本發(fā)明涉及發(fā)電機并網(wǎng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種適合柴油發(fā)電機組群自主協(xié)調(diào)并網(wǎng)的控制方法。
背景技術(shù)：
：在醫(yī)院、通信、消防等重要領(lǐng)域，經(jīng)常需要采用柴油發(fā)電機組作為后備應(yīng)急電源。在柴油發(fā)電機組的實際應(yīng)用中，隨著負載的變化，供電情況也要與負載相匹配，于是供電系統(tǒng)投入運行的柴油發(fā)電機輸出功率和臺數(shù)也會發(fā)生變化，同時，柴油發(fā)電機可能發(fā)生故障，此時需要啟動備用的柴油發(fā)電機，并將其并入電網(wǎng)。因此，由于柴油發(fā)電機組擴容或者備用的需求，柴油發(fā)電機組在實際應(yīng)用中需要進行并網(wǎng)控制。當一片區(qū)域需要多臺柴油發(fā)電機并網(wǎng)時，為了減小對電網(wǎng)的沖擊和保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要一臺一臺地把柴油發(fā)電機依次并入電網(wǎng)，多臺柴油發(fā)電機不可同時并網(wǎng)。于是，需要一種并網(wǎng)協(xié)調(diào)方法，協(xié)調(diào)各臺柴油發(fā)電機依次并網(wǎng)。目前，當柴油發(fā)電機數(shù)量較少，較多采用手動控制柴油機并網(wǎng)的方法，人工將一臺一臺柴油發(fā)電機并網(wǎng)，這種方式明顯不適用于大范圍分布的大數(shù)量柴油發(fā)電機組群。因此，需要一種控制協(xié)調(diào)策略，使得區(qū)域內(nèi)的所有柴油機節(jié)點可以自主協(xié)調(diào)并網(wǎng)，一臺接著一臺并入電網(wǎng)，以自動組成大容量電網(wǎng)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適合柴油發(fā)電機組群自主協(xié)調(diào)并網(wǎng)的控制方法，該方法在實際應(yīng)用中不需要專門的主并網(wǎng)控制器來協(xié)調(diào)各個柴油發(fā)電機節(jié)點，各個節(jié)點能夠自主協(xié)調(diào)，減少了成本，提高了并網(wǎng)速度。本發(fā)明的目的可以通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種適合柴油發(fā)電機組群自主協(xié)調(diào)并網(wǎng)的控制方法，所述方法具體如下：1)利用CAN總線將區(qū)域內(nèi)所有需要并網(wǎng)的柴油發(fā)電機組連接，組成CAN網(wǎng)絡(luò)，每個柴油發(fā)電機組構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并設(shè)置一個能夠容納所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)表，所述并網(wǎng)狀態(tài)表包括每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)，具有兩列數(shù)據(jù)，第一列數(shù)據(jù)為“通信看門狗計時器”，第二列數(shù)據(jù)為狀態(tài)數(shù)據(jù)，狀態(tài)數(shù)據(jù)為“未連接”、“未并網(wǎng)”、“申請并網(wǎng)”、“申請成功”、“并網(wǎng)中”、“并網(wǎng)成功”或“并網(wǎng)失敗”其中之一，表中的偏移地址即為CAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點地址；2)步驟1)中CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信格式采用SAEJ1939協(xié)議，并在該協(xié)議標準基礎(chǔ)上增加參數(shù)組編號PGN，所有與并網(wǎng)相關(guān)的CAN幀只使用一個PGN，使CAN幀的優(yōu)先級只與節(jié)點地址有關(guān)，通過柴油發(fā)電機CAN節(jié)點地址的唯一性完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的優(yōu)先級配置，CAN幀的數(shù)據(jù)域采用一個字節(jié)，直接使用并網(wǎng)狀態(tài)表中的狀態(tài)字節(jié)數(shù)據(jù)；3)每個柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