DE10222296A1 - Wind power installation planning and configuration method uses a graphical editor for topological design of the various components and operating means with a final consistency testing step - Google Patents
Wind power installation planning and configuration method uses a graphical editor for topological design of the various components and operating means with a final consistency testing stepInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten, graphisch orientierten Konfigurieren und Spezifizieren einer Kraftanlage, insbesondere einer Windkraft- bzw. Windenergieanlage, welches sowohl technische als auch topologische Betriebsmitteldaten bzw. Anlagenkomponentendaten berücksichtigt. Ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ebenfalls beansprucht. The invention relates to a method for computer-based, graphically oriented Configuration and specification of a power plant, in particular a wind power or Wind turbine, which is both technical and topological Equipment data or system component data taken into account. A system to carry out the inventive method is also claimed.
Die herkömmliche Planung von Kraftanlagen, insbesondere Windkraftanlagen, erfolgt zunächst auf dem Papier, das heißt die topologische Struktur bzw. der topologische Aufbau einer Kraftanlage, insbesondere einer Windkraft- oder Windenergieanlage, wird graphisch erfaßt und auf Papier dargestellt. Hierbei sind die in der Kraftanlage eingesetzten Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten jeweils einzeln, von Hand in den entsprechenden Aufbauplan zu integrieren, was einen erheblichen Aufwand bedeutet. Immer häufiger werden deshalb zur Planung auch CAD-Anlagen eingesetzt, da sie bei gleichzeitig sauberer, übersichtlicher Darstellung der jeweiligen Kraftanlage ein gegenüber der herkömmlichen Vorgehensweise effizienteres Arbeiten sowie eine höhere Flexibilität bei der Berücksichtigung und Implementierung von Änderungsinformationen bzw. -wünschen erlauben. The conventional planning of power plants, in particular wind power plants, takes place first on paper, that is the topological structure or topological Construction of a power plant, in particular a wind power or wind energy plant, is graphically recorded and presented on paper. Here are those in the power plant used equipment and / or system components individually, by hand in the to integrate the corresponding construction plan, which means a considerable effort. CAD systems are therefore increasingly being used for planning, since they are used for at the same time a cleaner, clearer representation of the respective power plant compared to the conventional approach, work more efficiently and higher Flexibility in considering and implementing change information Allow or wish.
In Ergänzung der graphisch erfaßten topologischen Struktur werden für die weitere Planung und Konfiguration der beispielsweise Windenergieanlage relevante technische und kostenspezifische Informationen separat erfaßt und in wenigstens einem weiteren Datensatz, der beispielsweise Materiallisten und/oder Rechenblätter enthält, gespeichert. Die graphisch topologische Darstellung kann hierbei nur rudimentäre Informationen, die jeweilig eingesetzte Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenart betreffend, vermitteln, beispielsweise ob es sich bei dem jeweilig eingesetzten Betriebsmittel um eine Turbine, einen Konverter, eine Schaltanlage, ein Kabel oder einen Transformator handelt. In addition to the graphically recorded topological structure for the further Planning and configuration of the relevant technical wind turbine, for example and cost-specific information recorded separately and in at least one other Data record that contains, for example, material lists and / or spreadsheets, saved. The graphical topological representation can only be rudimentary Information, the type of equipment and / or system component used regarding, convey, for example, whether it is the respective equipment used a turbine, a converter, a switchgear, a cable or a Transformer acts.
Nachteilig lassen sich bei bekannten Verfahren topologische Information nicht im gewünschten Umfang mit anderen betriebsmittelspezifischen Informationen, insbesondere technischer, finanzieller bzw. kostenspezifischer, planungs- oder instandhaltungstechnischer Art, verknüpfen. Relevante technische und kostenspezifische Betriebsmittelinformationen sind der übersichtlichen und leicht aufzunehmenden topologischen Darstellung nicht entnehmbar. Eine separat geführte, ergänzende tabellarische Darstellung bzw. Auflistung technischer und kostenspezifischer Informationen ist jedoch nur bedingt geeignet, den nötigen Informationsbedarf bereitzustellen, da tabellarische Darstellungen in aller Regel nur wenig übersichtlich sind und die enthaltenen bzw. entnehmbaren Informationen nur schwer zugänglich sind. Eine Verknüpfung und übersichtliche Darstellung der verschiedenen Betriebsmittelinformationen und demgemäß eine effiziente und konsistente Spezifizierung und Konfigurierung der Kraftanlage ist demgemäß auf herkömmliche Art und Weise nicht zu erreichen. Disadvantageously, topological information cannot be found in known methods desired scope with other resource-specific information, in particular technical, financial or cost-specific, planning or maintenance-related type, link. Relevant technical and cost-specific Equipment information is the clear and easy to record topological Not removable. A separate, supplementary tabular presentation or listing of technical and cost-specific information is only conditional suitable to provide the necessary information, as tabular representations are usually not very clear and the contained or removable Information is difficult to access. A shortcut and clear Presentation of the various equipment information and accordingly an efficient and consistent specification and configuration of the power plant is accordingly on conventional way not to achieve.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine effiziente und konsistente Konfigurierung und Spezifizierung einer Kraftanlage mit möglichst geringem Aufwand und auf möglichst einfache Art und Weise, unter Vermeidung vorgenannter Nachteile, zu ermöglichen. The invention is based on the problem of efficient and consistent configuration and specification of a power plant with as little effort as possible and as possible simple way, while avoiding the aforementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum rechnergestützten, graphisch orientierten Konfigurieren und Spezifizieren einer Kraftanlage gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie ein entsprechendes System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben. This task is accomplished using a computer-based, graphically oriented process Configuring and specifying a power plant solved, which in claim 1 Features specified. Advantageous embodiments of the method and are a corresponding system for performing the method according to the invention specified in further claims and the following description.
