eine Datenerfassung für mindestens einen Teil der Mehrzahl von Windenergieanlagen (teilnehmende Windenergieanlagen) kontrolliert; wobei die übergeordnete Instanz zur Datenerfassung über eine Kommunikationsverbindung mit den teilnehmenden Windenergieanlagen verbunden ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Übermitteln eines Konfigurationsdatensatz an die teilnehmenden Windenergieanlagen, wobei der Konfigurationsdatensatz die zu erfassenden Betriebsdaten dynamisch bestimmt, ein Konfigurieren der Datenerfassungseinheit an den jeweiligen teilnehmenden Windenergieanlagen mittels des Konfigurationsdatensatzes, Erfassen und Übermitteln der Daten gemäß dem Konfigurationsdatensatz von den teilnehmenden Windenergieanlagen an mindestens einen entfernten Überwachungsnutzer.
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Zuerst seien einige verwendete Begriffe definiert:
- Unter einer „übergeordneten Instanz“ werden Kontrolleinheiten bzw. Kontrollstellen verstanden, die räumlich entfernt und hierarchisch übergeordnet vorgesehen sind. Dies können insbesondere die Leitstelle der Betriebsführerin, Netzkontrollstellen von Netzwerkbetreibern sein, Datencenter von Serviceprovidern oder von Herstellern, die den Betrieb der Windenergieanlage überwachen.
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Unter einem Überwachungsnutzer wird eine Nutzungsstelle verstanden, welche betriebsrelevante Daten von der Windenergieanlage abrufen und gegebenenfalls verarbeiten möchte. Hierbei kann es sich auch um solche Stellen handeln, die auch als „übergeordnete Instanz“ fungieren. Der Begriff ist aber nicht darauf beschränkt: interessierte Überwachungsnutzer können auch andere Stellen sein, beispielsweise Marktteilnehmer am Elektrizitätsmarkt, die Elektrizität vermarkten, andere beobachtende Teilnehmer bis hin zu Forschungs- und Entwicklungsgruppen, die sich für Betriebsdaten der Windenergieanlagen interessieren.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass mittels eines dynamisch zusammengestellten Datensatzes eine gezielte Erfassung nur der wirklich interessierenden Daten ermöglicht ist. Durch diese zielgerichtete Erfassung kann das unnötige Erfassen anderer Daten, die im konkreten Fall überhaupt nicht von Interesse sind, vermieden werden. Zum anderen können genau solche Daten, an denen besonderes Interesse besteht, mit hoher zeitlicher Auflösung verwendet werden, und andere, bei denen die zeitliche Auflösung sekundär ist, nicht. Im Ergebnis ergibt dies sowohl in Bezug auf Art und Umfang eine genau auf die jeweiligen Anforderungen maßgeschneiderte Datenerfassung und Übermittlung. Die Erfindung befreit sich somit von dem Ballast, den erfasste, aber im Ergebnis nicht benötigte Daten bzw. nicht in so hoher Auflösung benötigte Daten klassischerweise immer dargestellt haben. Die Erfindung hat erkannt, dass der Schlüssel zu einer solchen ballastarmen bzw. ballastfreien Erfassung und Ermittlung der Daten darin liegt, die Datenerfassung an den Windenergieanlagen fernkonfigurierbar durchzuführen. Es werden gezielt an den jeweiligen Windenergieanlagen nur diejenigen Daten erfasst und übertragen, die konkret von Interesse sind. Zweckmäßigerweise ist dazu mittels des Konfigurationsdatensatzes festgelegt, welche Daten und/oder wie häufig die Daten zu erfassen sind.
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Die Fernkonfigurierbarkeit bietet damit den Schlüssel dazu, den klassischerweise großen Datenbedarf von Big Data auch über schmalbandige Übertragungsleitungen befriedigen zu können. Dies ist im Stand der Technik ohne Beispiel. Die Erfindung ermöglicht es, flexibler, gezielter und individueller auf die Anforderungen der Datenbeschaffung einzugehen. Dadurch erhöht sich deren Effizienz beträchtlich.