過CAN網(wǎng)絡(luò)交換各自的并網(wǎng)狀態(tài)信息，各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)自己的并網(wǎng)工作狀態(tài)和其它柴油發(fā)電機的并網(wǎng)工作狀態(tài)，按照預設(shè)的優(yōu)先級競爭并網(wǎng)許可，優(yōu)先級低的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自動退出，最高優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點獲得并網(wǎng)權(quán)，當獲得并網(wǎng)權(quán)的柴油發(fā)電機完成并網(wǎng)后，還未并網(wǎng)的柴油發(fā)電機重新申請和競爭并網(wǎng)許可，直到所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點并網(wǎng)成功。優(yōu)選的，所述步驟3)的柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制算法具體如下：Step1，柴油發(fā)電機上電初始化，將“并網(wǎng)狀態(tài)表”中所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的狀態(tài)修改為“未連接”，“通信看門狗計時器”初始化為10，單位為100毫秒，數(shù)值10相當于1秒；Step2，新接入CAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點不斷接收CAN幀來更新“并網(wǎng)狀態(tài)表”，并向CAN網(wǎng)絡(luò)每100毫秒發(fā)送一個本節(jié)點狀態(tài)數(shù)據(jù)幀，等待1秒后再根據(jù)各節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)來申請并網(wǎng)，當其它節(jié)點都沒有處于“申請成功”或者“并網(wǎng)中”的工作狀態(tài)，并且“并網(wǎng)狀態(tài)表”中沒有更高優(yōu)先級節(jié)點處于“申請并網(wǎng)”時，即向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布“申請并網(wǎng)”，當本節(jié)點檢查“并網(wǎng)狀態(tài)表”中有比本節(jié)點優(yōu)先級低的節(jié)點“申請并網(wǎng)”時，同時啟動并網(wǎng)計時器，啟動并網(wǎng)計時器作為整個申請并網(wǎng)周期的開始；Step3，當節(jié)點并網(wǎng)計時器到200毫秒時，首先禁止本節(jié)點申請并網(wǎng)，然后若有更高優(yōu)先級的節(jié)點申請并網(wǎng)，則自動退出申請，回到“未并網(wǎng)”，并網(wǎng)計時器清零，并停止計時，若沒有更高優(yōu)先級的節(jié)點申請并網(wǎng)，則等待計時器到400毫秒，再次檢測有無更高優(yōu)先級的節(jié)點申請并網(wǎng)，若有，則回到“未并網(wǎng)”狀態(tài)，清空并停止計時器，若無，則修改本節(jié)點狀態(tài)為“申請成功”，繼續(xù)等待計時器到500毫秒，更新本節(jié)點狀態(tài)為“并網(wǎng)中”，最后清空并關(guān)閉并網(wǎng)計時器；Step4，處于“并網(wǎng)中”的節(jié)點開始并網(wǎng)，若并網(wǎng)成功，則向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)布“并網(wǎng)成功”狀態(tài)，若沒有成功，則發(fā)送“并網(wǎng)失敗”，狀態(tài)，并報警進行人工維修，等修好之后，再次進入開始狀態(tài)，上電后1秒進入“未并網(wǎng)”狀態(tài)繼續(xù)申請并網(wǎng)。優(yōu)選的，步驟1)中，所述CAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點地址為8位，“并網(wǎng)狀態(tài)表”中的節(jié)點數(shù)據(jù)和狀態(tài)按照節(jié)點地址大小順序排列。