專利名稱：控制包括數(shù)據(jù)處理器同步的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)往往在時域中相互關(guān)聯(lián)。在近些年中，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中執(zhí)行的監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)已經(jīng)變得越來越復(fù)雜，并且因此增加了對數(shù)據(jù)通信中的數(shù)據(jù)處理速度、精度和可靠性的需求以及與數(shù)據(jù)的時間相關(guān)性有關(guān)的需求。因此，增加了對在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的時域中的例如精度的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括多個系統(tǒng)元件，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括在所述系統(tǒng)元件中分配的多個數(shù)據(jù)處理器，所述方法包括以下步驟使所述數(shù)據(jù)處理器中的至少一部分與從時間同步裝置分配到所述數(shù)據(jù)處理器的至少一個基準(zhǔn)信號同步，使所述數(shù)據(jù)處理器與本地時鐘產(chǎn)生電路相關(guān)聯(lián)，其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的第一子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的所述本地時鐘產(chǎn)生電路具有高于或等于預(yù)定閾值的峰峰值追蹤抖動，其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的第二子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的所述本地時鐘產(chǎn)生電路具有小于所述預(yù)定閾值的峰峰值追蹤抖動，至少部分地通過所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)處理器來控制至少一個所述系統(tǒng)元件，其中所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器對與所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路的抖動敏感，至少部分地通過所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)處理器來控制至少一個所述系統(tǒng)元件，所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器基于所述至少一個基準(zhǔn)信號，同時對與所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路的抖動敏感，從而，利用所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器來在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中進行高精度控制。因此，可以對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的各個系統(tǒng)元件或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的部分系統(tǒng)元件進行高精度控制?；诙鄠€數(shù)據(jù)處理器來控制風(fēng)力發(fā)電站的諸如多個風(fēng)力渦輪機和變電站等系統(tǒng)元件，根據(jù)本發(fā)明，這些數(shù)據(jù)處理器的子集是高精度數(shù)據(jù)處理器并且被同步到精確的時間基準(zhǔn)。這能夠使該數(shù)據(jù)處理器的子集的非常精確的控制成為可能，并由此還使各個風(fēng)力渦輪機和變電站的一部分的非常精確的控制成為可能。這種高精度控制可以例如是各個風(fēng)力渦輪機的功率輸出的控制。因為風(fēng)力發(fā)電站中的各個風(fēng)力渦輪機和變電站的輸出被控制為是精確的和同步的，所以中央場控制器(central park controller)可以控制風(fēng)力發(fā)電站的總功率輸出，并且因此如果發(fā)生與公用電網(wǎng)有關(guān)的故障，則風(fēng)力發(fā)電站能夠支持公用電網(wǎng)。換言之，根據(jù)本發(fā)明，忽視不能夠依照高精度控制指令的數(shù)據(jù)處理器，可以執(zhí)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的高精度控制。根據(jù)本發(fā)明，包括在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的系統(tǒng)元件可以例如被理解為風(fēng)力發(fā)電站的元件或與風(fēng)力發(fā)電站通信的元件。因此，系統(tǒng)元件可以例如是風(fēng)力渦輪機、變電站、位于風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)部或外部的控制器、用于在風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)進行內(nèi)部通信或用于風(fēng)力發(fā)電站與外部通信單元通信的通信單元。無論系統(tǒng)元件是傳送數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)還是處理數(shù)據(jù)，系統(tǒng)元件都可以包括一個或多個數(shù)據(jù)處理器，并且根據(jù)系統(tǒng)元件的實現(xiàn)方式和各個任務(wù)在系統(tǒng)元件中分配數(shù)據(jù)處理
ο應(yīng)該注意到，不是所有的系統(tǒng)元件都包括數(shù)據(jù)處理器，一個示例可以是僅包括溫度測量單元或風(fēng)測量單元的計量站。在整個本說明書內(nèi)，基準(zhǔn)信號也可以被稱為精確時間?；鶞?zhǔn)信號或精確時間包括時域中的具有一定精度的時間的絕對表示或相對表示。因此，具有最少量抖動的高精度基準(zhǔn)信號是精確的，這能夠使多個數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間與時域同步。能夠以多種方式測量相對于絕對時間、另一信號或輸出時鐘本身的抖動。第一種一般被稱為絕對抖動或長期抖動，第二種被稱為追蹤抖動或輸入-輸出抖動，這時另一信號是基準(zhǔn)信號。如果基準(zhǔn)信號是完美周期性的以使得它沒有抖動，則輸出信號的絕對抖動和追蹤抖動是相等的。相對于輸出時鐘的第三種測量經(jīng)常被稱為周期性抖動或相鄰周期間抖動。相鄰周期間抖動可以被測量為在單個時鐘周期的時間段中或在若干時鐘周期的寬度中(被稱為周期與第N周期間的抖動)的時變偏差。在權(quán)利要求中，抖動應(yīng)被理解為“追蹤抖動”，但是抖動的其它定義以及測量該抖動的相應(yīng)方式顯然也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。允許的峰峰值抖動被理解為例如在時鐘信號中的第一跳變與第二跳變之間測量的最大允許時間，因此，0. 5微秒的峰峰值抖動也可以被稱為由跳變的理想時間所測量的士0. 25微秒的抖動。該基準(zhǔn)信號可以例如通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)來分配，相同的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)例如也被用于通信控制和測量數(shù)據(jù)，或者該基準(zhǔn)信號可以由單獨的網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ь€來分配。該基準(zhǔn)信號可以通過空氣(例如在無線網(wǎng)絡(luò)中)或通過線纜例如由銅、光纖等制作的線纜等傳送。而且，也可以從GPS信號獲得該基準(zhǔn)信號。根據(jù)本發(fā)明，所述數(shù)據(jù)處理器與時鐘產(chǎn)生電路通信以便獲得內(nèi)部時間記號(tick) 或內(nèi)部時鐘，該數(shù)據(jù)處理器基于該內(nèi)部時間記號或內(nèi)部時鐘來處理數(shù)據(jù)。時鐘產(chǎn)生電路可以位于數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部或數(shù)據(jù)處理器外部。根據(jù)本發(fā)明，可以以一定的精度控制風(fēng)力渦輪機輸出的功率，從而能夠控制風(fēng)力發(fā)電站輸出的總功率，以在需要的情況下支持公用電網(wǎng)。所述支持可以是增加傳送無功功率的形式，并且因為各個風(fēng)力渦輪機能夠迅速且精確地對例如電網(wǎng)故障或者電網(wǎng)用戶耦合了大型電機而作出反應(yīng)，所以所述支持是可行的。因此，由于風(fēng)力發(fā)電站的可變輸出，可以減少支持電網(wǎng)的常規(guī)能源發(fā)電站的數(shù)量。另外，精確時間的建立能夠使數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)上的通信基于時間觸發(fā)的通信協(xié)議， 從而建立具有保證延遲的通信協(xié)議，使經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的例如功率變換器的臨界實時控制成為可能。在本發(fā)明的實施例中，將所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的能量存儲裝置的功率變換器的高精度控制。因此，可以對例如由風(fēng)力發(fā)電站產(chǎn)生的能量的積累執(zhí)行精確控制。能量的積累可以例如是壓縮空氣、電池等的形式。此外，可以對從能量存儲裝置輸出的功率整形，這在例如一些情況下是有利的，例如在由于低風(fēng)速導(dǎo)致的風(fēng)力渦輪機不產(chǎn)生能量的情況下是有利的。在該情況中，對于能量存儲器而言，可以將能量傳送到電網(wǎng)，并且由于存儲裝置的功率變換器的高精度控制，可以對從能量存儲器輸出的功率整形以便遵守電網(wǎng)的需求。在本發(fā)明的實施例中，將所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機和變電站的功率變換器的高精度控制。因此，功率變換器的高精度控制能夠使風(fēng)力渦輪機控制器或變電站控制器對功率輸出整形。對功率輸出整形可以是改變風(fēng)力渦輪機輸出的正弦功率中的頻率、相位角、電壓等的形式。此外，可以對整個風(fēng)力發(fā)電站的同步的風(fēng)力渦輪機和變電站的功率輸出整形。此外，當(dāng)在功率輸出波形方面以及在控制功率變換器的開關(guān)的脈沖寬度調(diào)制輸出的相移方面二者，功率變換器與精確時間PT精確地同步時，控制系統(tǒng)元件的功率變換器是有利的。 在本發(fā)明的實施例中，功率變換器的所述高精度控制能夠使風(fēng)力渦輪機控制器和變電站控制器相對于基準(zhǔn)信號調(diào)節(jié)它們的脈沖寬度調(diào)制器的相位。