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Mittels des Konfigurationsdatensatzes wird vorzugsweise eine Art des Übermittelns an den mindestens einen entfernten Überwachungsnutzer festgelegt. Die Art des Übermittelns kann insbesondere darin bestehen, festzulegen, ob laufend übermittelt wird oder ob zwischengespeichert wird und dann zu einem passenden Zeitpunkt, beispielsweise bei dem Vorhandensein von freier Bandbreite, die Daten übermittelt werden. Letzteres kann eine erhebliche Einsparung in Bezug auf Bandbreitenanforderungen bedeuten. Zweckmäßigerweise ist die Art der Übermittlung individuell in Bezug auf die jeweils angeforderten Daten einstellbar.
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Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass mittels des Konfigurationsdatensatzes eine dynamische Auswahl der teilnehmenden Windenergieanlagen erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass nicht für jede Art der Erfassung der Daten jeweils alle teilnehmenden Windenergieanlagen benötigt werden. Häufig genügt auch eine Untermenge bzw. gerade die Untermenge ist von Interesse. Letzteres ermöglicht beispielsweise die gezielte Überwachung von Windenergieanlagen mit Bauteilen eines bestimmten Herstellers oder mit Bauteilen einer bestimmten Charge. Serienfehler, deren Behebung häufig sehr kostenintensiv ist, können so effektiv erkannt und analysiert werden. Entsprechendes gilt auch bei Einführung von neu entwickelter Technologie, beispielsweise in einer Kleinserie. Diese Windenergieanlagen bilden dann die gezielt zu überwachende Untermenge. All dies kann durch entsprechende Beschränkung bei der dynamischen Auswahl der teilnehmenden Windenergieanlagen berücksichtigt werden. Die Effizienz der Datenerfassung und damit auch die Effizienz der Übertragung kann auf diese Weise weiter gesteigert werden.
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Dem Grundkonzept der Erfindung nach wird die Datenerfassung an der jeweiligen Windenergieanlage durch den Erhalt des Konfigurationsdatensatzes automatisch entsprechend konfiguriert. Dies muss aber nicht zwingend sofort geschehen. Es kann mit Vorteil auch vorgesehen sein, dass die übermittelte (neue) Konfiguration erst verzögert zum Einsatz kommt. Dazu ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Konfigurationsdatensatz ein Synchronisationselement umfasst, basierend auf dem ein Aktivwerden des Konfigurationsdatensatzes gesteuert wird. Mit Vorteil weist dazu das Synchronisationselement eine Verzögerungsbedingung auf, insbesondere ein Warten auf einen Sonderbefehl von der übergeordneten Instanz, auf einen vorbestimmten Zeitpunkt und/oder über eine vorbestimmte Zeitdauer. Dies bietet insbesondere den Vorzug, dass damit eine Synchronisierung des Einsatzzeitpunkts der neuen Konfiguration über die teilnehmenden Windenergieanlagen erreicht wird. Ferner können bei Übertragung des neuen Konfigurationsdatensatzes zu weit entfernt stehende Windenergieanlagen oder zu solchen, die nur über eine schmalbandige Übertragungsleitung angebunden sind, erhebliche Zeitverzögerungen auftreten; um diese auszugleichen, wird der Konfigurationsdatensatz für alle Windenergieanlagen erst mit entsprechender Verzögerung freigeschaltet. Erreicht wird damit, dass die Windenergieanlagen jeweils mit gleichen Konfigurationsdatensätzen arbeiten, was die Qualität der erfassten Daten weiter erhöht.