Verfahrensgemäß wird zum rechnergestützten, graphisch orientierten Konfigurieren und Spezifizieren einer Kraftanlage, insbesondere einer Windkraftanlage, eine Datenverarbeitungseinrichtung mit Anzeige- sowie Eingabevorrichtung, ein graphischer Editor mit Zeichenebene und wenigstens eine Datenbank, die mit der einen Datenverarbeitungseinrichtung zusammenwirkt, eingesetzt. Mittels des graphischen Editors wird zunächst der topologische Aufbau der Kraftanlage bestimmt. Hierzu wird eine jeweils in die Kraftanlage zu integrierende Betriebsmittel- oder Anlagenkomponentenart aus einer entsprechend vorkonfigurierten Datenbank und/oder Bibliothek ausgewählt und automatisiert ein entsprechendes Betriebsmittel oder eine entsprechende Anlagenkomponente bzw. ein der jeweiligen Art entsprechendes Symbol oder Icon als Repräsentant des jeweiligen Betriebsmittels oder der jeweiligen Anlagenkomponente in die Zeichenebene des graphischen Editors übertragen und dort topologisch geordnet bzw. angeordnet. According to the method, computer-aided, graphically oriented configuration and Specifying a power plant, in particular a wind power plant, a Data processing device with display and input device, a graphical editor Drawing level and at least one database that works with one Data processing device interacts, used. Using the graphic editor, first of all the topological structure of the power plant determines. For this purpose, one in each case Power plant type of equipment or plant component to be integrated from one selected according to preconfigured database and / or library and automates a corresponding piece of equipment or a corresponding system component or a symbol or icon corresponding to the respective type as representative of the respective equipment or the respective system component in the drawing level transferred to the graphic editor and arranged or arranged topologically there.
Für jede auswählbare Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenart wird verfahrensvorbereitend ein entsprechendes Datenblatt mit mehreren Datenfeldern, die eine Angabe und Erfassung jeweils artspezifischer Merkmale, wie beispielsweise der Ausgangsspannung eines Transformators, des jeweiligen Anschaffungspreises, technischer Details oder Spezifikationen, insbesondere der Länge und/oder des spezifischen Widerstandes eines Kabels in Ohm/Meter, erlauben, erstellt. Vorteilhaft können für ein jeweiliges Datenfeld mögliche bzw. erlaubte Eintragungen bereits auswählbar vorgegeben werden, beispielsweise Hersteller und/oder Modellreihe und/oder die weitere Spezifikation der jeweiligen Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenart betreffend. For each selectable type of equipment and / or system component In preparation for the process, a corresponding data sheet with several data fields, one Specification and recording of species-specific characteristics, such as the Output voltage of a transformer, the respective purchase price, technical Details or specifications, especially the length and / or the specific Resistance of a cable in ohms / meters, allow, created. Can be beneficial for one Possible or permitted entries can already be selected in the respective data field are specified, for example manufacturer and / or model series and / or the other Specification of the respective equipment and / or system component type.
Die verschiedenen Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenarten lassen sich somit vorteilhaft vermittels ihrer Datenblätter bereits im Vorhinein zumindest anteilig vorkonfigurieren, so daß spezifische Daten, die allen Betriebsmitteln und/oder Anlagenkomponenten der gleichen Art gemeinsam sind, nicht mehr für jedes einzelne Betriebsmittel individuell erfaßt werden müssen. Hierzu wird mittels des Datenblattes und den vorbestimmten Datenfeldern ein artspezifischer Datensatz erfaßt bzw. erstellt und abruf- sowie änderbar in einer Datenbank gespeichert. The different types of equipment and / or system components can be thus advantageously at least partially in advance by means of their data sheets preconfigure so that specific data that all resources and / or Plant components of the same type are common, no longer for every single one Equipment must be recorded individually. To do this, use the data sheet and a species-specific data record is recorded or created in the predetermined data fields and retrievable and changeable stored in a database.
Jeder in die Zeichenebene des graphischen Editors symbolhaft übertragenen Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponente wird automatisiert ein ihrer jeweiligen Art entsprechendes, vorkonfiguriertes Datenblatt zugewiesen. Das Datenblatt bzw. seine verschiedenen Feldeintragungen sind für jedes Betriebsmittel und/oder jede Anlagenkomponente fakultativ anzeigbar sowie individuell änder- bzw. anpaßbar. Die verschiedenen, topologisch geordneten Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten werden näher spezifiziert und konfiguriert, indem der jeweilig zugehörige Datensatz bzw. das jeweilig zugehörige Datenblatt durch Hinzufügung und/oder Änderung beispielsweise technischer Spezifikationsdaten und/oder kostenspezifischer Informationen individuell angepaßt wird. Each symbolically transferred to the drawing level of the graphic editor Equipment and / or system components are automated in their respective types corresponding pre-configured data sheet assigned. The data sheet or its Different field entries are for each resource and / or each System components can be optionally displayed and individually changed or adapted. The different, topologically ordered resources and / or system components are getting closer specified and configured by the respective associated data set or the respective associated data sheet by adding and / or changing, for example technical specification data and / or cost-specific information individually is adjusted.
Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten werden in der Zeichenebene des
graphischen Editors topologieabhängig und/oder selektiv, gegebenenfalls auch
vorgabenabhängig, über entsprechende Verbindungselemente, beispielsweise Kabel oder
Übertragungsleitungen, miteinander verknüpft, und basierend auf den topologischen
Informationen sowie den technischen Spezifikationsdaten der verschiedenen Betriebsmittel
und/oder Anlagenkomponenten wird automatisiert eine Konsistenzprüfung der
verfahrensgemäß erstellten Kraftanlagenkonfiguration durchgeführt. Im Rahmen der
Konsistenzprüfung wird anhand der zur Verfügung stehenden topologischen Informationen
und technischen Betriebsmittel- sowie Anlagenkomponentendaten beispielsweise
überprüft, ob
- - sich Ein- und Ausgangsspannung miteinander verbundener Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten entsprechen,
- - die Spannungscharakteristiken miteinander verknüpfter Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten, insbesondere hinsichtlich Gleich- oder Wechselspannung sowie hinsichtlich der Frequenz der Wechselspannung, kompatibel sind,
- - das zur Verknüpfung zweier Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten gewählte Verbindungselement aufgrund seiner technischen Spezifikationsdaten dazu geeignet ist,
- - Verknüpfungen zwischen zwei konkreten Betriebsmitteln und/oder Anlagenkomponenten überhaupt erlaubt sind,
- - die erlaubte Anzahl von eingehenden und/oder ausgehenden Verbindungen bzw. Verknüpfungen eines Betriebsmittels und/oder einer Anlagenkomponente eingehalten wird,
- - alle Komponenten über eine oder mehrere Sammelschienen miteinander verknüpft sind bzw. mit wenigstens einer Sammelschiene der Kraftanlage verbunden sind,
- - durch Verknüpfungen bzw. Verbindungen fehlerhafterweise Zyklen entstanden sind und
- - eine Komponente fehlerhafterweise mit sich selbst verknüpft worden ist.
- - Input and output voltage of interconnected equipment and / or system components correspond,
- the voltage characteristics of interconnected equipment and / or system components, in particular with regard to direct or alternating voltage and with regard to the frequency of the alternating voltage, are compatible,
- the connecting element selected for linking two operating resources and / or system components is suitable for this on the basis of its technical specification data,
- Links between two specific pieces of equipment and / or system components are permitted at all,
- the permissible number of incoming and / or outgoing connections or links of an item of equipment and / or a system component is observed,
- all components are linked to one another via one or more busbars or are connected to at least one busbar of the power plant,
- - Incorrect cycles have arisen due to links or connections and
- - a component has been incorrectly linked to itself.
Für den topologischen Aufbau der Kraftanlage zunächst irrelevant ist hierbei in welcher Ausführungsform, das heißt beispielsweise von welchem Hersteller und/oder welcher Modellreihe, das jeweilig eingesetzte Betriebsmittel oder die jeweilige Anlagenkomponente vorliegt. Demgemäß kann sich die Bestimmung eines Betriebsmittels oder einer Anlagenkomponente zunächst auf die Auswahl einer bestimmten Betriebsmittel- oder Komponentenart, wie etwa eines Kabels, eines Transformators, eines Konverters, einer Turbine, insbesondere einer Windturbine, oder eines Schalters, beschränken. Die jeweilige Ausführungsform des Betriebsmittels oder der Anlagenkomponente und demgemäße Angaben den Hersteller und/oder die Modellreihe betreffend, beispielsweise ob es sich um eine Windturbine mit vertikalem oder horizontalem Rotor handelt, ist hierbei zunächst von untergeordneter Bedeutung. Eine Erfassung von Informationen, die jeweilige Ausführungsform betreffend, kann gemeinsam mit den spezifischen technischen Betriebsmittel- oder Anlagenkomponentendaten, wie beispielsweise Leistung, Gewicht, elektrischer Widerstand oder Dimension, erfolgen. Which of them is irrelevant for the topological structure of the power plant Embodiment, that is, for example, from which manufacturer and / or which Model series, the respective equipment used or the respective Plant component is present. Accordingly, the determination of a resource or of a plant component first on the selection of a certain equipment or component type, such as a cable, a transformer, a converter, a turbine, in particular a wind turbine, or a switch. The respective embodiment of the equipment or the system component and corresponding information regarding the manufacturer and / or the model series, e.g. whether this is a wind turbine with a vertical or horizontal rotor initially of minor importance. A collection of information that regarding each embodiment, together with the specific technical Equipment or system component data, such as performance, weight, electrical resistance or dimension.
Jedes in die Zeichenebene des graphischen Editors übertragene Betriebsmittel und/oder jede Anlagenkomponente, wie beispielsweise Turbinen, Konverter, Schalter, Übertragungsleitungen, Verbindungskabel, Transformatoren, Steuer- und Regelelemente, bzw. das ihnen jeweils zugeordnete und als Schaltfläche ausgeführte Symbol oder Icon ist jeweils für sich separat auswähl- und spezifizier- bzw. konfigurierbar. Auf diese Weise sind beispielsweise für jede Windturbine individuelle, lokal abhängige Umgebungsbedingungen, insbesondere die Windgeschwindigkeit, das Gelände sowie windgeschwindigkeitsreduzierende Faktoren, wie beispielsweise Hindernisse oder Matrixbetrieb, und ein allgemeiner Faktor erfaßbar. Every resource transferred to the drawing level of the graphic editor and / or each system component, such as turbines, converters, switches, Transmission lines, connecting cables, transformers, control and Control elements, or the symbol assigned to them and executed as a button or Icon can be selected, specified or configured separately. On in this way, for example, for each wind turbine there are individual, locally dependent ones Environmental conditions, especially the wind speed, the terrain as well Wind speed reducing factors, such as obstacles or Matrix operation, and a general factor can be recorded.
Gattungsgemäße Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponentenarten bzw. die sie repräsentierenden Symbole oder Icons, die beispielsweise in jeder Windkraftanlage auftreten, werden vorteilhaft bereits über den graphischen Editor automatisiert vorgegeben und müssen demgemäß vom jeweiligen Anwender nicht selbst bestimmt oder erstellt werden. Sie können darüber hinaus vom jeweiligen Anwender auch nicht gelöscht oder entfernt werden. Generic resources and / or system component types or the representing symbols or icons, for example, in any wind turbine occur, are already automatically predetermined via the graphic editor and therefore do not have to be determined or created by the respective user become. In addition, they cannot be deleted or deleted by the respective user be removed.
