風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，包括主控制器、用于根據(jù)所述主控制器的工作狀態(tài)是否正常使能所述主控制器或者所述備用主控制器運(yùn)行的備用主控制器及從控制器，其中，主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端、備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端分別與從控制器的控制端相連，從控制器的輸出端與被控裝置的控制端相連；備用主控制器的用于獲取主控制器工作狀態(tài)的工作狀態(tài)接收端與主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端相連；備用主控制器的工作狀態(tài)輸出端分別與主控制器的使能端和備用主控制器的使能端相連。本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)在主控制器出現(xiàn)故障時(shí)可以繼續(xù)正常運(yùn)行，相比較現(xiàn)有技術(shù)，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性。
【專利說明】
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常運(yùn)行在海上等條件比較惡劣的環(huán)境中，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變流器控制器或者風(fēng)機(jī)控制器出現(xiàn)損壞等異常情況時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將不能穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]此時(shí)，為了保障風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全，可將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī)進(jìn)行就地維修，這樣一方面需要派出專業(yè)的技術(shù)支持工程師前往風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所在地，維修成本較高；另一方面，停機(jī)會(huì)造成巨大的發(fā)電量損失。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，以提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)包括:主控制器、用于根據(jù)所述主控制器的工作狀態(tài)是否正常使能所述主控制器或者所述備用主控制器運(yùn)行的備用主控制器及從控制器，其中，所述主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端、所述備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端分別與所述從控制器的控制端相連，所述從控制器的輸出端與被控裝置的控制端相連;所述備用主控制器的用于獲取所述主控制器工作狀態(tài)的工作狀態(tài)接收端與所述主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端相連;所述備用主控制器的工作狀態(tài)輸出端分別與所述主控制器的使能端和所述備用主控制器的使能端相連。
[0006]進(jìn)一步地，所述備用主控制器的工作狀態(tài)接收端與所述備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端相連。
[0007]進(jìn)一步地，所述備用主控制器的工作狀態(tài)接收端還與所述主控制器用于輸出主控制器是否故障的數(shù)據(jù)包的故障數(shù)據(jù)輸出端相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為變流器控制系統(tǒng)或風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為變流器控制系統(tǒng)，所述從控制器包括并網(wǎng)側(cè)從控制器和/或風(fēng)機(jī)側(cè)從控制器，所述被控裝置包括功率模塊。
[0010]進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，所述從控制器包括變槳從控制器和/或變流從控制器，所述被控裝置包括葉片槳距控制裝置和/或變流器。
[0011]進(jìn)一步地，所述主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端、所述備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端與所述從控制器的控制端通過通信總線相連。
[0012]進(jìn)一步地，所述通信總線為Prof ibus-DP總線或Ethercat總線。
[0013]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)包括主控制器、備用主控制器，其中，備用主控制器可以在主控制器出現(xiàn)故障的時(shí)候接管主控制器的控制工作，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)在主控制器出現(xiàn)故障時(shí)可以繼續(xù)正常運(yùn)行，相比較現(xiàn)有技術(shù)，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0014]圖1是示出本實(shí)用新型實(shí)施例一的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2是示出本實(shí)用新型實(shí)施例二的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖3是示出本實(shí)用新型實(shí)施例三的變流器控制系統(tǒng)示意圖；
[0017]圖4是示出本實(shí)用新型實(shí)施例四的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:
[0019]100-主控制器；101-主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端；104-主控制器的使能端；107-故障數(shù)據(jù)輸出端;200-備用主控制器;201-備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端;202-備用主控制器的工作狀態(tài)接收端;203-備用主控制器的工作狀態(tài)輸出端;204-備用主控制器的使能端；300-從控制器;305-從控制器的控制端;306-從控制器的輸出端;400-被控裝置;405-被控裝置的控制端；1-變流器主控制器;2-變流器備用主控制器;3-并網(wǎng)側(cè)從控制器;4-風(fēng)機(jī)側(cè)從控制器;5，10-通信總線;6-風(fēng)機(jī)主控制器;7-風(fēng)機(jī)備用主控制器;8-變槳從控制器;9-變流從控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021 ] 實(shí)施例一