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An den teilnehmenden Windenergieanlagen ist vorzugsweise ein lokaler Puffer vorgesehen, der die gemäß des Konfigurationsdatensatzes erfassten Daten zwischenspeichert vor dem Übermitteln, wobei vorzugsweise das Übermitteln kontinuierlich oder auf Anforderung, insbesondere in vorbestimmten Intervallen, erfolgt. Insgesamt kann damit eine Entkopplung der Datenerfassung von der Datenübermittlung erreicht werden. Dies ist in vielen Fällen von Vorteil, insbesondere dann, wenn die Windenergieanlage nur über eine schmalbandige Übertragungsleitung angebunden ist. Mit einem solchen Zwischenspeicher kann eine hochaufgelöste Erfassung zuverlässig gerade auch an solchen Windenergieanlagen durchgeführt werden, die nicht immer oder nur über eine eher schmalbandige Übertragungsleitung angebunden sind. Die Sicherheit, dass sämtliche erfassten Daten damit übertragen werden, kann auf diese Weise weiter gesteigert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Datenerfassung insgesamt weiter erhöht wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die gegebenenfalls unabhängigen Schutz verdient, wird die Datenerfassungseinheit zumindest funktional getrennt von der Betriebssteuerung ausgeführt. Damit bleibt trotz Veränderungen der Datenerfassung bzw. Datenerfassungseinheit die Steuerung an sich unverändert. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass bei zertifizierten Steuerungen (wie dies in der Praxis häufig der Fall ist) bei einer Änderung der Art der Datenerfassung bzw. der Datenerfassungseinheit und ihrer Konfiguration keine erneute Zertifizierung der Steuerung erforderlich ist, da diese als solche ja nicht verändert wird. Der praktische Vorteil dieser Ausführungsform ist enorm.
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Besonders bevorzugt ist, wenn die Datenerfassungseinheit einen eigenen Zugriff auf die Sensoren der Windenergieanlage hat, vorzugsweise als Bypass zur Betriebssteuerung. Damit kann ein vollkommen autarker Zugriff der Datenerfassungseinheit auf die Sensoren erreicht werden. Querverbindungen zur Betriebssteuerung sind insoweit vollkommen entbehrlich, so dass diese absolut unangetastet bleibt. Zweckmäßigerweise erfolgt dies dadurch, dass die Datenerfassungseinheit direkt zugreift auf ein Hardware-Abstraction-Layer der Windenergieanlage. Hierunter versteht der Fachmann eine Hardware-Abstraktionsschicht. Sie ist eine Zwischenschicht in einem Betriebssystem bzw. einer Betriebssteuerung, die in der Regel als logische Zwischenschicht ausgebildet ist. Sie ist dazu ausgebildet, die hardwarespezifischen Eigenschaften einer Zielplattform von dem Rest der eigentlichen Betriebssteuerung abzuschirmen. Durch den direkten Zugriff der Datenerfassungseinheit wird eine Beeinflussung der Betriebssteuerung vermieden. Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, dass die Datenerfassungseinheit auf die gleichen (d. h. identischen) Werte wie die Betriebssteuerung zugreifen kann. Dies gestattet eine Replizierung der Signalumgebung der Betriebssteuerung. Es wird so eine Prüfung der Betriebsführungsabläufe in einem digitalen Modell („digital twin“) ermöglicht.
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Mit Vorteil ist die Datenerfassungseinheit modular strukturiert, vorzugsweise mit weiteren wählbaren Erweiterungsmodulen. Sie ist zweckmäßigerweise im oder unterhalb (das heißt hardwareseitig) des Hardware-Abstraction-Layer angeordnet. Durch die Modularität kann eine Erweiterung der Funktionalität der Datenerfassung sowie ihres Umfangs erreicht werden. Indem dies im oder unterhalb des Hardware-Abstraction-Layer erfolgt, kann die Erweiterung unabhängig von dem jeweiligen Ausführungsstand der Betriebssteuerung durchgeführt werden. Dadurch vergrößert sich die Flexibilität wie auch die Sicherheit gegenüber unerwünschten Querbeeinflussungen zwischen Datenerfassungseinheit und Betriebssteuerung.