在通過脈沖寬度調(diào)制來控制功率變換器的開關(guān)的轉(zhuǎn)換的情況下，根據(jù)本發(fā)明，控制功率變換器開關(guān)的脈沖寬度調(diào)制器可以根據(jù)基準(zhǔn)信號而被同步地控制。這是有利的，因為能夠控制從各個風(fēng)力渦輪機和變電站輸出的功率，并且因此可以減少例如在從風(fēng)力發(fā)電站輸出的功率中的白噪聲和諧波。實現(xiàn)這一點的一個方法可以是控制第一風(fēng)力渦輪機的輸出以補償源自第二風(fēng)力渦輪機的噪聲或諧波。此外，風(fēng)力渦輪機內(nèi)的功率切換的同步控制是有利的，這是因為同步控制有助于對例如風(fēng)力渦輪機的功率輸出的更簡單的濾波。可以基于公用電網(wǎng)中的至少一個操作值，例如電壓、相位角、頻率等來執(zhí)行功率變換器的高精度控制。在本發(fā)明的實施例中，將所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集的高精度控制。數(shù)據(jù)采集可以例如包括對在包括電網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)獲得的數(shù)據(jù)進行測量或抽樣。本發(fā)明能夠以多個系統(tǒng)元件等中的同步時間使來自第二子集的數(shù)據(jù)處理器的測量值具有例如非常精確的時間戳。此外，非常有利的是在例如風(fēng)力渦輪機或變電站內(nèi)針對狀況監(jiān)控使用高精度數(shù)據(jù)采集。然后對由不同數(shù)據(jù)處理器參照精確時間獲得或控制的狀況監(jiān)控測量值進行抽樣和/ 或關(guān)聯(lián)，從而容易得到被測量元件的狀況的非常精細(xì)的圖片。公用電網(wǎng)可以是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的元件。公用電網(wǎng)在公共連接點連接到風(fēng)力發(fā)電站，并且在該公共連接點或通過該公共連接點，可以對公用電網(wǎng)操作值進行高精度測量。這些操作值可以例如是電壓、頻率、相位角等的特性并且被用作風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的功率變換器的高精度控制的基礎(chǔ)。根據(jù)本發(fā)明，可以在風(fēng)力發(fā)電站的元件上以及在風(fēng)力渦輪機或變電站的數(shù)據(jù)處理器上執(zhí)行同步數(shù)據(jù)采集。此外，本發(fā)明實現(xiàn)了電網(wǎng)事件、閃電事件、狀況監(jiān)控等的高精度數(shù)據(jù)采集。在本發(fā)明的實施例中，所述預(yù)定閾值是在0. 1微秒到10微秒的范圍中選擇的，優(yōu)選地在0. 1微秒到2微秒的范圍中選擇的，并且最優(yōu)選地在0. 35微秒到0. 65微秒的范圍中選擇的。與以上提及的閾值的范圍有關(guān)，一些元件(例如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制或監(jiān)控單元)中的優(yōu)選閾值將是0.1微秒，并且例如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的風(fēng)力渦輪機和變電站之間的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)級的優(yōu)選閾值將是1微秒。由此得到，數(shù)據(jù)處理器中的第二子集的數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間在特定范圍內(nèi)是同步的，從而能夠進行高精度控制、數(shù)據(jù)采集等。該范圍優(yōu)選用于限定方波形式信號中的可允許抖動，并且所選擇的閾值取決于數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間的頻率。在本發(fā)明的實施例中，與所述數(shù)據(jù)處理器中的第一子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路具有高于或等于百分比預(yù)定閾值的峰峰值相鄰周期間抖動，以及其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的第二子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路具有小于所述百分比預(yù)定閾值的峰峰值相鄰周期間抖動。因此，可以對數(shù)據(jù)處理器子集執(zhí)行高精度控制，同時另一數(shù)據(jù)處理器子集的控制不是高精度的控制。這使風(fēng)力發(fā)電站的中央控制器能夠?qū)︼L(fēng)力渦輪機站中的風(fēng)力渦輪機和變電站執(zhí)行有差別的控制，從而利用具有高精度數(shù)據(jù)處理器的風(fēng)力渦輪機和變電站的全部潛力(full potential)。在本發(fā)明的實施例中，所述數(shù)據(jù)處理器是風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)力渦輪機控制器、變電站控制器或中央控制器的一部分。在本發(fā)明的實施例中，所述基準(zhǔn)信號表示的時間精確到最接近于微秒?；鶞?zhǔn)信號可以例如是具有IMhz頻率的方波信號。與本地時鐘產(chǎn)生電路中的抖動相比，方波信號形式的基準(zhǔn)信號中的抖動優(yōu)選是微不足道的。基準(zhǔn)信號是源自位于風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)部或外部的時間同步裝置的精確時間信號。在本說明書中，該精確時間信號也被稱為精確時間，該精確時間信號表示數(shù)據(jù)處理器可被同步到的精確時域。從基準(zhǔn)信號被分配到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的全部元件的全部或至少一個子集并且在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)建立全局精確時間的意義上來講，基準(zhǔn)信號是精確時間信號并且是全局性的。因此，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)處理器的全部或一個子集可以參照該精確時間信號；因此，參照該基準(zhǔn)信號的數(shù)據(jù)處理器由此變得同步。在本發(fā)明的實施例中，所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)處理器被同步到所述基準(zhǔn)信號的導(dǎo)數(shù)。由此得到基準(zhǔn)信號的導(dǎo)數(shù)可以例如通過分頻來獲得并且被用于同步數(shù)據(jù)處理器中的對于精度具有較少要求或較低性能的所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器。因此，不考慮它們的要求，全部數(shù)據(jù)處理器可以使用同一基準(zhǔn)信號。
在本發(fā)明的實施例中，所述基準(zhǔn)信號由所述時間同步裝置包括的一個或多個時鐘產(chǎn)生單元產(chǎn)生，并且其中所述時間同步裝置由此形成容錯的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)。容錯的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)可以包括一個或多個時間同步裝置。這樣的時間同步裝置可以包括互相協(xié)作產(chǎn)生基準(zhǔn)信號的時鐘產(chǎn)生單元集群或時鐘產(chǎn)生電路集群。因此，如果一個時鐘產(chǎn)生單元發(fā)生故障，則該集群中的另一個時鐘產(chǎn)生單元繼續(xù)產(chǎn)生基準(zhǔn)信號。利用這種方式，如果一個時鐘產(chǎn)生單元發(fā)生故障，則時間同步裝置仍能夠產(chǎn)生基準(zhǔn)信號。利用相同的方式，如果網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)例如包括兩個或更多的時間同步裝置，則該網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)變?yōu)槿蒎e的，即如果這些時間同步裝置中的一個發(fā)生故障，則網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中的另一個時間同步裝置繼續(xù)產(chǎn)生并且分配基準(zhǔn)信號。應(yīng)該指出，通過在網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中引入冗余，則該網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)的容錯可以如下所述地增加。在本發(fā)明的實施例中，所述預(yù)定閾值是在0. 1微秒到1微秒的范圍中選擇的。在本發(fā)明的實施例中，所述百分比預(yù)定閾值是在由所述本地時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的時鐘周期的0. 到10%的范圍中選擇的，優(yōu)選地在由所述本地時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的時間周期的0.2%到3%的范圍中選擇的，并且最優(yōu)選地在由所述本地時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的時間周期的0. 5%到1. 5%的范圍中選擇的。由此得到數(shù)據(jù)處理器中的所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間在特定范圍內(nèi)是同步的，從而使高精度控制、數(shù)據(jù)采集等成為可能。該范圍優(yōu)選用于限定方波形式信號中的可允許抖動，并且所選擇的閾值取決于數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部時間的頻率。而且，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行在權(quán)利要求1-13中描述的方法的系統(tǒng)。