[0022]圖1是示出本實(shí)用新型實(shí)施例一的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，參見圖1，本實(shí)施例中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)包括主控制器100，用于根據(jù)所述主控制器100的工作狀態(tài)是否正常使能所述主控制器100或者所述備用主控制器200運(yùn)行的備用主控制器200，以及從控制器300。主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端101、備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端201分別與從控制器的控制端305相連，從控制器的輸出端306與被控裝置的控制端405相連;備用主控制器200的用于獲取主控制器工作狀態(tài)的工作狀態(tài)接收端202與主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端101相連;備用主控制器200的工作狀態(tài)輸出端203分別與主控制器的使能端104和備用主控制器的使能端204相連。
[0023]在正常運(yùn)行過程中，主控制器100負(fù)責(zé)下發(fā)指令到各個(gè)從控制器300，并向從控制器300獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)控制功能，備用主控制器200處于備份運(yùn)行狀態(tài)，不執(zhí)行控制作用。這期間，備用主控制器200—直偵聽主控制器100的工作狀態(tài)，并在偵聽到主控制器100故障或者無響應(yīng)時(shí)，由備用主控制器200接管主控制器100的控制工作，起到實(shí)際控制從控制器300的作用，同時(shí)，主控制器100的控制功能關(guān)閉。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)包括主控制器100、備用主控制器200，其中，備用主控制器可以在主控制器100出現(xiàn)故障的時(shí)候接管主控制器100的控制工作，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)在主控制器100出現(xiàn)故障時(shí)可以繼續(xù)正常運(yùn)行，相比較現(xiàn)有技術(shù)，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性。
[0025]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，備用主控制器的工作狀態(tài)接收端202與備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端201相連。
[0026]備用主控制器200根據(jù)備用主控制器的工作狀態(tài)接收端202接收到的主控制器100的狀態(tài)來確定是否接管主控制器100的控制工作，并在確定接管主控制器100的控制工作時(shí)，由備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端201向各個(gè)從控制器300下發(fā)控制指令，并向從控制器300獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)控制功能。
[0027]實(shí)施例二
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例以實(shí)施例一為基礎(chǔ)，參見圖2，與實(shí)施例一不同的是，備用主控制器200的工作狀態(tài)接收端202還與主控制器100用于輸出主控制器100是否故障的數(shù)據(jù)包的故障數(shù)據(jù)輸出端107相連。
[0029]主控制器100對(duì)自身故障進(jìn)行檢測，并將檢測到的故障狀態(tài)輸出，備用主控制器200接收到主控制器100的故障數(shù)據(jù)后，可以根據(jù)需要來確定是否接管主控制器100的控制工作。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)可以為變流器控制系統(tǒng)或者風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，以下以具體實(shí)施例分別進(jìn)行詳述。
[0031 ] 實(shí)施例三
[0032]本實(shí)施例將實(shí)施例一的技術(shù)方案應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變流器控制系統(tǒng)中。圖3是示出本實(shí)用新型實(shí)施例三的變流器控制系統(tǒng)示意圖，參見圖3，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為變流器控制系統(tǒng)時(shí)，變流器控制系統(tǒng)的從控制器包括并網(wǎng)側(cè)從控制器3和風(fēng)機(jī)側(cè)從控制器4，被控裝置包括功率模塊。
[0033]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端、備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端與從控制器的控制端通過通信總線5相連。
[0034]圖3中的變流器控制系統(tǒng)包括變流器主控制器I和變流器備用主控制器2，從控制器包括并網(wǎng)側(cè)從控制器3和風(fēng)機(jī)側(cè)從控制器4兩個(gè)從控制器，在實(shí)際應(yīng)用中并不局限于此，可以根據(jù)需要在通信總線5上掛接相關(guān)的從控制器。
[0035]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通信總線5采用Ethercat總線。
[0036]并網(wǎng)側(cè)從控制器3實(shí)現(xiàn)具體與并網(wǎng)側(cè)功率硬件的接口和相關(guān)控制，風(fēng)機(jī)側(cè)從控制器4實(shí)現(xiàn)具體與風(fēng)機(jī)側(cè)功率硬件的接口和相關(guān)控制。該處的功率硬件可以是功率模塊。
[0037]在變流器主控制器I正常運(yùn)行時(shí)，變流器主控制器I負(fù)責(zé)下發(fā)指令到各個(gè)從控制器，并從各個(gè)從控制器讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)變流控制功能。變流器備用主控制器2運(yùn)行時(shí)處于偵聽狀態(tài)，此狀態(tài)下，需要判斷變流器主控制器I是否正常按照Ethercat通信總線的通信協(xié)議發(fā)送正確的數(shù)據(jù)包，并且是否按照約定好的通信周期進(jìn)行通信，當(dāng)出現(xiàn)以下條件時(shí)，可認(rèn)為變流器主控制器I故障:
[0038]1.變流器備用主控制器2在偵聽到變流器主控制器I未在固定的通信周期發(fā)送數(shù)據(jù)(例如，固定周期為20ms)，此時(shí)，變流器主控制器I無響應(yīng)，可以認(rèn)為變流器主控制器I故障。
[0039]2.變流器主控制器I主動(dòng)探測到自身故障，并根據(jù)預(yù)先約定的協(xié)議向變流器備用主控制器2發(fā)送故障包，故障包包含故障信息，表示變流器主控制器I故障，變流器備用主控制器2可以接管變流器主控制器I的控制功能并上報(bào)變流器主控制器I的故障信息，變流器主控制器I退出控制功能。
[0040]實(shí)施例四
[0041 ]本實(shí)施例將實(shí)施例一的技術(shù)方案應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中。
[0042]圖4是示出本實(shí)用新型實(shí)施例四的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)示意圖，參見圖4，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的從控制器包括變槳從控制器8和變流從控制器9，被控裝置包括葉片槳距控制裝置和變流器。
[0043]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端、備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端與從控制器的控制端通過通信總線10相連。
[0044]圖4中的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)主控制器6和風(fēng)機(jī)備用主控制器7，從控制器包括變槳從控制器8和變流從控制器9兩個(gè)從控制器，在實(shí)際應(yīng)用中并不局限于此，可以根據(jù)需要在通信總線10上掛接相關(guān)的從控制器。
[0045]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通信總線10采用Profibus-DP總線。
[0046]變槳從控制器實(shí)現(xiàn)具體與葉片槳距控制硬件的接口和相關(guān)控制，變流從控制器實(shí)現(xiàn)具體與變流器硬件的接口和相關(guān)控制。
[0047]在風(fēng)機(jī)主控制器6正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)主控制器6負(fù)責(zé)下發(fā)指令到各個(gè)從控制器，并從各個(gè)從控制器讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制功能。風(fēng)機(jī)備用主控制器7運(yùn)行時(shí)處于偵聽狀態(tài)，此狀態(tài)下，需要獲取風(fēng)機(jī)主控制器6是否正常按照Profibus-DP通信總線的通信協(xié)議發(fā)送正確的數(shù)據(jù)包，并且是否按照預(yù)先設(shè)定的通信周期進(jìn)行通信，當(dāng)出現(xiàn)以下條件時(shí)，可認(rèn)為風(fēng)機(jī)主控制器6故障:
[0048]1.風(fēng)機(jī)備用主控制器7偵聽到風(fēng)機(jī)主控制器6未在固定的通信周期發(fā)送數(shù)據(jù)(例如，固定周期為20ms)，此時(shí)，風(fēng)機(jī)主控制器6無響應(yīng)，可以認(rèn)為風(fēng)機(jī)主控制器6故障。
[0049]2.風(fēng)機(jī)主控制器6主動(dòng)探測到自身故障時(shí)，根據(jù)約好的協(xié)議向風(fēng)機(jī)備用主控制器7發(fā)送故障包，故障包包含故障信息，表示風(fēng)機(jī)主控制器6故障，風(fēng)機(jī)備用主控制器7可以接管風(fēng)機(jī)主控制器6的控制功能并上報(bào)風(fēng)機(jī)主控制器6的故障信息，風(fēng)機(jī)主控制器6退出控制功會(huì)K。
[0050]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)包括:主控制器、用于根據(jù)所述主控制器的工作狀態(tài)是否正常使能所述主控制器或者備用主控制器運(yùn)行的備用主控制器及從控制器，其中，所述主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端、所述備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端分別與所述從控制器的控制端相連，所述從控制器的輸出端與被控裝置的控制端相連;所述備用主控制器的工作狀態(tài)接收端與所述主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端相連;所述備用主控制器的工作狀態(tài)輸出端分別與所述主控制器的使能端和所述備用主控制器的使能端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述備用主控制器的工作狀態(tài)接收端與所述備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述備用主控制器的工作狀態(tài)接收端還與所述主控制器用于輸出主控制器是否故障的數(shù)據(jù)包的故障數(shù)據(jù)輸出端相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為變流器控制系統(tǒng)或風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為變流器控制系統(tǒng)，所述從控制器包括并網(wǎng)側(cè)從控制器和/或風(fēng)機(jī)側(cè)從控制器，所述被控裝置包括功率模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)為風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，所述從控制器包括變槳從控制器和/或變流從控制器，所述被控裝置包括葉片槳距控制裝置和/或變流器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端、所述備用主控制器的控制數(shù)據(jù)輸出端與所述從控制器的控制端通過通信總線相連。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信總線為Prof ibus-DP 總線或 Ethercat總線。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK205503357SQ201620181197
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】尹進(jìn)峰, 楊志千
【申請(qǐng)人】北京天誠同創(chuàng)電氣有限公司