優(yōu)選的，步驟3)中的CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用中斷處理來更新“并網(wǎng)狀態(tài)表”，CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點每100毫秒，發(fā)送一個本地狀態(tài)數(shù)據(jù)幀，當本地節(jié)點接收某節(jié)點CAN幀時，“通信看門狗計時器”重新設(shè)為10，本地節(jié)點每100毫秒把“通信看門狗計時器”減1，當“通信看門狗計時器”為零后，把相應(yīng)的節(jié)點狀態(tài)改為“未連接”，以此判斷長期未發(fā)送數(shù)據(jù)幀節(jié)點處于“未連接”狀態(tài)。優(yōu)選的，所述柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括并網(wǎng)控制模塊、電網(wǎng)信息采集模塊、并網(wǎng)執(zhí)行模塊以及CAN總線收發(fā)模塊，所述并網(wǎng)控制模塊采用STM32F407VET6單片機，對整個柴油發(fā)電機組群的自主協(xié)調(diào)并網(wǎng)流程進行控制，所述電網(wǎng)信息采集模塊用來采集電網(wǎng)以及柴油發(fā)電機交流電的電壓、相位差、頻率和柴油發(fā)電機交流電的電流信息，所述并網(wǎng)執(zhí)行模塊用于執(zhí)行并網(wǎng)操作，通過兩個繼電器控制交流接觸器，兩個繼電器的開關(guān)由并網(wǎng)控制模塊進行控制，當并網(wǎng)繼電器動作后，交流接觸器控制端接通，交流接觸器閉合，進行并網(wǎng)，當解列繼電器動作后，交流接觸器控制端斷開，交流接觸器斷開，進行解列操作，所述CAN總線收發(fā)模塊用于接收和發(fā)送各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點“并網(wǎng)狀態(tài)表”中的狀態(tài)信息。優(yōu)選的，所述電網(wǎng)信息采集模塊包括交流電壓比例縮小模塊、兩個比較器模塊、MCU定時器模塊、MCUADC模塊和霍爾傳感器模塊。優(yōu)選的，所述MCU定時器模塊主要由三個定時器組成：定時器1的輸入信號為變換后的電網(wǎng)電壓方波信號，以此計算電網(wǎng)交流電壓的頻率；定時器2的輸入信號為變換后的發(fā)電機電壓方波信號，以此計算發(fā)電機交流電壓的頻率；定時器3使用兩個通道，輸入信號為上述兩路方波信號，MCU通過定時器得到這兩路信號的過零時間之差計算電網(wǎng)和發(fā)電機交流電電壓相位差。優(yōu)選的，所述CAN總線收發(fā)模塊由MCU中片上CAN控制器和外接CAN總線收發(fā)器組成，外接CAN總線收發(fā)器主要采用TJA1040。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：1、本發(fā)明的柴油發(fā)電機組群通過自主協(xié)調(diào)來確定并網(wǎng)時刻，不需要專門的主并網(wǎng)控制器來協(xié)調(diào)，減少了人工干預和并網(wǎng)時間，提高了并網(wǎng)速度。2、本發(fā)明的方法使柴油發(fā)電機一個接著一個地并網(wǎng)，同一時刻只有一臺柴油發(fā)電機處于并網(wǎng)過程中，減小了對電網(wǎng)的沖擊，提高了電網(wǎng)的可靠性和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3、采用本發(fā)明的并網(wǎng)算法，可以隨時添加、減少柴油發(fā)電機節(jié)點，不需要進行軟件和硬件的修改，而且每個節(jié)點都具有其他節(jié)點是否連接CAN網(wǎng)絡(luò)的信息以及并網(wǎng)狀態(tài)，有利于故障隔離和診斷，有利于柴油發(fā)電機組的維修和后續(xù)的其他功能的擴展。附圖說明圖1為本發(fā)明實施例多個柴油發(fā)電機組成的CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明實施例柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖。圖3(a)為本發(fā)明實施例并網(wǎng)執(zhí)行模塊的結(jié)構(gòu)圖，圖3(b)為本發(fā)明實施例電網(wǎng)信息采集模塊的結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明實施例多個柴油發(fā)電機組成的CAN網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)過程數(shù)據(jù)流圖。