圖1說明了現(xiàn)代的風(fēng)力渦輪機；圖2說明了風(fēng)力發(fā)電站；圖3a和圖北說明了在根據(jù)本發(fā)明實施例的風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)的數(shù)據(jù)通信；圖3c和3d說明了在根據(jù)本發(fā)明另一實施例的風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)的數(shù)據(jù)通信；以及圖4說明了在根據(jù)本發(fā)明各個實施例的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)于數(shù)據(jù)通信的精度。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的實施例，術(shù)語“風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”被理解為與利用風(fēng)來發(fā)電有關(guān)的系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)選示例是包括多個風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP， 其中控制/監(jiān)控單元包括在風(fēng)力渦輪機WT和/或變電站SUB中。因此，根據(jù)本發(fā)明，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)元件可以是任何與風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP或公用電網(wǎng)GD有關(guān)的單元。根據(jù)本發(fā)明的實施例，術(shù)語“數(shù)據(jù)處理器"DP可以被理解為與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的任何裝置或元件。數(shù)據(jù)處理器DP可以是例如在用于例如對變壓器、閃電、功率、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的物理元件的狀況監(jiān)控等進行測量或監(jiān)控的測量設(shè)備中的控制器或控制器的一部分。數(shù)據(jù)處理器DP被理解為使用或參照外部或內(nèi)部時鐘來處理數(shù)據(jù)(例如開始測量、 激活致動器、比較或計算數(shù)據(jù))的單元。包括一個或多個數(shù)據(jù)處理器DP的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的元件示例可以是風(fēng)力渦輪機控制器WTC、頂部控制器TC、節(jié)距控制器PIC、輪轂控制器HC、用于變壓器的控制單元等。數(shù)據(jù)處理器DP可以在物理上被實現(xiàn)為PLC (PLC 可編程邏輯控制器)、DSP (DSP 數(shù)字信號處理器)、模糊邏輯計算機、生物計算機、神經(jīng)邏輯計算機或其它處理數(shù)據(jù)的硬件。 應(yīng)該注意到，數(shù)據(jù)處理器DP也可以被理解為軟件，當(dāng)處理數(shù)據(jù)時所述軟件依賴于或獨立于硬件。術(shù)語“風(fēng)力發(fā)電站” WPP是一個涵蓋風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP產(chǎn)生能量所需要的元件的術(shù)語。這樣的元件可以例如是風(fēng)力渦輪機WT、變電站SUB、位于風(fēng)力變電站W(wǎng)PP內(nèi)部或外部的控制單元。術(shù)語“風(fēng)力渦輪機”WT是一個涵蓋位于風(fēng)力渦輪機內(nèi)部或外部的每一個單元的術(shù)語。這樣的單元的示例可以例如是用于測量風(fēng)速、振動、輸出功率等的測量單元或者與風(fēng)力渦輪機WT有關(guān)而被使用的所有事物，例如齒輪、發(fā)電機、變換器、葉片的空氣動力控制(例如節(jié)距機構(gòu)和副翼機構(gòu)等)等。術(shù)語“變電站”SUB是一個涵蓋包含在風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)ffP中的、除了風(fēng)力渦輪機WT外的所有事物；因此，術(shù)語變電站SUB可以涵蓋控制單元和服務(wù)器、計量設(shè)備、相位補償設(shè)備、 能量存儲裝置、變壓器等等。術(shù)語“抖動”被理解為例如電子設(shè)備中的周期性信號的一個或多個特性的不希望的變化?？梢栽谥T如連續(xù)脈沖之間的間隔或連續(xù)循環(huán)的振幅、頻率或相位等特性中看到抖動。換言之，抖動可以被理解為一個與例如兩個時鐘之間的時間的精度有關(guān)的表述，例如相同時域的多個數(shù)據(jù)處理器中的時間的差異。對于相同時域的多個數(shù)據(jù)處理器DP例如同時抽樣、測量或激活致動器而言，以及對于網(wǎng)絡(luò)中的物理上分離的節(jié)點的同步而言，抖動是一個決定性因素。圖1示出了現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機WT。該風(fēng)力渦輪機WT包括設(shè)置在地基上的塔架TO。 具有偏航機構(gòu)的渦輪機機艙NA設(shè)置在塔架TO的頂部。低速軸從機艙前部或后部延伸出來并且通過風(fēng)力渦輪機輪轂HU與風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子連接。風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子包括至少一個轉(zhuǎn)子葉片BL，例如，如圖所示的三個轉(zhuǎn)子葉片BL。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的典型的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的概觀。所示出的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP包括位于陸上或海上地理區(qū)域內(nèi)的多個風(fēng)力渦輪機WTl-WTn。另外，風(fēng)力發(fā)電站 WPP可以包括一個或多個變電站SUB，例如計量站、濾波器、變換器、電容器組等?？梢詫L(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP組裝為構(gòu)成能夠被連接到公用電網(wǎng)的完全統(tǒng)一的功率產(chǎn)生單元。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP典型地具有“主”控制器或中央控制器CC。根據(jù)本發(fā)明的實施例， 中央控制器CC可以被設(shè)置為SCADA(SCADA 監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集)服務(wù)器的一部分或與 SCADA服務(wù)器有關(guān)。中央控制器CC可以物理地位于風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP外部或與變電站SUB有關(guān)，該變電站SUB可以包括多個計算機或多個包括數(shù)據(jù)處理器DP的處理單元。中央控制器CC可以典型地包括用于連續(xù)地控制和監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP (包括例如風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB)的狀況的裝置。另外，中央控制器CC可以收集數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以用于關(guān)于操作的統(tǒng)計或分析中，并且所述中央控制器CC可以同時將控制相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的元件/從風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的元件接收控制相關(guān)數(shù)據(jù)。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP可以與例如位于公用電網(wǎng)操作裝置UG0(utility grid operator) 或另一鄉(xiāng)村中的支持部門的外部控制單元ECU通信。公用電網(wǎng)操作裝置UGO與例如采用中
9央控制器CC形式的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP之間的通信可以通過諸如因特網(wǎng)等公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò) PDCN進行。 在風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)，中央控制器CC連接到內(nèi)部數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN，該內(nèi)部數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN連接風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB的控制和監(jiān)控單元。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN可以是例如無線實現(xiàn)的或利用光纜或銅纜實現(xiàn)的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)或串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN是LAN (LAN 局域網(wǎng))或WLAN(WLAN 無線局域網(wǎng))和/或例如公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)PDCN(例如因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng))的一部分。應(yīng)該指出，網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)有時也被稱為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN，并且通過該網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中的冗余，該網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)可以是容錯的。在網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，可以通過具有雙通信路徑、三通信路徑或多通信路徑來獲得這種冗余?？梢詫⑷蒎e的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)理解為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN，其中，即使數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò) DCN中的時鐘產(chǎn)生單元或諸如數(shù)據(jù)處理器DP等節(jié)點發(fā)生故障，仍然可以獲得數(shù)據(jù)處理器DP 的同步?？梢栽陲L(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的整個網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)冗余，即可以在風(fēng)力渦輪機WT 之間、風(fēng)力渦輪機WT與變電站SUB之間等風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)級實現(xiàn)冗余，以及在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的各個系統(tǒng)元件內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)冗余，例如在風(fēng)力渦輪機WT的諸如控制和監(jiān)控單元之類的單元之間、變電站SUB中的單元之間等。