Durch die Verwendung des graphischen Editors, der im Zusammenwirken mit einer Datenbank und/oder Bibliothek bereits anteilig vorkonfigurierte Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenarten, wie beispielsweise Windturbinen, Konverter, Schalter oder Transformatoren, sowie verschiedene Arten von Verbindungselementen, wie beispielsweise Kabel oder Koppler, in symbolhafter graphischer Darstellung bereitstellt, ist auch die Möglichkeit einer Erfassung komplexer Kraftanlagenkonfigurationen, insbesondere eines Windparks mit mehreren Windturbinen, mit vergleichsweise geringem Aufwand auf einfache Art und Weise gegeben. By using the graphic editor, which works in conjunction with a Database and / or library already partially preconfigured resources and / or Types of system components, such as wind turbines, converters, switches or Transformers, as well as various types of connectors, such as for example cables or couplers, in a symbolic graphic representation, is also the possibility of capturing complex power plant configurations, in particular a wind farm with several wind turbines, with comparatively little effort given in a simple way.
Besonders vorteilhaft können im Kraftanlagenbereich üblicherweise eingesetzte Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentengruppierungen mittels des graphischen Editors im Vorhinein bereits definiert und abrufbar in einer entsprechend konfigurierten Datenbank und/oder Bibliothek gespeichert werden. Usually used in the power plant area can be particularly advantageous Equipment and / or system component groupings using the graphic Editors already defined in advance and available in a correspondingly configured Database and / or library can be saved.
Auch ganze Kraftanlagen-Topologien, beispielsweise basierend auf einer baumartigen oder sternförmigen Struktur, lassen sich auf diese Weise im Rahmen eines topologischen Modells im vorhinein definieren, in einer Datenbank ablegen und bedarfsabhängig vermittels des graphischen Editors auf- bzw. abrufen. Wird dem Verfahren ein topologisches Modell, das beispielsweise Angaben bzw. Anweisungen darüber enthält, welche Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenarten einzusetzen sind, wie viele Betriebsmittel einer ersten Art jeweils mit einem oder mehreren Betriebsmitteln einer zweiten Art auf welche Art und Weise zu verknüpfen sind und/oder welche Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenabfolge einzuhalten ist, zugrunde gelegt, so kann beispielsweise nach Bestimmung der Anzahl der Betriebsmittel einer bestimmten Art automatisiert eine Bestimmung und topologische Anordnung der übrigen, in der Kraftanlage einzusetzenden Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten, sowie der erforderlichen Verbindungselemente durchgeführt werden. Entire power plant topologies, for example based on a tree-like one or star-shaped structure, can be created in this way within a Define the topological model in advance, store it in a database and Call up or call up using the graphic editor as required. Will the procedure topological model, which contains information or instructions about it, for example, which types of equipment and / or system components are to be used, how many Resources of a first type each with one or more resources second way in which way and / or which are to be linked Equipment and / or system component sequence must be followed, so it can for example after determining the number of resources of a certain type automates a determination and topological arrangement of the others in the Power plant equipment and / or system components to be used, as well as the required fasteners are performed.
Vorteilhaft können konkret geeignete Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten zum Aufbau bzw. der Realisierung und/oder Komplettierung der jeweiligen Kraftanlage vorgaben- und/oder topologieabhängig automatisiert aus einer oder mehreren entsprechend vorkonfigurierten Datenbanken selektiert werden und unter Berücksichtigung ihrer Spezifikationsdaten sich daraus ergebende anlagenspezifische Betriebsparameter, wie beispielsweise Verlustleistungen und Energieausbeuten, bestimmt werden. Die die Auswahl bestimmenden Vorgaben können hierbei bei gegebenem topologischen Aufbau beispielsweise anteilig auch aus einem Optimierungsprozeß resultieren. Concrete and suitable equipment and / or system components can be advantageous to set up or implement and / or complete the respective power plant Depending on specifications and / or topology, automated from one or more selected according to preconfigured databases and taking into account the resulting plant-specific operating parameters of your specification data, such as power losses and energy yields can be determined. The the Selection-defining specifications can be given given topological Construction, for example, can also result in part from an optimization process.
Bei vorkonfigurierten Betriebsmitteln und/oder Anlagenkomponenten, die vorgabenabhängig bestimmte Eigenschaften aufweisen müssen, kann auf spezifische Daten einzelner Datenfelder des zugehörigen Datenblattes selektiv der Schreibzugriff gesperrt bzw. verwehrt werden. Die entsprechenden Daten können dann vom jeweiligen Anwender zwar aufgerufen und eingesehen, jedoch nicht verändert werden. Lediglich ein Lesezugriff ist möglich und gestattet. With preconfigured equipment and / or system components that Depending on the specification, certain properties may have to be specific data individual data fields of the associated data sheet selectively blocked write access or be denied. The relevant data can then be obtained from the respective Users can be called up and viewed, but not changed. Just one Read access is possible and permitted.
Da betriebsmittelspezifische Daten üblicherweise nur selten Änderungen oder Aktualisierungen unterworfen sind, kann es, auch zur Vermeidung von Fehlern und Inkonsistenzen, vorteilhaft sein, Änderungen nicht dem jeweiligen Anwender selbst zu überlassen, sondern, beispielsweise durch Vergabe von Zugriffsrechten und Implementierung einer entsprechenden Zugangskontrolle, Änderungen oder Aktualisierungen zentral, von einer speziell dafür befähigten Person, etwa dem Verwalter oder Administrator des Systems, durchführen zu lassen. Eine demgemäße zentrale Verwaltung betriebsmittelspezifischer Daten bewirkt eine Reduktion des Arbeitsaufwandes - einmaliger Auf-Wand bei Eingabe und Änderung - und ermöglicht eine übersichtliche und konsistente Datenpflege, eine leicht nachvollziehbare Planung sowie eine Wiederverwertbarkeit einmal erfaßter Datensätze. Since resource-specific data usually rarely changes or Subject to updates, it can also help to avoid errors and Inconsistencies, it may be advantageous not to make changes to the respective user himself left, but, for example, by granting access rights and implementation a corresponding access control, changes or updates centrally, by a specially qualified person, such as the administrator or administrator of the Systems to be carried out. A corresponding central administration Resource-specific data results in a reduction in workload - one-time On-wall when entering and changing - and enables a clear and consistent Data maintenance, easy to understand planning and reusability once recorded records.