圖5為本發(fā)明實施例柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制算法流程圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例：本實施例提供了一種適合柴油發(fā)電機組群自主協(xié)調(diào)并網(wǎng)的控制方法，所述方法具體如下：1)利用CAN總線將區(qū)域內(nèi)所有需要并網(wǎng)的柴油發(fā)電機組連接，組成CAN網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示，每個柴油發(fā)電機組構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并設(shè)置一個能夠容納所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)表，所述并網(wǎng)狀態(tài)表包括每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)，具有兩列數(shù)據(jù)，第一列數(shù)據(jù)為“通信看門狗計時器”，“通信看門狗計時器”記錄其它節(jié)點通信時間間隔狀態(tài)，初始值為10，每隔100毫秒，“通信看門狗計時器”減1，每接收到一個節(jié)點發(fā)送來的通信數(shù)據(jù)幀，“通信看門狗計時器”重新配置為10，當1秒內(nèi)都沒有收到某節(jié)點通信數(shù)據(jù)時，“通信看門狗計時器”將變?yōu)?，則該節(jié)點標記為“未連接”狀態(tài)，表示其因發(fā)生故障或者人工操作等原因已從CAN總線斷開，CAN總線節(jié)點每100毫秒周期地發(fā)送數(shù)據(jù)，本實施例中CAN總線的110個節(jié)點地址設(shè)計為0x01～0x6E，7個狀態(tài)數(shù)據(jù)表示如表1所示，第二列數(shù)據(jù)為狀態(tài)數(shù)據(jù)，狀態(tài)數(shù)據(jù)為“未連接”、“未并網(wǎng)”、“申請并網(wǎng)”、“申請成功”、“并網(wǎng)中”、“并網(wǎng)成功”或“并網(wǎng)失敗”其中之一，表中的偏移地址即為CAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點地址；字節(jié)數(shù)據(jù)并網(wǎng)狀態(tài)字節(jié)數(shù)據(jù)并網(wǎng)狀態(tài)0x00未連接0x11并網(wǎng)中0x01未并網(wǎng)0x0F并網(wǎng)成功0x02申請并網(wǎng)0xF0并網(wǎng)失敗0x10申請成功表12)步驟1)中CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信格式參照SAEJ1939協(xié)議，采用29位標識符的擴展幀，標識符具體分配如表2所示，其中，P為優(yōu)先級位，僅用于在總線中優(yōu)化消息延遲，接收機的驗收濾波器必須對其屏蔽，在此使用111，在本實施例的并網(wǎng)通信中，所有與并網(wǎng)相關(guān)的CAN幀使用同一個PGN，使CAN幀的優(yōu)先級只與節(jié)點地址有關(guān)，在本實施例中，設(shè)計并網(wǎng)PGN為62013(0xF23D)，通過柴油發(fā)電機CAN節(jié)點地址的唯一性完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的優(yōu)先級配置，CAN幀的數(shù)據(jù)域采用一個字節(jié)，直接使用并網(wǎng)狀態(tài)表中的狀態(tài)字節(jié)數(shù)據(jù)；P(優(yōu)先級)R(保留)DP(數(shù)據(jù)頁)PF(PDU格式)PS(特定PDU)SA(源地址)ID28～ID26ID25ID24ID23～ID16ID15～ID8ID7～ID0111b0b0b0xF20x3D0x01～0x6E表23)每個柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過CAN網(wǎng)絡(luò)交換各自的并網(wǎng)狀態(tài)信息，各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)自己的并網(wǎng)工作狀態(tài)和其它柴油發(fā)電機的并網(wǎng)工作狀態(tài)，按照預設(shè)的優(yōu)先級競爭并網(wǎng)許可，優(yōu)先級低的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自動退出，最高優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點獲得并網(wǎng)權(quán)，當獲得并網(wǎng)權(quán)的柴油發(fā)電機完成并網(wǎng)后，還未并網(wǎng)的柴油發(fā)電機重新申請和競爭并網(wǎng)許可，直到所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點并網(wǎng)成功。