應(yīng)該理解，網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中的冗余也可以被理解為包括多個風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB中包含的單元之間的冗余?？刂葡嚓P(guān)數(shù)據(jù)典型地可以是與風(fēng)力渦輪機WT或變電站SUB的控制有關(guān)的數(shù)據(jù)。 該控制相關(guān)數(shù)據(jù)可以是去往風(fēng)力渦輪機WT或變電站SUB的指令，例如用于改變產(chǎn)生的電力 (例如頻率或相位角)、激活或去活致動器、進行測量、調(diào)節(jié)葉片節(jié)距等。渦輪機WT和變電站SUB的控制典型地由諸如節(jié)距控制器PIC、風(fēng)力渦輪機控制器 WTC、變電站控制器、頂部控制器Tc、功率控制器PC等控制單元來執(zhí)行，所有這些控制器都包括一個或多個數(shù)據(jù)處理器DP。數(shù)據(jù)處理器典型地與時鐘產(chǎn)生電路CGC相關(guān)聯(lián)以便獲得也被稱為內(nèi)部時間記號IT的內(nèi)部時鐘信號。根據(jù)內(nèi)部時鐘或內(nèi)部時間記號IT的上升沿或下降沿，數(shù)據(jù)處理器能夠處理數(shù)據(jù)、進行通信、執(zhí)行指令等。時鐘產(chǎn)生電路CGC也被稱為時鐘產(chǎn)生單元⑶，該時鐘產(chǎn)生電路CGC可以是數(shù)據(jù)處理器DP的一部分、位于數(shù)據(jù)處理器內(nèi)的單元或位于數(shù)據(jù)處理器DP外部的單元。在后面的情況中，不止一個數(shù)據(jù)處理器可以參照同一時鐘產(chǎn)生電路CGC，典型地這是當(dāng)數(shù)據(jù)處理器為相同或鄰近的數(shù)據(jù)處理單元的一部分時的情況。根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)處理單元可以是用于執(zhí)行指令、測量、控制等的單元。關(guān)于這種說法，應(yīng)該指出，為了運用或增加網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部時鐘信號的容錯，可以有利地建立時鐘產(chǎn)生電路CGC集群。具有時鐘產(chǎn)生電路CGC集群的影響在于如果該集群的時鐘產(chǎn)生電路CGC中的一個發(fā)生故障，則在該集群中總是存在另一個時鐘產(chǎn)生電路CGC來確保網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中的內(nèi)部時鐘信號。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN也可以被用于例如在風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)、在變電站SUB、風(fēng)力渦輪機WT、控制單元等之間傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)。而且，如果中央控制器CC不在風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)， 則數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN也可以被用于將監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂破鰿C以及傳輸來自中央控制器CC的監(jiān)控數(shù)據(jù)。監(jiān)控數(shù)據(jù)例如可以是各個風(fēng)力渦輪機WT的壓力、溫度、振動、風(fēng)速、功率輸出的讀數(shù)或風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)的任何其它測量數(shù)據(jù)的讀數(shù)。之后，測量值可以被用于例如統(tǒng)計、分析或控制的目的。優(yōu)選地在包括多個風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)應(yīng)用本發(fā)明， 但是本發(fā)明也可以應(yīng)用在一個單個風(fēng)力渦輪機WT或變電站SUB內(nèi)。圖3a說明了包括經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN而互相連接的多個風(fēng)力渦輪機WTl-WTn 和變電站SUB的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的簡化概觀。顯然，其它設(shè)備可以存在于如參考圖2的說明而描述的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中。所說明的風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB可以包括多個用于處理與風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP 的測量和控制有關(guān)的數(shù)據(jù)的內(nèi)部數(shù)據(jù)處理器DP。數(shù)據(jù)處理器DP的至少一部分根據(jù)精確時域被同步，該精確時域由源自時間同步裝置TSA或主時間同步裝置MTSA的精確時間來表示。在整個本文獻中，精確時間也被稱為精確時間PT或基準(zhǔn)信號。利用諸如IEEE-1588等精確時間協(xié)議，將精確時間PT從時間同步裝置TSA操縱或分配到數(shù)據(jù)處理器DP。用于分配精確時間PT的精確時間協(xié)議確保每一個風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB中的時域與精確時間PT —樣精確。換言之，數(shù)據(jù)處理器DP能夠?qū)⑺鼈兊膬?nèi)部時鐘/內(nèi)部時間記號IT與時域的精確時間PT同步。可替代地，時間同步裝置TSA或主時間同步裝置MTSA可以包括時鐘產(chǎn)生電路CGC 集群，精確時間PT源自該時鐘產(chǎn)生電路CGC集群，并且精確時間PT從該時鐘產(chǎn)生電路CGC 集群經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN被分配到相關(guān)的數(shù)據(jù)處理器DP。根據(jù)這種創(chuàng)建精確時間PT的可替代方式或結(jié)合如上所述的精確時間協(xié)議的使用，相關(guān)的數(shù)據(jù)處理器DP能夠?qū)⑺鼈兊膬?nèi)部時鐘/內(nèi)部時間記號IT與精確時間PT同步。如上所述，使用時鐘產(chǎn)生電路CGC集群引入或增大了網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中的精確時間 PT的容錯。利用這種方式，例如在一個時鐘產(chǎn)生電路CGC發(fā)生故障的情況下，也能夠保持精確時間PT的精度。在該情況下，相關(guān)的數(shù)據(jù)處理器DP可以繼續(xù)將它們的內(nèi)部時鐘信號 /內(nèi)部時間記號IT同步到精確時間PT。容錯的精確時間PT與如上所述的容錯的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN結(jié)合的結(jié)果是即使在時鐘產(chǎn)生電路CGC或數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的節(jié)點發(fā)生故障的情況下，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)也包括同步的數(shù)據(jù)處理器。應(yīng)該注意到，精確時域不必被分配到全部風(fēng)力渦輪機WT或變電站SUB并且例如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理器DP可能貢獻抖動，使得例如風(fēng)力渦輪機WT中的時域可能不與由精確時間PT表示的時域完全相同。另外，應(yīng)該注意到，可以使用多個標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議來將精確時間PT傳送到風(fēng)力發(fā)電站 WPP的元件，并且甚至還可以為了該特定目的而開發(fā)新的協(xié)議。除了已經(jīng)提及的IEEE-1588 之外，有利的是使用其它精確時間協(xié)議或使新時間同步協(xié)議的開發(fā)基于除IEEE-1588之外的其它協(xié)議。取決于網(wǎng)絡(luò)，這樣的協(xié)議可以例如包括具有無線協(xié)議擴展的IEEE-1588、 NTP (NTP 網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)、SNTP (SNTP 簡單網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)等。此外，應(yīng)該指出許多工業(yè)實時LAN協(xié)議可以由諸如例如POWERLINKTM、EtherCAT 、 ProfiNET 等精確時間支持。此外，應(yīng)該指出容錯的時鐘產(chǎn)生和分配可以由諸如 TTCthernet等工業(yè)實時LAN協(xié)議支持。應(yīng)該注意到，上述協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)中的一些是有專利權(quán)的。在圖3a的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中示出了時間同步裝置TSA，在圖3a的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP 中，風(fēng)力渦輪機WTl-WTn、變電站SUB的數(shù)據(jù)處理器DP可以經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN連接到時間同步裝置TSA。時間同步裝置TSA包括至少一個時鐘C，至少一個精確時間PT源自于該時鐘C。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的數(shù)據(jù)處理器DP的至少一部分的內(nèi)部時鐘被同步到該精確時間 PT，并由此創(chuàng)建了風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)的至少一個全局精確時域。應(yīng)該注意到，風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP外部的元件也可以使用精確時間并且由此使用全局精確時域。根據(jù)本發(fā)明，對于風(fēng)力渦輪機站W(wǎng)PP，存在至少兩個時間同步裝置TSA或一個時間同步裝置TSA和一個主時間同步裝置MTSA。如果在一個同步裝置中發(fā)生缺陷，則該冗余是安全措施。