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Vorzugsweise sind die Konfigurationsdatensätze individuell für einzelne Windenergieanlagen der teilnehmenden Windenergieanlagen oder individuell für eine Gruppe der teilnehmenden Windenergieanlagen gebildet. Damit kann auf einzelne individuelle Gegebenheiten der jeweiligen Windenergieanlage gezielt eingegangen werden. Vorzugsweise wird hierbei die Gruppe dynamisch zusammengestellt, und zwar insbesondere anhand eines vorbestimmten Parameters. Der vorbestimmte Parameter kann sich dabei insbesondere auf die Ausrüstung, Variante oder den Baustand (z. B. Bauteilechargen) der Windenergieanlagen beziehen; zweckmäßigerweise erfolgt dies über eine Kopplung mit einer Stammdatenbank der teilnehmenden Windenergieanlagen. Weiter ermöglicht die (gruppen-)individuelle Bildung der Konfigurationsdatensätze eine Datenreduzierung, da beispielsweise nur jede zehnte oder nur jede hundertste Windenergieanlage abgefragt zu werden braucht, sofern dies für die abzufragenden Daten ausreichend ist (beispielsweise die Abfrage der Umgebungstemperatur). Es kann so eine erheblich effizientere Nutzung der Datenerfassungskapazität und insbesondere der Kapazität der Übertragungsleitungen erreicht werden. Mit Vorteil wird bereits bei der Erstellung der individuellen Konfigurationsdatensätze die Bandbreite der Signalverarbeitung der Signalverbindung zu der jeweiligen Windenergieanlage berücksichtigt. Windenergieanlagen mit hoher Bandbreite erfassen und übermitteln so mehr Daten als solche mit eher schmalbandiger Übertragungsleitung.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anordnung aus mehreren Windenergieanlagen und einem Überwachungssystem zum Durchführung des Verfahrens. Zur näheren Erläuterung wird auf vorstehende Beschreibung verwiesen.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt. Zu der Funktionsweise des Programms wird ebenfalls auf vorstehende Beschreibung verwiesen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Übersicht eines Überwachungssystems zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 einen beispielhaften Aufbau eines Konfigurationsdatensatzes;
- 3 ein Beispiel für einen Ablaufplan; und
- 4 a, b Blockdiagramme zum logischen Aufbau einschließlich eines Hardware-Abstraction-Layer.
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Die Erfindung wird erläutert anhand eines Beispiels mit einem Windpark, der über ein öffentliches Netz (Internet) mit einer übergeordneten Instanz sowie einem Überwachungsnutzer in Gestalt eines Herstellers der Windenergieanlagen des Windparks verbunden ist. Ferner sind außer dem Windpark selbst auch einige weitere entfernt stehende Windenergieanlagen angeschlossen.
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Eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 1 bezeichnete Windenergieanlage, wie sie beispielhaft in einem Windpark 3 steht, sei nachfolgend erläutert. Sie umfasst einen Turm 10, an dessen oberem Ende eine Gondel 11 in Azimutrichtung schwenkbeweglich angeordnet ist. An ihrer einen Stirnseite ist ein Windrotor 12 drehbar angeordnet, der über eine nicht dargestellte Rotorwelle einen Generator 13 antreibt zur Erzeugung elektrischer Leistung. Ferner in der Gondel 11 angeordnet ist eine Betriebssteuerung 2, welche den eigentlichen Betrieb der Windenergieanlage 1 überwacht und steuert.
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Die Windenergieanlage 1 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel angeordnet in einem Windpark 3, der weitere insbesondere gleichartige Windenergieanlagen 1' umfasst. Die Windenergieanlagen 1, 1' geben die von ihnen erzeugte Leistung über ein Parknetz 30 an einen Sammelpunkt 34 des Windparks 3 und von dort in ein elektrisches Übertragungsnetz 9 ab. Ferner sind die Windenergieanlagen 1, 1' über Signalleitungen 31 im Windpark verbunden mit einem Parkmaster 35 des Windparks. Der Parkmaster 35 überwacht in an sich bekannter Weise den Betrieb der einzelnen Windenergieanlagen 1, 1' und gibt Sollwerte über die Signalleitungen 31 an die Windenergieanlagen 1, 1' aus, welche von den Windenergieanlagen 1, 1' zur Abgabe der erzeugten elektrischen Leistung einzustellen sind.
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Es können weitere Windenergieanlagen vorgesehen sein, die symbolhaft durch die Windenergieanlagen 1" dargestellt sind. Hierbei kann es sich um einzelne Windenergieanlagen oder um Windparks handeln.