Zur Erleichterung und Vereinfachung der Datenerfassung können einmal erfaßte oder geänderte Daten eines Betriebsmittels oder einer Anlagenkomponente vorteilhaft allen weiteren Betriebsmitteln oder Anlagenkomponenten der gleichen Art gleichzeitig zugewiesen werden, um ihnen somit gemeinsam etwaige Änderungsinformationen aufzuprägen. To facilitate and simplify data collection, once recorded or Changed data of an item of equipment or a plant component advantageously all other equipment or system components of the same type at the same time assigned to them so that any change information is shared impress.
Eine Computerprogrammkomponente zur Ausführung auf einer entsprechend eingerichteten Datenverarbeitungseinrichtung, die die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, führt zu einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Eine Computerprogrammkomponente, insbesondere ein auf einem Datenträger gespeichertes Computerprogramm, das die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist, wird daher ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen. A computer program component to run on a corresponding Data processing device set up, the features of the invention Has method leads to a preferred embodiment of the system according to the invention. A computer program component, especially one on one Disk stored computer program that the characteristics of The method according to the invention is therefore expressly included in the disclosure content of the present application included.
Die weitere Erläuterung und Darlegung der Erfindung erfolgt anhand von einigen Zeichnungen und Ausführungsbeispielen. Some of the further explanation and explanation of the invention are given Drawings and working examples.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Figurenbeschreibungen und den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Further advantageous embodiments of the invention are the figure descriptions and the dependent claims.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs Fig. 1 exemplary embodiment of the process flow according to the invention
Fig. 2 System zum rechnergestützten, graphisch orientierten Konfigurieren und Spezifizieren einer Kraftanlage, insbesondere einer Windkraftanlage Fig. 2 system for computer-aided, graphically oriented configuration and specification of a power plant, in particular a wind power plant
In Fig. 1 ist ein beispielhaftes Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung mit Anzeige- sowie Eingabevorrichtung, eines graphischen Editors mit Zeichenebene und einer Datenbank, die mit der wenigstens einen Datenverarbeitungseinrichtung zusammenwirkt, wird mittels des graphischen Editors zunächst die Topologie der Kraftanlage bestimmt. An exemplary flow diagram of the method according to the invention is shown in FIG. 1. The topology of the power plant is first determined by means of the graphic editor by means of a data processing device with a display and input device, a graphic editor with a drawing level and a database which interacts with the at least one data processing device.
Hierzu werden nacheinander die verschiedenen, zum Aufbau der Kraftanlage relevanten Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponenten ausgewählt und automatisiert in symbolhafter Darstellung in die Zeichenebene des graphischen Editors übertragen, indem in einem ersten Schritt (10) zunächst eine zum Aufbau der Kraftanlage erforderliche Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenart, wie beispielsweise Windturbine, Generator, Transformator oder Konverter ausgewählt wird. Jede auswählbare Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenart wird hierbei verfahrensvorbereitend wenigstens teilweise vorkonfiguriert und ihr ein Datenblatt mit dem entsprechenden Datensatz zugewiesen, welcher in einer Datenbank abruf- und änderbar gespeichert wird. For this purpose, the various equipment and / or system components relevant to the construction of the power plant are selected one after the other and automatically transferred in a symbolic representation to the drawing level of the graphical editor, in a first step ( 10 ) first of all the equipment and / or or plant component type, such as a wind turbine, generator, transformer or converter, is selected. Each selectable type of equipment and / or system component is at least partially preconfigured in preparation for the process and assigned to it a data sheet with the corresponding data record, which is stored in a database and can be changed.
In einem zweiten Schritt (12) wird jeweils ein der ausgewählten Art entsprechendes Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponente aufgerufen, in die Zeichenebene des graphischen Editors übertragen und als vorbestimmtes Symbol angezeigt. Jedem in die Zeichenebene des graphischen Editors als Symbol übertragenen Betriebsmittel und/oder jeder Anlagenkomponente wird automatisiert ein ihrer Art entsprechender, wenigstens anteilig vorkonfigurierter, fakultativ anzeigbarer und änderbarer Datensatz mit zugehörigem Datenblatt zugewiesen. In a second step ( 12 ), an item of equipment and / or system component corresponding to the selected type is called up, transferred to the drawing level of the graphic editor and displayed as a predetermined symbol. Each piece of equipment and / or each system component that is transferred as a symbol to the drawing level of the graphical editor is automatically assigned a data record that can be optionally displayed and changed, at least partially preconfigured, according to its type and associated data sheet.
Der zweite Schritt (12) wird hierbei solange wiederholt, bis die gewünschte bzw. erforderliche Anzahl an Betriebsmitteln und/oder Anlagenkomponenten der gewählten Art in die Zeichenebene des graphischen Editors übertragen worden ist. The second step ( 12 ) is repeated until the desired or required number of resources and / or system components of the selected type has been transferred to the drawing level of the graphical editor.
In einem dritten Schritt (14) werden die in die Zeichenebene übertragenen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten topologisch geordnet bzw. angeordnet. In a third step ( 14 ), the resources and / or system components transferred to the drawing level are topologically arranged or arranged.