其中，所述步驟3)的柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制算法具體如下：Step1，柴油發(fā)電機上電初始化，將“并網(wǎng)狀態(tài)表”中所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的狀態(tài)修改為“未連接”，“通信看門狗計時器”初始化為10，單位為100毫秒，數(shù)值10相當于1秒；Step2，新接入CAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點不斷接收CAN幀來更新“并網(wǎng)狀態(tài)表”，并向CAN網(wǎng)絡(luò)每100毫秒發(fā)送一個本節(jié)點狀態(tài)數(shù)據(jù)幀，等待1秒后再根據(jù)各節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)來申請并網(wǎng)，當其它節(jié)點都沒有處于“申請成功”或者“并網(wǎng)中”的工作狀態(tài)，并且“并網(wǎng)狀態(tài)表”中沒有更高優(yōu)先級節(jié)點處于“申請并網(wǎng)”時，即向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布“申請并網(wǎng)”，當本節(jié)點檢查“并網(wǎng)狀態(tài)表”中有比本節(jié)點優(yōu)先級低的節(jié)點“申請并網(wǎng)”時，同時啟動并網(wǎng)計時器，啟動并網(wǎng)計時器作為整個申請并網(wǎng)周期的開始；Step3，當節(jié)點并網(wǎng)計時器到200毫秒時，首先禁止本節(jié)點申請并網(wǎng)，然后若有更高優(yōu)先級的節(jié)點申請并網(wǎng)，則自動退出申請，回到“未并網(wǎng)”，并網(wǎng)計時器清零，并停止計時，若沒有更高優(yōu)先級的節(jié)點申請并網(wǎng)，則等待計時器到400毫秒，再次檢測有無更高優(yōu)先級的節(jié)點申請并網(wǎng)，若有，則回到“未并網(wǎng)”狀態(tài)，清空并停止計時器，若無，則修改本節(jié)點狀態(tài)為“申請成功”，繼續(xù)等待計時器到500毫秒，更新本節(jié)點狀態(tài)為“并網(wǎng)中”，最后清空并關(guān)閉并網(wǎng)計時器；Step4，處于“并網(wǎng)中”的節(jié)點開始并網(wǎng)，若并網(wǎng)成功，則向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)布“并網(wǎng)成功”狀態(tài)，若沒有成功，則發(fā)送“并網(wǎng)失敗”，狀態(tài)，并報警進行人工維修，等修好之后，再次進入開始狀態(tài)，上電后1秒進入“未并網(wǎng)”狀態(tài)繼續(xù)申請并網(wǎng)。其中，步驟1)中，所述CAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點地址為8位，“并網(wǎng)狀態(tài)表”中的節(jié)點數(shù)據(jù)和狀態(tài)按照節(jié)點地址大小順序排列；其中，步驟3)中的CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用中斷處理來更新“并網(wǎng)狀態(tài)表”，CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點每100毫秒，發(fā)送一個本地狀態(tài)數(shù)據(jù)幀，當本地節(jié)點接收某節(jié)點CAN幀時，“通信看門狗計時器”重新設(shè)為10，本地節(jié)點每100毫秒把“通信看門狗計時器”減1，當“通信看門狗計時器”為零后，把相應(yīng)的節(jié)點狀態(tài)改為“未連接”，以此判斷長期未發(fā)送數(shù)據(jù)幀節(jié)點處于“未連接”狀態(tài)。