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Verbunden sind die Windenergieanlagen 1, 1' sowie der Windpark 3 und ggf. weitere Windenergieanlagen 1" über Datenverbindungen 51 bzw. 52 mit einem Weitverkehrsdatennetz 5, insbesondere dem Internet. Daran angeschlossen sind ferner zum einen eine übergeordnete Instanz 53, wobei es sich insbesondere um einen Betreiber des Übertragungsnetzes 9 handeln kann, eine Remote-Datenbank 54 zur Einspeicherung der von der Windenergieanlage 1, 1' übermittelten Datenpunkte sowie andere an Überwachungsdaten der Windenergieanlagen 1 interessierte Einheiten, wie beispielsweise der Hersteller der Windenergieanlagen oder ein Service-Provider, die nachfolgend zusammenfassend als Überwachungsdaten-Nutzer 55 bezeichnet werden. Insoweit ist die beschriebene Architektur Standard und bekannt, insbesondere um von den Windenergieanlagen 1 Betriebsdaten zu generieren und zu übermitteln, beispielsweise im Rahmen des sog. SCADA.
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Bei der Erfindung erfolgt jedoch abweichend von dem üblichen SCADA-Konzept erfindungsgemäß eine dynamische Fernkonfigurierung der Windenergieanlagen 1. Ein dazu verwendeter Konfigurationsdatensatz ist beispielhaft in 2 dargestellt. Er umfasst als Grundstruktur drei große Blöcke, einen ersten Block I betreffend Stammdaten der Windenergieanlage einschließlich Kennwerten der Kommunikationsanbindung, hierzu zählen Angaben über die Art der Verbindung (zum Beispiel ISDN) und die zur Verfügung stehende Bandbreite etc.
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Im zweiten Block II sind global geltende Konfigurationsdaten enthalten, wie beispielsweise (a) der Gültigkeitszeitpunkt bzw. die Gültigkeitsbedingung des dynamischen Konfigurationsdatensatzes, (b) auf welche Art die Windenergieanlage die gesammelten Daten zu übermitteln hat, und (c) weitere Angaben in Bezug auf Steuersignale, beispielsweise solche zum Bewirken einer Aktivierung/Deaktivierung des jeweiligen Konfigurationsdatensatzes (sog. Triggersignale). Bei der Art der Übermittlung kann insbesondere festgelegt werden, ob die Windenergieanlage die Daten kontinuierlich senden soll als „streaming“ oder ob sie gespeichert werden sollen und dann als gepufferter Datenblock in regelmäßigen Zeitabständen (oder auf Anfrage) zu übermitteln sind.
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Im dritten Block III sind Angaben zu den verschiedenen (e) Datenpunkten und ihrer (f) Auflösung enthalten, welche im Rahmen der Datenakquisition konfiguriert werden sollen. Der Begriff der Auflösung kann hierbei sowohl in Bezug auf eine zeitliche Dimension wie auch in Bezug auf Datentiefe verstanden werden. In der Regel handelt es sich um mindestens jeweils zwei Angaben zu den Datenpunkten: Zum einen in Bezug auf die Identität des jeweiligen Datenpunkts (was soll gemessen werden?) und die Erfassungsfrequenz (wie oft soll gemessen werden?). Weitere Angaben sind möglich, wie beispielsweise die Messgenauigkeit bzw. Erfassungstiefe (wie genau soll gemessen werden?), beispielsweise mit 8 oder mit 32 Bit etc.
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Der Konfigurationsdatensatz wird vorzugsweise in Form einer Datei (insbesondere als XML-Datei) erstellt, kann aber ggf. auch direkt online in Form von Konfigurationsbefehlen an die jeweiligen Windenergieanlagen 1 übermittelt werden.
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Blockdiagramme zum logischen Aufbau der Betriebssteuerung 2 der Windenergieanlage 1 und das Zusammenwirken mit einer Datenerfassungseinheit 4 sind in 4 a, b dargestellt. Der eigentliche Kern der Betriebssteuerung 2 liegt in dem Steuerungsprogramm 22, wobei zu einer Ausgabe diverser Parameter ein „Shared Variable Interface“ 21 vorgesehen ist. Zur Kommunikation mit einzelnen Sensoren und Aktuatoren, die gemeinsam durch einen Block 26 dargestellt sind, wird auf reale Prozesse 27 der Windenergieanlage 1 eingewirkt bzw. werden diese erfasst. Zur Kommunikation zwischen dem Steuerungsprogramm 22 einerseits und den Sensoren und Aktuatoren 26 andererseits dienen Treiber 24 und ggf. Bussysteme 25 (dies ist an sich bekannt und braucht daher nicht weiter erläutert zu werden).