在采用主/從配置的操作期間，一個時間同步裝置TSA/MTSA中的一個時鐘C被指定為“主時鐘”，因此，所有其它時鐘C和數(shù)據(jù)處理器DP參照源自于該“主時鐘”的精確時間 PT0如果“主時鐘”發(fā)生故障，則其它時間同步裝置TSA之一的時鐘C接管并且產(chǎn)生精確時間PT?？梢匀Q于系統(tǒng)而預(yù)先確定哪一個附加時間同步裝置TSA進行接管。在采用多個主配置的操作期間，兩個或更多的時間同步裝置TSA可以在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN中形成網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)，從而互相協(xié)作地產(chǎn)生精確時間PT。這樣的時間同步裝置TSA 可以包括時鐘產(chǎn)生電路CGC集群。如果一個時間同步裝置TSA發(fā)生故障，例如如果一個時鐘產(chǎn)生電路CGC發(fā)生故障，則生態(tài)系統(tǒng)中的剩余的時間同步裝置TSA繼續(xù)產(chǎn)生精確時間PT， 從而確保在單個或多個故障情況中，精確時間PT的完美產(chǎn)生。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN中分配精確時間PT時，優(yōu)選地建立同樣的冗余原理。因為重要的是數(shù)據(jù)處理器DP接收精確時間PT，因此可以進行冗余，例如精確時間的重發(fā)，以確保精確時間到達期望該精確時間PT的數(shù)據(jù)處理器DP。在精確時間PT無法到達特定的數(shù)據(jù)處理器DP的情況下，這可以影響整個風(fēng)力發(fā)電站的性能。還可以采用附加數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的形式建立數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN中的冗余，因此在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN中出現(xiàn)例如線纜斷裂或缺陷網(wǎng)絡(luò)開關(guān)等故障的情況下，精確時間PT經(jīng)由附加數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器DP。這種附加數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可以例如是無線網(wǎng)絡(luò)，光網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)該注意到，可以在例如風(fēng)力渦輪機WT處集中地接收精確時間PT，并且隨后經(jīng)由風(fēng)力渦輪機WT的內(nèi)部LAN將精確時間PT分配到風(fēng)力渦輪機WT的數(shù)據(jù)處理器DP。時間同步裝置TSA可以是實現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電站中的軟件或硬件，該軟件或硬件例如作為中央控制器CC的一部分或作為獨立單元。時間同步裝置TSA例如通過將精確時間PT 分配/廣播到風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)的數(shù)據(jù)處理器DP的至少一部分來連續(xù)地進行通信?？梢越柚鷶?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN和以上描述的方法來分配精確時間PT。如所描述地，精確時間PT創(chuàng)建了時域，在例如風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的變電站SUB和風(fēng)力渦輪機WT中分配的數(shù)據(jù)處理器DP的至少一部分參照該時域。這些數(shù)據(jù)處理器DP內(nèi)的時鐘信號參照來自時間同步裝置TSA的精確時間PT。以反映精確時間PT的精度的精度，這些數(shù)據(jù)處理器的時域或時鐘信號由此變得與精確時間信號PT同步。因此，可以利用反映精確時間信號PT的精度的精確時間戳來將在不同風(fēng)力渦輪機WT中同時發(fā)生的事件記錄在相應(yīng)的風(fēng)力渦輪機WT中。應(yīng)該注意到，不止一個同步時域參照同一精確時間信號PT。還應(yīng)該注意到，第一同步時域可以參照第一精確時間PT，第二同步時域可以參照第二全局精確時間PT，第N同步時域可以參照第N全局精確時間信號PT等。每個風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB可以包括若干如圖3a中所說明的數(shù)據(jù)處理器 DP，并且這些數(shù)據(jù)處理器DP中的期望部分的數(shù)據(jù)處理器可以被選擇為同步。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電站 WPP的期望數(shù)量的數(shù)據(jù)處理器DP同步時，即對精確時間PT的精度具有共同的理解時，可以執(zhí)行非常精確且可靠的控制和分析，例如比較在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中發(fā)生的特定事件或事件的影響。圖北說明了風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP，其中時間同步裝置TSA位于該風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的外部。位于外部的時間同步裝置TSA可以例如經(jīng)由無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)WDCN、諸如GPS之類的地球衛(wèi)星系統(tǒng)或優(yōu)選地通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)線纜/光纖數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的元件通信?？梢匀鐖D3a所描述的那樣建立圖北說明的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的元件的數(shù)據(jù)處理器 DP之間的時間同步。因此，來自同步裝置TSA的精確時間PT可以獨立于風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的現(xiàn)有的內(nèi)部時間信號，并且由此精確時間PT變?yōu)榛鶞?zhǔn)信號。應(yīng)該注意到，它與使例如風(fēng)力渦輪機WT或變電站SUB的全部數(shù)據(jù)處理器DP同步無關(guān)。另外，應(yīng)該注意到，在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的元件(也稱為系統(tǒng)元件)內(nèi)分配數(shù)據(jù)處理器DP， 使得一個系統(tǒng)元件包括多個數(shù)據(jù)處理器，而另一系統(tǒng)元件僅包括幾個數(shù)據(jù)處理器或甚至根本不包括數(shù)據(jù)處理器。圖3c和圖3d說明了具有兩組風(fēng)力渦輪機WTl、WT2和精確時間同步裝置TSA的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以包括一個或多個時間同步裝置TSA參照的內(nèi)部或外部主時間同步裝置MTSA。時間同步裝置TSA可以包括一個或多個時鐘產(chǎn)生單元⑶或者可以從屬于主精確時間同步裝置MTSA的主時鐘MC。主精確時間同步裝置MTSA可以位于風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)或如圖3a中所描述地，位于風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的外部。在時間同步裝置TSA包括不止一個時鐘產(chǎn)生單元⑶或時鐘產(chǎn)生電路CGC的情況下，這些時鐘產(chǎn)生單元⑶可以在時間同步裝置TSA內(nèi)形成一個或多個時鐘產(chǎn)生單元⑶集群。因此，這種時間同步裝置TSA變?yōu)槿蒎e的，這是因為如果一個時鐘產(chǎn)生電路CGC發(fā)生故障，則該集群的另一時鐘產(chǎn)生電路CGC確保時間同步裝置TSA的功能。另外，當(dāng)這種容錯的時間同步裝置TSA被連接在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN中時，這種網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槿蒎e的，即時間同步裝置TSA隨后形成容錯的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。在這種網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)中， 在一個時間同步裝置TSA故障的情況下，包括時鐘產(chǎn)生單元CU集群的多個時間同步裝置 TSA互相補償，由此確保時間同步裝置TSA總能夠創(chuàng)建并且分配精確時間PT。所示出的風(fēng)力渦輪機WT1、WT2和變電站SUB1、SUB2的數(shù)據(jù)處理器DPI、DP2根據(jù)源自時間同步裝置TSA或主時間同步裝置MTSA的至少一個精確時間PT而同步。根據(jù)本發(fā)明的實施例，從諸如所說明的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP等風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的全部元件都使用精確時間信號PT的意義上來講，精確時間PT是全局性的。即使未作說明，但是與所說明的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP通信的外部風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)也可以使用精確時間信號PT?；跀?shù)據(jù)處理器DPI、DP2的性能/特性，數(shù)據(jù)處理器DPI、DP2被同步到全局精確時域。在圖3c所示出的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中，第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器DPl依照精確時間PT的精度并且例如也依照精確時間PT的頻率。這與不依照精確時間PT的精度的第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器DPl相反。因此，對于數(shù)據(jù)處理器DP1，不能利用精確時間PT的全部潛力。應(yīng)該注意到，精確時間PT仍然可以用于同步數(shù)據(jù)處理器DP1，但是數(shù)據(jù)處理器DPl的精度無法比數(shù)據(jù)處理器DPl的硬件和/或軟件的精度好。請見對圖4a-4g的描述而對精度的進一步解釋。通過基于來自時間同步裝置TSA的精確時間PT來同步第二類別2C的元件的數(shù)據(jù)處理器DP2，可以以反映該精確時間PT的精度的精度來獲得測量值。對于測量值，應(yīng)該注意至IJ，可以利用時間和日期為所述測量值添加時間戳，所述時間和日期在后分析中可以是有價值的信息。