其中，所述柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括并網(wǎng)控制模塊M201、電網(wǎng)信息采集模塊M203、并網(wǎng)執(zhí)行模塊M202以及CAN總線收發(fā)模塊M204，如圖2所示，所述并網(wǎng)控制模塊M201采用ST公司的STM32F407VET6單片機(MCU)，其內(nèi)核為ARMCortex-M4，內(nèi)置單精度FPU(浮點運算單元)和精度較高的模擬外設(shè)，具有高效的信號處理能力以及Cortex-M處理器系列的低功耗和低成本，對整個柴油發(fā)電機組群的自主協(xié)調(diào)并網(wǎng)流程進行控制，所述電網(wǎng)信息采集模塊M203用來采集電網(wǎng)以及柴油發(fā)電機交流電的電壓、相位差、頻率和柴油發(fā)電機交流電的電流信息，用于并網(wǎng)過程控制，其原理如圖3(b)所示，主要模塊有交流電壓比例縮小模塊M304、兩個比較器模塊M305和M307、MCU定時器模塊M306、MCUADC模塊M308、霍爾傳感器模塊M309，交流電壓比例縮小模塊M304利用一致性較好的精密電阻以及精密運算放大器將交流電的相電壓信號按照1/408的比例縮小，得到交流380V變?yōu)樽畲笾敌∮?V的適合連接MCU內(nèi)部集成ADC的電壓信號；放大器輸入電阻采用6個680kΩ的電阻串聯(lián)以提高耐壓和滿足國家標準的安全規(guī)定。運算放大器可以選擇TI公司的OPA4188，其具有低噪聲、軌至軌、零漂移等優(yōu)點。同時，比例縮小的電網(wǎng)和發(fā)電機交流電壓信號分別經(jīng)過兩個比較器模塊M305及M307模塊得到電壓方波信號，輸入至MCU定時器模塊M306中。MCU定時器模塊M306主要由三個定時器組成：定時器1的輸入信號為變換后的電網(wǎng)電壓方波信號，以此計算電網(wǎng)交流電壓的頻率；定時器2的輸入信號為變換后的發(fā)電機電壓方波信號，以此計算發(fā)電機交流電壓的頻率；定時器3使用兩個通道，輸入信號為上述兩路方波信號，MCU通過定時器得到這兩路信號的過零時間之差從而計算電網(wǎng)和發(fā)電機交流電電壓相位差。發(fā)電機的三相交流電電流測量采用霍爾傳感器模塊M309，得到可供MCUADC模塊M308進行轉(zhuǎn)換的交流電壓信號，從而得到電流實時測量值。所述并網(wǎng)執(zhí)行模塊M202主要是用于控制并網(wǎng)開關(guān)，其一個設(shè)計實例結(jié)構(gòu)如圖3(a)所示，主要模塊有：交流接觸器M301、并網(wǎng)繼電器M302、解列繼電器M303，MCU通過兩個普通IO口經(jīng)過三極管放大電路分別控制并網(wǎng)繼電器M303和解列繼電器M302，其中，并網(wǎng)繼電器M303使用其常開觸點，解列繼電器M302使用常閉觸點，并網(wǎng)控制模塊M201根據(jù)電網(wǎng)信息采集模塊M203得到的電網(wǎng)和柴油機的電壓和頻率以及相位，若是第一個柴油發(fā)電機并網(wǎng)，則電網(wǎng)電壓為零，此時只要把柴油機電壓和頻率調(diào)節(jié)到國家標準定為的范圍(如380V和50Hz)即可，及時實現(xiàn)并網(wǎng)；若不是第一個并網(wǎng)的柴油機，則通過調(diào)節(jié)柴油機勵磁把輸出電壓調(diào)節(jié)到電網(wǎng)電壓，然后通過調(diào)節(jié)柴油機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)柴油機輸出電壓頻率，并保持電網(wǎng)電壓和柴油機輸出電壓的相位在國家標準規(guī)定的范圍內(nèi)，即可實現(xiàn)并網(wǎng)。為了縮短并網(wǎng)時間，可以先把調(diào)節(jié)柴油機頻率使其低于電網(wǎng)頻率，然后使柴油機頻率追剛電壓頻率，此時若頻率和相位都在國家規(guī)定范圍內(nèi)，則馬上并網(wǎng)。當MCU的IO口輸出并網(wǎng)控制命令時，并網(wǎng)繼電器M303動作，此時交流接觸器M301控制端接通，交流接觸器M301動作，開關(guān)閉合，實現(xiàn)并網(wǎng)。當需要將發(fā)電機從電網(wǎng)解列時，IO口輸出解列命令，解列繼電器M302動作，常閉開關(guān)斷開，交流接觸器M301控制端斷開，開關(guān)斷開，實現(xiàn)解列。