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Als Besonderheit tritt hinzu, dass zwischen Steuerungsprogramm 22 und den Treibern 24 eine Hardware-Abstraktionsschicht („Hardware-Abstraction-Layer“ - HAL) 23 eingeführt wird, und auf diese setzt die Datenerfassungseinheit 4 auf. Die Kommunikation der Datenerfassungseinheit 4 ist durch die Pfeile 41 und 42 dargestellt, wobei der Pfeil 41 für den Empfang der Konfigurationsdatensätze steht und der Pfeil 42 für das gemäß den Maßgaben im Konfigurationsdatensatz erfolgte Senden der angeforderten Datenpunkte.
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Wie man erkennt, ist die Datenerfassungseinheit 4 parallel zu dem Steuerungsprogramm 22 angeordnet und bildet in Bezug auf die Erfassung von Datenpunkten einen Bypass zu dem Kern der Steuerung 2, nämlich ihrem Steuerungsprogramm 22.
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Ein Ablaufdiagramm für eine entsprechende dynamische Konfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 3 dargestellt. Ausgehend von einem Start 100 werden zuerst die erforderlichen Stammdatensätze für die jeweiligen Windenergieanlagen 1 erstellt (Schritt 110). Weiter werden die einzelnen abzufragenden Datenpunkte konfiguriert einschließlich der gewünschten Auflösung (Schritt 120). Ferner werden globale Konfigurationsdaten festgelegt, einschließlich der Bestimmung einer Gültigkeitsbedingung, insbesondere ab welchem Zeitpunkt der jeweilige Konfigurationsdatensatz gültig sein soll (Schritt 130). Daraus wird schließlich der Konfigurationsdatensatz (vgl. 2) gebildet (Schritt 140). Nachfolgend werden die Konfigurationsdatensätze an die jeweiligen Windenergieanlagen 1 übermittelt (150). Falls erforderlich, wird nachfolgend zum gegebenen Zeitpunkt, wenn die Startbedingung erfüllt ist, ein Startbefehl ausgelöst (Schritt 160).
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Bei den Windenergieanlagen wird zuerst der empfangende Konfigurationsdatensatz eingelesen in die Datenerfassungseinheit 4 (Schritt 200). Nachfolgend wird geprüft, ob die jeweilige Gültigkeitsbedingung erfüllt ist (Schritt 210). Dies kann dadurch erfolgen, dass ein entsprechender Startbefehl übermittelt wird (siehe Schritt 160) oder dass verglichen wird mit einem Zeitgeber 15 der jeweiligen Windenergieanlage 1, beispielsweise einer GPS-synchronisierten Uhr. Es werden dann gemäß dem Konfigurationsdatensatz die jeweiligen Datenpunkte erfasst (Schritt 220). Nachfolgend werden sie - soweit erforderlich - in einen Puffer geschrieben (Schritt 230) und blockweise gesendet oder es wird direkt gesendet, insbesondere als Streaming (Schritt 240).
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In 4b ist eine Erweiterung zu dem Blockdiagramm in 4a dargestellt. Hierbei können zusätzliche optionale Datenpunkte in anderen tiefer liegenden Modulen vorgesehen sein, beispielsweise in den Modulen 23, 24 und 26. Damit ist es ermöglicht, standortspezifisch eine Erweiterung der zu erfassenden Datenpunkte vorzunehmen, und zwar unabhängig von dem Softwarestand des Steuerungsprogramms 22 der Steuerung 2. Nachträgliche Veränderungen bzw. Erweiterungen lassen daher die Steuerung 3 an sich unangetastet, sodass eine eventuelle Zertifizierung eines Modells des Netzverhaltens der Windenergieanlage nicht berührt wird durch eine veränderte Art der Datenerfassung mittels der Datenerfassungseinheit 4. Eine aufwändige Re-Zertifizierung des Netzmodells mit Validierung über Messdaten (beispielsweise von einem künstlichen Spannungssprungversuch) kann vermieden werden, da die Steuerung 2 mit ihrem Steuerungsprogramm 22 unbeeinflusst bleibt und eine entsprechende Herstellererklärung zur unveränderten Gültigkeit des Netzmodells der Windenergieanlage weiterhin anwendbar ist, was eine Anerkennung vereinfacht bzw. ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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