這樣的測量值可以例如用在例如風(fēng)力渦輪機的性能或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的故障分布的統(tǒng)計或分析中，用在例如風(fēng)力渦輪機的測試中，用作控制風(fēng)力渦輪機的基礎(chǔ)等等。所示出的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP包括多個數(shù)據(jù)處理器DPI、DP2，所述多個數(shù)據(jù)處理器 DPI、DP2可以根據(jù)性能，例如數(shù)據(jù)處理器的精度來分類。在圖3c和圖3d所說明的實施例中，數(shù)據(jù)處理器DP1、DP2被分為第一類別IC和第二類別2C。應(yīng)該注意到根據(jù)本發(fā)明，可以具有多個類別，并且并非所有數(shù)據(jù)處理器都必須被分類。類別(第一類別IC和第二類別2C)用于對能夠滿足與精度有關(guān)的不同需求的數(shù)據(jù)處理器進行區(qū)分。因此，與第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器DPl相比，第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器 DP2可以更精確地處理數(shù)據(jù)。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中的數(shù)據(jù)處理器DP的分類例如對于風(fēng)力發(fā)電站控制是有利的。這是因為從下面的意義上來講，即新的風(fēng)力渦輪機型號被開發(fā)、現(xiàn)有風(fēng)力渦輪機的控制單元由新控制單元替代、現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電站被擴大使得不同的風(fēng)力渦輪機型號或者甚至來自不同制造商的風(fēng)力渦輪機都被設(shè)置于同一風(fēng)力發(fā)電站中，今天的風(fēng)力發(fā)電站和風(fēng)力渦輪機是動態(tài)發(fā)展的。因此，在同一風(fēng)力發(fā)電站或風(fēng)力渦輪機之內(nèi)，使用能夠滿足不同精度需求的數(shù)據(jù)處理器。典型地，在豎立風(fēng)力渦輪機時，這種新風(fēng)力渦輪機的數(shù)據(jù)處理器將是快的并且精確的，并由此根據(jù)以上的示例，這種新風(fēng)力渦輪機的數(shù)據(jù)處理器是第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器DP2中的部分。如果將這種風(fēng)力渦輪機添加到具有風(fēng)力渦輪機(該風(fēng)力渦輪機具有第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器DPI)的現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電站中，則該風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP將包括兩種類別的數(shù)據(jù)處理器DP1、DP2。同樣適用于包括控制元件的現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其中這種控制元件的數(shù)據(jù)處理器將是第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器DPI。如果這種控制元件例如由于缺陷而由新控制元件替換，則新控制元件中的數(shù)據(jù)處理器DP2典型地具有第二類別2C。因此，現(xiàn)有風(fēng)力渦輪機則將包括第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器DPl和第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器DP2。當(dāng)然，將數(shù)據(jù)處理器分類為例如第一類別IC和第二類別2C不只取決于數(shù)據(jù)處理器是否被替換。新的風(fēng)力渦輪機可以包括不同精度的數(shù)據(jù)處理器；因此，包括全部新風(fēng)力渦輪機的風(fēng)力發(fā)電站的數(shù)據(jù)處理器也可以被分類為不止一個類別。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理器的生產(chǎn)日期、固件版本、性能等決定數(shù)據(jù)處理器屬于哪一個類另IJ。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以通過選擇風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的期望數(shù)據(jù)處理器以及通過測試或者通過定義該數(shù)據(jù)處理器類別的查找表來人工地將數(shù)據(jù)處理器分為一個類別或多個類別。通過使用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的差別控制，可以將如上所述的具有第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器DPl和第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器DP2的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制最優(yōu)化。其中基于數(shù)據(jù)處理器屬于哪一個類別來控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理器。應(yīng)該注意的是，可以將具有不止一個類別的同步數(shù)據(jù)處理器的根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的控制完全控制為不對同步數(shù)據(jù)處理器分類的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP。分類并且同步的數(shù)據(jù)處理器可以促使根據(jù)其控制風(fēng)力發(fā)電站，并且至少在某些情況中這是有利的。這例如是因為可以在多個風(fēng)力渦輪機中同步獲得精確的測量值，例如用于控制或分析、例如針對機械應(yīng)力的降低而快速且精確地激活致動器、對風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)或來自電網(wǎng)的故障進行響應(yīng)和分析、能量生產(chǎn)的場寬廣控制(park wide control)，例如在電壓下降、噪聲等情況下能夠向電網(wǎng)支持無功功率。如圖3c所示，風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP連接到電網(wǎng)⑶。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP包括分別具有數(shù)據(jù)處理器DPl和DP2的第一類別IC的風(fēng)力渦輪機WTl和第二類別的風(fēng)力渦輪機WT2。因此， 可以比第一類別IC的元件的類似控制和測量更精確地執(zhí)行第二類別2C的元件的時間臨界控制和測量。在如圖3c所示的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中，諸如短路、閃擊、電網(wǎng)故障等故障都可能發(fā)生。如果在電網(wǎng)GD中發(fā)生導(dǎo)致例如改變電網(wǎng)上的基本電壓的振幅或頻率的電網(wǎng)干擾 (事件或故障)，則風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中的一些或全部功率變換器能夠利用例如增加或減少的有功功率或無功功率的高同步控制來支持電網(wǎng)GD。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP必須在檢測到電網(wǎng)電壓中的干擾后快速并且精確地作出反應(yīng)，優(yōu)選地在公用電網(wǎng)上的基本電壓的頻率的一個周期內(nèi)(即快于10-15ms)作出反應(yīng)。優(yōu)選地，在公共耦合點PCC處測量電網(wǎng)電壓中的干擾。在本發(fā)明的實施例中，第二類別2C的風(fēng)力渦輪機WT2包括具有少于0. 5微秒的抖動的數(shù)據(jù)處理器DP2，并且同時這些數(shù)據(jù)處理器DP2能夠以快于1微秒的速度處理數(shù)據(jù)。不應(yīng)該一定按照字面對這一點進行理解，第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器DP2也完全可以參考精確時間PT在精確的時間點使能一個或多個控制輸出的激活。因此，第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器DP2能夠在激活之前及時地完成例如控制輸出的處理，并且這不必一定使數(shù)據(jù)的執(zhí)行或處理快于1微秒。應(yīng)該注意到，數(shù)據(jù)處理器中提及的抖動可以是由諸如時鐘產(chǎn)生電路CGC、數(shù)據(jù)處理器的電氣或機械結(jié)構(gòu)中的熱量、延遲等不同的源產(chǎn)生的總抖動。具有一組快速精確的數(shù)據(jù)處理器并且該組數(shù)據(jù)處理器的控制能夠獨立于其它數(shù)據(jù)處理器的優(yōu)點的另一示例是在跟蹤風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中的故障起源的情況中。如果第二類別2C的風(fēng)力渦輪機WT2的數(shù)據(jù)處理器DP2具有更快的數(shù)據(jù)處理速度并且具有比風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)發(fā)生的故障的分布更好的精度，則可以記錄當(dāng)在每個風(fēng)力渦輪機WT2中檢測到故障時的時間、數(shù)據(jù)和其它參數(shù)，并由此獲得更好的機會來分析這種故障并且從這種故障得到教訓(xùn)。因此，在第一風(fēng)力渦輪機中，在時間TO處記錄故障，在鄰近的風(fēng)力渦輪機中在時間Tl處記錄故障等。應(yīng)該注意到，術(shù)語數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)的軟件處理和硬件處理二者。在需要例如數(shù)據(jù)的精確的高速時間戳的情況下，優(yōu)選的是由硬件執(zhí)行這種精確的高速時間戳。具有一組快速精確的數(shù)據(jù)處理器DP2并且該組數(shù)據(jù)處理器DP2的控制能夠獨立于其它數(shù)據(jù)處理器DPl的優(yōu)點的另一示例是在風(fēng)力渦輪機WT必須與風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的功率產(chǎn)生部分去耦合的情況中。優(yōu)選地，當(dāng)風(fēng)力渦輪機WT輸出的正弦波為零時進行去耦合以便使由于風(fēng)力渦輪機WT的去耦合所導(dǎo)致的噪聲排放最小化。該去耦合可以由單個風(fēng)力渦輪機WT內(nèi)的功率變換器PC來控制并且根據(jù)本發(fā)明以反映精確時間PT的精度來控制。此外，應(yīng)該注意到，由于精確的基準(zhǔn)信號，可以預(yù)測發(fā)射噪聲的特性，例如正弦信號上的諧波，并因此可以使用功率變換器PC來對在正弦信號上的諧波整形，該正弦信號上的諧波補償在風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中的其它風(fēng)力渦輪機WT中發(fā)生的諧波。具有一組快速精確的數(shù)據(jù)處理器并且該組數(shù)據(jù)處理器的控制能夠獨立于其它數(shù)據(jù)處理器的優(yōu)點的另一示例是在控制風(fēng)力渦輪機WT輸出的正弦功率時。功率變換器PC對正弦輸出整形，并且取決于開關(guān)的切換時間，可以控制輸出的頻率、相位角、振幅等。在圖3d所示出的風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP中，數(shù)據(jù)處理器被劃分為多個類別(1、2.....η)