所述CAN總線收發(fā)模塊用于接收和發(fā)送各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點“并網(wǎng)狀態(tài)表”中的狀態(tài)信息，由MCU中片上CAN控制器和外接CAN總線收發(fā)器組成，外接CAN總線收發(fā)器主要采用TJA1040。圖4為本實施例的CAN網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)過程數(shù)據(jù)流圖，主要組成模塊有：CAN接收處理模塊M401、CAN發(fā)送處理模塊M402、并網(wǎng)狀態(tài)表M403、并網(wǎng)控制協(xié)調(diào)模塊M404、并網(wǎng)過程控制模塊M405。CAN總線接收處理模塊M401主要是接收其他節(jié)點周期性發(fā)送的并網(wǎng)狀態(tài)，從而更新本地節(jié)點的“并網(wǎng)狀態(tài)表”M403，同時，當接收到優(yōu)先級低于本節(jié)點的“申請并網(wǎng)”狀態(tài)時，若并網(wǎng)計時器沒有啟動，則啟動并網(wǎng)計時器。CAN發(fā)送處理模塊M402每隔100毫秒將本地節(jié)點并網(wǎng)狀態(tài)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，當發(fā)送的是本地節(jié)點“申請并網(wǎng)”狀態(tài)時，若并網(wǎng)計時器沒有啟動，則啟動并網(wǎng)計時器?！安⒕W(wǎng)狀態(tài)表”M403由兩列數(shù)據(jù)組成，第1列數(shù)據(jù)為“通信看門狗計時器”，第2列數(shù)據(jù)為狀態(tài)數(shù)據(jù)，狀態(tài)數(shù)據(jù)為“未連接”、“未并網(wǎng)”、“申請并網(wǎng)”、“申請成功”、“并網(wǎng)中”、“并網(wǎng)成功”、“并網(wǎng)失敗”之一，表中各個元素表示CAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點狀態(tài)，偏移地址即為CAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點地址?！巴ㄐ趴撮T狗計時器”主要是記錄其他節(jié)點的通信狀態(tài)，初始值為10，每隔100毫秒，表中其他節(jié)點的“通信看門狗計時器”減1，每接收一個節(jié)點的通信數(shù)據(jù)幀，則該節(jié)點的“通信看門狗計時器”復位為10，于是當1秒內(nèi)都沒有接收到某個節(jié)點的通信數(shù)據(jù)時，則該節(jié)點的“通信看門狗計時器”將變?yōu)?，此時標記該節(jié)點的狀態(tài)為“未連接”，表示其已經(jīng)因為故障或者人工操作而從CAN總線斷開。并網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)中，其他節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)利用CAN接收處理模塊M401接收的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行更新，而本地節(jié)點并網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)則利用并網(wǎng)協(xié)調(diào)模塊M404判斷本節(jié)點處于哪種狀態(tài)從而進行更新。并網(wǎng)協(xié)調(diào)模塊M404根據(jù)“并網(wǎng)狀態(tài)表”得到本節(jié)點以及其他節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)，判斷本地節(jié)點是否取得了并網(wǎng)的優(yōu)先權(quán)，是否進行并網(wǎng)操作，并且更新本地節(jié)點“并網(wǎng)狀態(tài)表”中本節(jié)點的并網(wǎng)狀態(tài)。當本節(jié)點取得了并網(wǎng)權(quán)時，并網(wǎng)協(xié)調(diào)模塊M404將本節(jié)點的狀態(tài)修改為“并網(wǎng)中”，并向并網(wǎng)過程控制模塊M405發(fā)送并網(wǎng)命令。并網(wǎng)過程控制模塊M405接收到并網(wǎng)命令后，開始并網(wǎng)，利用電網(wǎng)信息采集數(shù)據(jù)通過相關(guān)的并網(wǎng)算法執(zhí)行并網(wǎng)過程控制操作。