Die ersten bis dritten Schritte (10, 12, 14) werden solange zyklisch durchlaufen, bis alle zum Aufbau der Kraftanlage erforderlichen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten der verschiedenen Arten als jeweils vorbestimmte graphische Symbole oder Icons in die Zeichenebene des graphischen Editors übertragen und topologisch geordnet bzw. angeordnet worden sind. The first to third steps ( 10 , 12 , 14 ) are carried out cyclically until all the equipment and / or system components of the different types required for the construction of the power plant are transferred as predetermined graphic symbols or icons to the drawing level of the graphic editor and are topologically ordered or have been ordered.
Anschließend werden die verschiedenen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten in einem vierten Schritt (16) durch Änderung und/oder Ergänzung ihres jeweiligen Datenblattes bzw. Datensatzes, insbesondere durch Anpassung ihrer mitgeführten technischen Spezifikationsdaten und/oder kostenspezifischen Informationen, näher spezifiziert und individuell konfiguriert. Neben technischen und/oder kostenspezifischen Betriebsmittelparametern sind auch das jeweilige Betriebsmittel betreffende äußere Einflußgrößen, wie beispielsweise Witterungsverhältnisse, insbesondere Windgeschschwindigkeiten bei Windturbinen, oder geographische Gegebenheiten, vorteilhaft im jeweils zugehörigen Datenblatt individuell spezifizier- und erfaßbar. Then, in a fourth step ( 16 ), the various operating resources and / or system components are specified and individually configured by changing and / or supplementing their respective data sheet or data record, in particular by adapting their technical specification data and / or cost-specific information. In addition to technical and / or cost-specific operating equipment parameters, external influencing variables relating to the respective operating equipment, such as weather conditions, in particular wind speeds in wind turbines, or geographical conditions, can advantageously be individually specified and recorded in the associated data sheet.
Nun werden in der Zeichenebene des graphischen Editors die jeweilig miteinander zu verbindenden Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten bzw. ihre Symbole in einem fünften Schritt (18) über stilisierte Verbindungslinien graphisch miteinander verknüpft. Dies kann in Abhängigkeit eines zugrunde gelegten topologischen Modells automatisiert erfolgen oder aber manuell, beispielsweise durch Selektion der zu verbindenden Betriebsmittel bzw. ihrer Symbole und Geben einer Verbindungsanweisung, wobei dann zwischen Anfangs- und Endsymbol zu unterscheiden ist, oder durch Selektieren des Anfangssymbols und Ziehen einer Verbindungslinie zum Endsymbol, beispielsweise mit einer Computermaus oder einem anderen Zeigegerät, durchgeführt werden. Now in the drawing level of the graphical editor, the respective resources and / or system components to be connected to one another or their symbols are graphically linked to one another in a fifth step ( 18 ) using stylized connecting lines. Depending on a topological model, this can be done automatically or manually, for example by selecting the resources to be connected or their symbols and giving a connection instruction, in which case a distinction must be made between the start and end symbols, or by selecting the start symbol and dragging one Connection line to the end symbol, for example with a computer mouse or another pointing device.
Zur konkreten Verbindung der graphisch miteinander verknüpften Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten wird in einem sechsten Schritt (20), unter Berücksichtigung der erfaßten technischen Spezifikationsdaten und topologischen Informationen, eine entsprechende Anzahl geeigneter Verbindungselemente aus einer vorkonfigurierten Bibliothek und/oder Datenbank ausgewählt, in einem siebten Schritt (22) zur konkreten Verbindung der verschiedenen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten symbolhaft in den topologischen Aufbau eingefügt und, beispielsweise betreffend ihrer Länge oder ihres Querschnitts, näher spezifiziert. In a sixth step ( 20 ), taking into account the recorded technical specification data and topological information, a corresponding number of suitable connecting elements from a preconfigured library and / or database is selected for the concrete connection of the graphically linked operating resources and / or system components, in a seventh step ( 22 ) symbolically inserted into the topological structure for the specific connection of the various operating resources and / or system components and specified in more detail, for example with regard to their length or their cross section.
Nach Spezifikation der Verbindungselemente wird in einem achten Schritt (24), basierend auf den topologischen Informationen und technischen Spezifikationsdaten der einzelnen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten sowie der selektierten und eingefügten Verbindungselemente automatisiert eine Konsistenzprüfung der Kraftanlagenkonfiguration durchgeführt. After specification of the connection elements, a consistency check of the power plant configuration is carried out automatically in an eighth step ( 24 ), based on the topological information and technical specification data of the individual resources and / or system components as well as the selected and inserted connection elements.
Bei auftretenden Mängeln, wie beispielsweise einer ungenügenden Anzahl von Verbindungen, fehlerbehafteten Verbindungen, Inkompatibilitäten zwischen direkt miteinander verbundenen Bertriebsmitteln und/oder Anlagenkomponenten, ungenügend spezifizierten Bertriebsmitteln, Anlagenkomponenten oder Verbindungselementen, wird automatisiert eine entsprechende Rekonfigurierung der betroffenen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten und/oder Verbindungselemente, sowie gegebenenfalls des gesamten topologischen Aufbaus veranlaßt. In the event of defects, such as an insufficient number of Connections, faulty connections, incompatibilities between directly with each other connected operating resources and / or system components, insufficient specified operating means, system components or connecting elements automates a corresponding reconfiguration of the affected equipment and / or Plant components and / or connecting elements, and possibly the entire topological structure.