的數(shù)據(jù)處理器DP1、DP2.....DPn,并且還示出了沒被分類的數(shù)據(jù)處理器DPno。不同的類別
包括具有不同特性的數(shù)據(jù)處理器，例如從類別22C中的高精度數(shù)據(jù)處理器DP2到例如基于低精度而未被分類的數(shù)據(jù)處理器DPno。風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的諸如風(fēng)力渦輪機WT和變電站SUB等元件，每個都包括不同類別中的數(shù)據(jù)處理器。應(yīng)該注意到，關(guān)于圖3c和3d，不止一個基準(zhǔn)信號(也被稱為精確時間PT或時鐘信號)可以被分配在風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP內(nèi)并且可以被用作數(shù)據(jù)處理器的控制和同步的基礎(chǔ)。禾Ij 用相同的方式，未分類的數(shù)據(jù)處理器和不同類別中的數(shù)據(jù)處理器可以全部使用諸如精確時間PT或其它時鐘信號等同一基準(zhǔn)信號。另外，應(yīng)該指出，如果基于除了精度外的其它參數(shù)來分類數(shù)據(jù)處理器，則同一數(shù)據(jù)處理器可以在不止一個類別中。于是，同一數(shù)據(jù)處理器既可以在一個定義非常精確的數(shù)據(jù)處理器的類別中又可以在另一個定義以非常高的頻率處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理器的類別中。在該情況中，作為對電網(wǎng)故障的響應(yīng)，風(fēng)力發(fā)電站W(wǎng)PP的中央控制器CC可以通過使用數(shù)據(jù)處理器的一個或多個類別來控制風(fēng)力渦輪機。通過將信號從中央控制器CC發(fā)送到精度需要被查明的數(shù)據(jù)處理器來完成上述根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理器的分類，并且然后使用在/來自數(shù)據(jù)處理器的響應(yīng)的信息來分類。另一種對現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理器分類的方法可以是具有軟件的計算機，該軟件被開發(fā)用于測試連接到數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)處理器并由此測試并且獲得數(shù)據(jù)處理器的信息。當(dāng)替換包括數(shù)據(jù)處理器的單元時，在將具有新數(shù)據(jù)處理器的單元安裝在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中之前，可以測試該具有新數(shù)據(jù)處理器的單元。當(dāng)將數(shù)據(jù)處理器分類時，上面的方法當(dāng)然可以被補充到制造商的數(shù)據(jù)處理器的性能的信息上。應(yīng)該注意到，也可以利用除了上述方法之外的其它方法來查明用于對數(shù)據(jù)處理器分類的特性，例如數(shù)據(jù)處理器的精度。應(yīng)該注意到，同步的數(shù)據(jù)處理器可以被用于同步航空燈(aviation light)。圖4a_4g通過所示出的隨著時間延伸的信號來說明了什么被理解為根據(jù)本發(fā)明的抖動和精度。在諸如數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)DCN等數(shù)據(jù)通信信道中，由于時間同步裝置TSA和數(shù)據(jù)處理器DP之間的物理距離而發(fā)生傳播延遲。因此，發(fā)生了延遲，即從精確時間PT被從時間同步裝置TSA發(fā)送的時間到在數(shù)據(jù)處理器DP處對其記錄的時間。為了校正這種延遲并由此獲得與來自時間同步裝置TSA的精確時間PT同相的數(shù)據(jù)處理器中的時域，可以使用諸如例如IEEE-1588等時間協(xié)議來分配精確時間PT。無論使用時間協(xié)議IEEE-1588、新開發(fā)的時間協(xié)議還是時鐘產(chǎn)生電路CGC集群，時間協(xié)議都包括用于使每個數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間記號的相位或時間與精確時間信號對準(zhǔn)的嵌入機制。這種機制可以取決于使用的協(xié)議并且可以是軟件以及硬件支持的，其中硬件支持的機制典型地是最精確的。在一個示例中，軟件支持的機制可以確保比士IOOys好的精度，而硬件支持的機制可以確保比士 IOOns好的精度。基于圖中示出的信號，描述了與本發(fā)明有關(guān)的抖動的理解。與期望的理想時鐘(例如來自時間同步裝置TSA的精確時間PT信號或從它得到的時鐘)的上升沿或下降沿相比，數(shù)據(jù)處理器中的抖動根據(jù)本發(fā)明被理解為數(shù)據(jù)處理器DP的內(nèi)部時鐘的上升沿或下降沿的時變位移。相應(yīng)地，兩個相鄰時鐘周期的長度發(fā)生變化，這就是為什么該抖動有時也被稱為相鄰周期間抖動的原因。單位間隔經(jīng)常被用于定義抖動，并且通過根據(jù)數(shù)據(jù)處理器的時鐘被同步到理想時鐘的幾分之一(fraction)來定義數(shù)據(jù)處理器中的時鐘的抖動，從而將單位間隔用于定義抖動。圖如說明了相對于時鐘信號(例如數(shù)據(jù)處理器DP的內(nèi)部時鐘或時間記號)的一個周期的可允許單位間隔的一個定義。所說明的時鐘信號中的抖動可以發(fā)生在陰影區(qū)域J 內(nèi)，因此相對于該時鐘信號的可允許抖動是周期信號的1/8。當(dāng)然，也可以由諸如例如微秒、納秒或皮秒等絕對單位或根據(jù)度數(shù)或弧度來定義抖動。應(yīng)該強調(diào)，所有圖中示出的信號僅是用于說明的目的，并因此對于其它信號，周期可以例如是從跳變到跳變。此外，所說明的抖動的大小與所說明的信號相比是非常大的，這是因為圖4a_4h僅是用于說明的目的。在圖中，抖動J、Jl、J2、JPT、JDP、JS、JF被示意性地示出為陰影區(qū)域，該陰影區(qū)域可以表示所示出的抖動是確定的。這也是事實，但是抖動往往以高斯分布的形式隨機地發(fā)生，該高斯分布以時鐘信號的預(yù)期理想邊沿為中心。圖4a_4d所示出的信號PT、IT、IT1、IT2全部是同相地，因此所提及信號的第一邊沿全部在時間TO處、第二邊沿在時間Tl處等等。此外，這是出于說明的目的；信號IT、IT1、 ΙΤ2是參照精確時間信號PT劃分的，使得這些信號的頻率低于精確信號PT的頻率。信號 IT、ITl和IT2也可以是精確信號PT的倍頻，從而得到高于精確信號PT的頻率。圖4b示出了源自時間同步裝置TSA的精確時間PT ；因此，該精確時間PT可以被理解為數(shù)據(jù)處理器DP的內(nèi)部時鐘/內(nèi)部時間記號被同步到的全局主時鐘。精確時間信號 PT在此處被示出為沒有抖動的理想信號。圖如示出了表示數(shù)據(jù)處理器DP的內(nèi)部時鐘或內(nèi)部時間記號IT的信號。如上所述，來自時間同步裝置TSA的精確時間PT和精確時間協(xié)議確保了精確時間PT和內(nèi)部時間記號IT是同步的并且是同相的?；诰_時間協(xié)議來創(chuàng)建基準(zhǔn)信號，該基準(zhǔn)信號可以被說成是由于它的能力來控制抖動以在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中建立低抖動全局精確時間PT，但是因為數(shù)據(jù)處理器利用異相的分立內(nèi)部時鐘而運行，因此基準(zhǔn)信號不可能完全去除抖動。因此，時間協(xié)議無法控制的是在數(shù)據(jù)處理器中發(fā)生的抖動，例如相對于內(nèi)部時間記號IT的上升沿的抖動，根據(jù)所說明的示例，期望該內(nèi)部時間記號IT的上升沿與圖4b的精確時間PT的上升沿是同時發(fā)生的。在圖如中，抖動發(fā)生兩次，即在時間T2和時間T5。 由于所示出的抖動，T2和T5處的上升沿和下降沿不與圖4b中示出的精確時間PT的邊沿同步。上升沿被預(yù)期的時間T2與上升沿實際發(fā)生的時間T2J之間的陰影區(qū)域J是由數(shù)據(jù)處理器引入的不確定度，并且這被定義為發(fā)生在數(shù)據(jù)處理器中的抖動。因此，該數(shù)據(jù)處理器啟動的控制或測量的精度不能比數(shù)據(jù)處理器中允許的抖動更精確。圖4d示出了第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間記號IT2的精度，并且圖如示出了第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間記號ITl的精度。另外，應(yīng)該記住，與風(fēng)力渦輪機中使用的數(shù)據(jù)處理器中的單位間隔相比，抖動與周期(單位間隔)之間的比值被示出是非常大的。圖4d和圖如示出了分別由第一類別IC和第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器滿足的要求。 第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器必須比第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器精確(較少的抖動)。這由以下事實來說明，即定義第二類別2C的數(shù)據(jù)處理器的可允許抖動的區(qū)域J2小于定義第一類別IC的數(shù)據(jù)處理器中的可允許抖動的區(qū)域J1。圖4f示出了將具有低精度的數(shù)據(jù)處理器DP與具有高精度的精確時間PT同步的結(jié)果。在該情況中，因為精確時間信號PT中的抖動與數(shù)據(jù)處理器DP中的抖動相比非常小并由此可以被忽略，所以對輸出信號中的抖動的限制反映了對數(shù)據(jù)處理器DP中的抖動的限制。因此，即使將高精度信號饋送到數(shù)據(jù)處理器DP，該數(shù)據(jù)處理器DP在處理數(shù)據(jù)、開始控制或測量等時也不能夠利用該精確信號的全部潛力。圖4f中說明了這一點。表示精確時間PT中的允許抖動的區(qū)域JPT小于表示來自數(shù)據(jù)處理器的輸出信號OS中的允許抖動的區(qū)域JDP。如果數(shù)據(jù)處理器DP中的允許抖動大于精確時間PT中的允許抖動，則輸出信號OS中的抖動由數(shù)據(jù)處理器DP中的允許抖動來決定。相應(yīng)地，如果數(shù)據(jù)處理器中的允許抖動小于精確時間PT中的允許抖動，則精確時間PT決定輸出信號OS中的抖動。在精確時間信號PT中的抖動和數(shù)據(jù)處理器DP中的抖動不可以被忽略的情況下， 最壞情況的抖動可以是精確時間信號PT中的抖動與數(shù)據(jù)處理器DP中的抖動的相加。根據(jù)本發(fā)明的實施例，精確時間信號的頻率、數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時間記號等可以移去對抖動的關(guān)注。圖4g示出了幾乎沒有抖動JS的低頻信號LFS并且圖4g示出了對抖動JF沒有要求的高頻信號HFS，兩種信號都可以表示數(shù)據(jù)處理器中的內(nèi)部時間記號。
即使結(jié)果是圖4h中示出的信號LFS中的允許抖動JF大于圖4g中示出的信號HFS 中的允許抖動JS，具有圖4h中示出的內(nèi)部時間記號的數(shù)據(jù)處理器也比具有圖4g中示出的內(nèi)部時間記號的數(shù)據(jù)處理器更精確地處理數(shù)據(jù)、開始控制或測量。僅僅因為在甚至具有大抖動JF的高頻信號HFS中存在許多上升沿，所以出現(xiàn)比在低頻中更多的周期。從而，使用高頻信號HFS的數(shù)據(jù)處理器可以比使用具有較少周期的低頻信號LFS的數(shù)據(jù)處理器更精確地開始例如控制或測量或者更加靠近控制或測量的期望時間點。當(dāng)在多個數(shù)據(jù)處理器中同時執(zhí)行控制指令時，優(yōu)選的是在數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部具有精確的內(nèi)部時間記號，這是因為抖動越小，多個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的控制就越同步。當(dāng)要將測量值記錄在多個風(fēng)力渦輪機中以便用于例如定位故障時，優(yōu)選的是具有快的信號，即使該信號具有大的抖動。這是因為快但非精確的數(shù)據(jù)處理器比慢但精確的數(shù)據(jù)處理器具有更多的邊沿，在該邊沿上能夠記錄測量值。應(yīng)該注意的是，在實際的使用中，具有低抖動的數(shù)據(jù)處理器對于處理與時間臨界控制和測量有關(guān)的數(shù)據(jù)而言是優(yōu)選的。關(guān)于以上的內(nèi)容，應(yīng)該指出，大抖動或小抖動是參照時間的；因此，相對于信號的一個周期的時間，大抖動典型地被理解為多個微秒。應(yīng)該指出，可以將抗抖動電路設(shè)計為減少數(shù)據(jù)處理器的內(nèi)部時鐘中的抖動等級， 以使數(shù)據(jù)處理器DP能夠符合精度要求，否則其是不可能的?？苟秳与娐房梢酝ㄟ^對輸出脈沖進行重定時來工作，因此它們更緊密地對準(zhǔn)理想的脈沖信號，抗抖動電路的示例包括鎖相環(huán)、延遲鎖定環(huán)等。此外，可以使用不同用途的緩沖區(qū)來減少抖動等級。根據(jù)本發(fā)明，可以以任意組合方式對參照圖l_4h中示出的圖所描述的多個實施例進行組合。
權(quán)利要求
1.一種控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括多個系統(tǒng)元件，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括在所述系統(tǒng)元件中分配的多個數(shù)據(jù)處理器，所述方法包括以下步驟使所述數(shù)據(jù)處理器中的至少一部分與從時間同步裝置分配到所述數(shù)據(jù)處理器的至少一個基準(zhǔn)信號同步，使所述數(shù)據(jù)處理器與本地時鐘產(chǎn)生電路相關(guān)聯(lián)，其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的第一子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的所述本地時鐘產(chǎn)生電路具有高于或等于預(yù)定閾值的峰峰值追蹤抖動，其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的第二子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的所述本地時鐘產(chǎn)生電路具有小于所述預(yù)定閾值的峰峰值追蹤抖動，至少部分地通過所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)處理器來控制至少一個所述系統(tǒng)元件，其中所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器對與所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路的抖動敏感，并且至少部分地通過所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)處理器來控制至少一個所述系統(tǒng)元件，所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器基于所述至少一個基準(zhǔn)信號，同時對與所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器中的所述數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路的抖動敏感，從而，利用所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器來在所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中進行高精度控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中將所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器用于所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的能量存儲裝置的功率變換器的高精度控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中將所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器用于所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機或變電站的功率變換器的高精度控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中功率變換器的所述高精度控制能夠使風(fēng)力渦輪機控制器和變電站控制器相對于所述基準(zhǔn)信號調(diào)節(jié)它們的脈沖寬度調(diào)制器的相位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中將所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器用于所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集的高精度控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中所述預(yù)定閾值是在0. 1微秒到10微秒的范圍中選擇的，優(yōu)選地在0. 1微秒到2微秒的范圍中選擇的， 并且最優(yōu)選地在0. 35微秒到0. 65微秒的范圍中選擇的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路具有高于或等于預(yù)定閾值的峰峰值相鄰周期間抖動，并且其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的所述第二子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的本地時鐘產(chǎn)生電路具有小于所述預(yù)定閾值的峰峰值相鄰周期間抖動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中所述數(shù)據(jù)處理器是風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)力渦輪機控制器、變電站控制器或中央控制器的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中所述基準(zhǔn)信號表示的時間精確到最接近于微秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中所述第一子集的數(shù)據(jù)處理器中的數(shù)據(jù)處理器被同步到所述基準(zhǔn)信號的導(dǎo)數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中所述基準(zhǔn)信號由所述時間同步裝置包括的一個或多個時鐘產(chǎn)生單元產(chǎn)生，并且其中所述時間同步裝置由此形成容錯的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中所述預(yù)定閾值是在0.1微秒到1微秒的范圍中選擇的。
13.根據(jù)權(quán)利要求6至12中的任一項所述的控制風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，其中所述百分比預(yù)定閾值是在由所述本地時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的時鐘周期的0. 到10%的范圍中選擇的，優(yōu)選地在由所述本地時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的時間周期的0. 2%到3%的范圍中選擇的， 并且最優(yōu)選地在由所述本地時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生的時間周期的0. 5%到1. 5%的范圍中選擇的。
14.一種用于執(zhí)行在權(quán)利要求1-11中所述的方法的系統(tǒng)。
全文摘要
一種控制包括多個系統(tǒng)元件的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括在所述系統(tǒng)元件中分配的多個數(shù)據(jù)處理器，所述方法包括以下步驟使所述數(shù)據(jù)處理器中的至少一部分與從時間同步裝置分配到所述數(shù)據(jù)處理器的至少一個基準(zhǔn)信號同步，使所述數(shù)據(jù)處理器與本地時鐘產(chǎn)生電路相關(guān)聯(lián)，其中與所述數(shù)據(jù)處理器中的第一子集的數(shù)據(jù)處理器相關(guān)聯(lián)的所述本地時鐘產(chǎn)生電路具有高于或等于預(yù)定閾值的峰峰值追蹤抖動，并且其中所述數(shù)據(jù)處理器中的第二子集具有小于所述預(yù)定閾值的峰峰值追蹤抖動，至少部分地通過所述數(shù)據(jù)處理器中的所述第一子集或第二子集來控制至少一個所述系統(tǒng)元件。
文檔編號H04J3/06GK102460891SQ201080026542
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者J·本特松 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團公司