Die resultierende Kraftanlagenkonfiguration wird in symbolhafter Darstellung der verschiedenen Betriebsmittel und Anlagenkomponenten sowie deren Verbindungselemente graphisch mittels der Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht, wobei jeder Betriebsmittel-, Anlagenkomponenten- oder Verbindungselementeart ein eigenes Symbol zugeordnet ist. Die jeweiligen technischen Spezifikationsdaten und/oder kostenspezifischen Daten werden durch fakultatives Aktivieren des entsprechenden Symbols, das vorteilhaft als Schaltfläche ausgeführt ist, in der Zeichenebene des graphischen Editors änderbar angezeigt. The resulting power plant configuration is shown in a symbolic representation of the various operating resources and system components as well as their Connection elements graphically displayed by means of the display device, each Equipment, system component or connection element type has its own symbol assigned. The respective technical specification data and / or cost-specific data are activated by optional activation of the corresponding symbol, the is advantageously carried out as a button in the drawing level of the graphic editor displayed changeable.
In Fig. 2 ist ein beispielhaftes System zum Spezifizieren und Konfigurieren eines Windparks mit mehreren Windturbinen gezeigt. Das System umfaßt eine Datenverarbeitungseinrichtung 30 mit Anzeige- 32 sowie Eingabevorrichtung 34, einen graphischen Editor 36 mit einer Zeichenebene 38 und einer Funktionsleiste 40 mit mehreren, durch graphische Symbole gekennzeichneten Schaltflächen, sowie eine Datenbank 44, die mit der Datenverarbeitungseinrichtung 30 zusammenwirkt. An exemplary system for specifying and configuring a wind farm with a plurality of wind turbines is shown in FIG. 2. The system comprises a data processing device 30 with display 32 and input device 34 , a graphic editor 36 with a drawing level 38 and a function bar 40 with several buttons identified by graphic symbols, and a database 44 which interacts with the data processing device 30 .
Das System, insbesondere der graphische Editor 36, ist dafür eingerichtet, schrittweise eine Bestimmung des topologischen Aufbaus der Kraftanlage durchführbar zu machen bzw. modellbasiert durchzuführen, eine Spezifizierung und Konfigurierung der verschiedenen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B zu ermöglichen, die jeweiligen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten selektiv über entsprechende Verbindungselemente 58B verbindbar zu machen bzw. modellbasiert zu verbinden, und basierend auf den topologischen Informationen und technischen Spezifikationsdaten der einzelnen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten automatisiert eine Konsistenzprüfung der erstellten Kraftanlagenkonfiguration durchzuführen. The system, in particular the graphical editor 36 , is set up to make it possible to carry out a step-by-step determination of the topological structure of the power plant or to carry it out based on models, a specification and configuration of the various operating resources and / or plant components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B to enable the respective operating resources and / or system components to be selectively connected via corresponding connecting elements 58 B or to connect them based on models, and to automatically carry out a consistency check of the created power plant configuration based on the topological information and technical specification data of the individual operating resources and / or system components.
Jeder auswählbaren Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenart, wie beispielsweise einer Windturbine, einem Transformator, einem Schalter oder einem Konverter, ist hierbei eine durch ein eigenes Symbol gekennzeichnete Schaltfläche 50, 52, 54, 56 der Funktionsleiste 40 zugeordnet. Durch Aktivieren der jeweiligen Schaltfläche 50, 52, 54, 56 wird ein Betriebsmittel oder eine Anlagenkomponente der jeweiligen Art in die Zeichenebene 38 des graphischen Editors 36 übertragen und mittels der Anzeigevorrichtung 32 zur Anzeige gebracht. Die Auswahl der jeweiligen Betriebsmittel- und/oder Anlagenkomponentenart und Übertragung eines entsprechenden Betriebsmittels oder einer entsprechenden Anlagenkomponente in die Zeichenebene 38 des graphischen Editors 36 kann hierbei auch menügesteuert erfolgen. Each selectable type of equipment and / or system component, such as a wind turbine, a transformer, a switch or a converter, is assigned a button 50 , 52 , 54 , 56 on the function bar 40 which is identified by its own symbol. By activating the respective button 50 , 52 , 54 , 56 , an item of equipment or a system component of the respective type is transferred to the drawing level 38 of the graphic editor 36 and displayed by means of the display device 32 . The selection of the respective equipment and / or system component type and the transfer of a corresponding equipment or a corresponding system component to the drawing level 38 of the graphic editor 36 can also be menu-controlled.
Übertragene Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B sowie Verbindungselemente 58B sind durch Angabe von spezifischen Merkmalen oder Daten, wie beispielsweise der Ausgangsspannung eines Transformators, des spezifischen Widerstand eines Kabels oder der Leistung einer Turbine oder eines Generators, weiter spezifizierbar. Hierzu wird durch Selektion und Aktivieren des jeweiligen Betriebsmittels oder der jeweiligen Anlagenkomponente 50B, 52B, 54B, 56B, 58B bzw. des jeweiligen, als Schaltfläche ausgeführten Symbols in der Zeichenebene 38 des graphischen Editors 36 ein Datenblatt aufgerufen, über welches die zu ergänzenden oder zu ändernden Daten erfaßt werden. Somit wird eine direkte Verknüpfung zwischen topologischen, technischen sowie kostenspezifischen Informationen erreicht, wodurch vorteilhaft, beispielsweise zum Zwecke von technischen und/oder Wirtschaftlichkeitsberechnungen, auf beide Datenbestände - topologische einerseits und technische sowie finanzielle bzw. kostenspezifische Daten andererseits - zugegriffen werden kann. Transferred equipment and / or system components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B and connecting elements 58 B are by specifying specific features or data, such as the output voltage of a transformer, the specific resistance of a cable or the power of a turbine or a generator , further specifiable. For this purpose, by selecting and activating the respective equipment or the respective system components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B, 58 B or the respective symbol executed as a button in the drawing level 38 of the graphic editor 36, a data sheet is called up, via which the data to be supplemented or changed are recorded. A direct link between topological, technical and cost-specific information is thus achieved, which means that both data stocks - topological on the one hand and technical as well as financial or cost-specific data on the other - can be advantageously accessed, for example for the purpose of technical and / or economic calculations.
Neben dem topologischen Aufbau der Kraftanlage stellt der graphische Editor 36 demgemäß bedarfsabhängig auch die technischen Spezifikationsdaten der einzelnen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B sowie der Verbindungselemente 58B der Kraftanlage, insbesondere die relative Lage und die Art und Weise der Verknüpfungen der einzelnen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B untereinander in graphisch übersichtlicher Art und Weise dar. Darüber hinaus ermöglicht er im Zusammenwirken mit wenigstens einer entsprechend konfigurierten Datenbank 44 und unter Berücksichtigung jeweils erfaßter Vorgabewerte eine automatisierte Selektion geeigneter, in die jeweilige Kraftanlage zu implementierender Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten. In addition to the topological structure of the power plant, the graphical editor 36 accordingly also provides the technical specification data of the individual operating resources and / or system components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B and the connecting elements 58 B of the power plant, depending on need, in particular the relative position and type and the way in which the individual resources and / or system components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B are linked to one another in a graphically clear manner. In addition, it enables interaction with at least one appropriately configured database 44 and taking into account the respectively entered default values an automated selection of suitable equipment and / or system components to be implemented in the respective power plant.
In Fig. 2 ist in der Zeichenebene 38 des graphischen Editors 36 der topologische Aufbau einer Windkraftanlage mit mehreren, jeweils durch Symbole repräsentierten Windturbinen 50B, Konvertern 56B, Schaltern 54B, Kabeln 58B sowie einem Transformator 52B gezeigt. Der Kraftanlage ist eine baumartige Struktur zugrunde gelegt, bei welcher ihr topologischer Aufbau bildhaft einem Baum gleicht, dessen Stamm von einer oder mehreren Sammelschienen der Kraftanlage gebildet wird. Die Äste der Baumkrone werden sinnbildlich durch die verschiedenen Verbindungselemente, insbesondere Kabel 58B, zwischen den einzelnen Betriebsmitteln und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B gebildet. Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten sind hierbei zwei oder mehreren Verbindungselementen zwischengeschaltet und befinden sich vornehmlich an Gabelungen oder Verzweigungsstellen. Die eingesetzten Windturbinen 50B zur Energie- bzw. Leistungsumwandlung bilden hierbei die Endpunkte des Verzweigungssystems und befinden sich bildhaft jeweils endseitig an den Astspitzen der Baumkrone. In Fig. 2 in the plane 38 of the graphical editor 36 is shown the topological structure of a wind power plant with a plurality of respectively represented by symbols wind turbines 50 B, converters 56 B, switches 54 B, cables 58 B, and a transformer 52 B. The power plant is based on a tree-like structure in which its topological structure resembles a tree whose trunk is formed by one or more busbars of the power plant. The branches of the tree crown are symbolically formed by the various connecting elements, in particular cables 58 B, between the individual operating resources and / or system components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B. Equipment and / or system components are connected between two or more connecting elements and are mainly located at fork or branch points. The wind turbines 50 B used for energy or power conversion form the end points of the branching system and are located at the ends of the branches of the tree top.
Den zur Verknüpfung der verschiedenen Betriebsmitten und/oder Anlagenkomponenten eingesetzten Verbindungselementen, insbesondere Kabel 58B, kommt besondere Bedeutung zu, da sie einerseits technisch relevante und kostenrelevante spezifische Eigenschaften, wie beispielsweise einen spezifischen elektrischen Widerstandswert oder eine Länge, aufweisen und demgemäß wie Betriebsmittel oder Anlagenkomponenten zu behandeln und konfigurieren sind, andererseits aber zur Verknüpfung der übrigen Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B eingesetzt werden. Dieser Doppelrolle wird dadurch Rechnung getragen, daß beim graphischen Einfügen einer Verbindungslinie mittels des graphischen Editors zwischen zwei Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten ein Symbol für ein Verbindungselement auf der Verbindungslinie angezeigt wird, welches durch Aktivieren, beispielsweise durch Anklicken oder Überstreichen mit der Computermaus oder einem entsprechenden Zeigegerät, näher spezifiziert und konfiguriert werden kann. The connecting elements used to link the various operating centers and / or system components, in particular cable 58 B, are of particular importance because, on the one hand, they have technically relevant and cost-relevant specific properties, such as a specific electrical resistance value or a length, and accordingly like equipment or system components are to be treated and configured, but on the other hand are used to link the other resources and / or system components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B. This dual role is taken into account by the fact that when a connection line is graphically inserted using the graphic editor between two resources and / or system components, a symbol for a connection element is displayed on the connection line, which can be activated by, for example, clicking or sweeping with the computer mouse or a corresponding one Pointing device, can be specified and configured in more detail.
Das System erlaubt unter Berücksichtigung des topologischen Aufbaus der Kraftanlage und der spezifischen Daten der Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B eine Bestimmung relevanter Kenngrößen der Kraftanlage, wie beispielsweise der umgesetzten Leistung und/oder der ins Versorgungsnetz 60 eingekoppelten Leistung, der Verlustleistung, oder der Verlustwärme der Kraftanlage. Taking into account the topological structure of the power plant and the specific data of the operating resources and / or plant components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B, the system allows the determination of relevant parameters of the power plant, such as, for example, the power output and / or the supply network 60 coupled power, the power loss, or the heat loss of the power plant.
Das System und insbesondere der graphische Editor 36 erlauben demgemäß eine effiziente und konsistente Spezifizierung und Konfigurierung der gesamten Kraftanlage sowie eine übersichtliche und einfache Darstellung und Verwaltung einer beliebig großen Anzahl unterschiedlichster Betriebsmittel und/oder Anlagenkomponenten 50B, 52B, 54B, 56B. The system and in particular the graphic editor 36 accordingly allow an efficient and consistent specification and configuration of the entire power plant as well as a clear and simple representation and administration of any number of different operating resources and / or plant components 50 B, 52 B, 54 B, 56 B.
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