本實施例柴油發(fā)電機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制算法流程圖如圖5所示：系統(tǒng)進行上電初始化并進入“未連接”S501狀態(tài)，初始化內(nèi)容包括：(1)將“并網(wǎng)狀態(tài)表”中所有節(jié)點的狀態(tài)修改為“未連接”，“通信看門狗計時器”初始化為10；(2)CAN控制器的初始化；(3)100毫秒、1秒系統(tǒng)節(jié)拍計時器、并網(wǎng)計時器以及其他計時器的初始化?！拔催B接”狀態(tài)中，等待1秒后進入“未并網(wǎng)”S502狀態(tài)，本節(jié)點根據(jù)“并網(wǎng)狀態(tài)表”得知其他節(jié)點最新的并網(wǎng)狀態(tài)以及是否連接CAN總線的狀態(tài)，然后將本節(jié)點狀態(tài)修改為“未并網(wǎng)”。處于“未并網(wǎng)”狀態(tài)的節(jié)點只有在節(jié)點允許申請并網(wǎng)且節(jié)點需要并網(wǎng)以及“并網(wǎng)狀態(tài)表”中不存在“申請成功”、“并網(wǎng)中”以及優(yōu)先級高于本節(jié)點的“申請并網(wǎng)”等并網(wǎng)狀態(tài)時，才能進入S503“申請并網(wǎng)”狀態(tài)，其他情況節(jié)點均處于S502“未連接”狀態(tài)。每個節(jié)點允許申請并網(wǎng)的時刻為：從“并網(wǎng)狀態(tài)表”中不存在“申請并網(wǎng)”、“申請成功”、“并網(wǎng)中”狀態(tài)開始到“并網(wǎng)計時器”禁止申請并網(wǎng)為止，“并網(wǎng)計時器”的啟動作為一個并網(wǎng)周期的開始，所有節(jié)點的“并網(wǎng)計時器”幾乎同時啟動，當計時到200毫秒時，禁止申請并網(wǎng)，此時未申請并網(wǎng)的節(jié)點需要等待下一個并網(wǎng)周期，已申請并網(wǎng)的節(jié)點中最高優(yōu)先級最終得到并網(wǎng)許可。并網(wǎng)計時器在兩種情況下啟動：(1)并網(wǎng)計時器還未啟動時本節(jié)點發(fā)送了“申請并網(wǎng)”狀態(tài)；(2)并網(wǎng)計時器還未啟動但是接收到其他優(yōu)先級低于本地節(jié)點發(fā)送的“申請并網(wǎng)”狀態(tài)，并網(wǎng)計時器啟動時作為一個并網(wǎng)周期的開始。S503狀態(tài)時，等待“并網(wǎng)計時器”計時到200毫秒，所有節(jié)點禁止申請并網(wǎng)，查詢“并網(wǎng)狀態(tài)表”中是否存在“申請成功”、“并網(wǎng)中”以及優(yōu)先級高于本節(jié)點的“申請并網(wǎng)”等并網(wǎng)狀態(tài)，若存在，本節(jié)點退出申請并網(wǎng)，回到狀態(tài)S502；若不存在，此刻本節(jié)點暫時處于“申請并網(wǎng)”的最高優(yōu)先級，由于定時器啟動有時間誤差，總線上可能還有更高優(yōu)先級的“申請并網(wǎng)”還未傳送，因此需要等待“并網(wǎng)計時器”到400毫秒，再次查詢“并網(wǎng)狀態(tài)表”中是否存在“申請成功”、“并網(wǎng)中”以及優(yōu)先級高于本節(jié)點的“申請并網(wǎng)”等并網(wǎng)狀態(tài)，此刻，若存在，則本節(jié)點退出申請并網(wǎng)，回到狀態(tài)S502，若不存在，則本節(jié)點獲得本次并網(wǎng)周期的并網(wǎng)優(yōu)先權(quán)，申請并網(wǎng)成功，進入S504“申請成功”狀態(tài)。當進入S504“申請成功”狀態(tài)后，等待計時器到500毫秒，直接進入S505“并網(wǎng)中”狀態(tài)。S505狀態(tài)中，進入“并網(wǎng)中”狀態(tài)的節(jié)點開始并網(wǎng)操作，若并網(wǎng)成功，則進入S507“并網(wǎng)成功”狀態(tài)，若并網(wǎng)失敗，則進入S506“并網(wǎng)失敗”狀態(tài)。處于S506“并網(wǎng)失敗”狀態(tài)的節(jié)點通過報警并人工維修后進入開始狀態(tài)，然后上電初始化。處于S507“并網(wǎng)成功”的節(jié)點若發(fā)電機解列離網(wǎng)，則回到S502“未并網(wǎng)”狀態(tài)，若發(fā)電機故障離網(wǎng)，則報警并人工維修后進入開始狀態(tài)，然后上電初始化。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的實施例，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明專利的技術(shù)方案及其發(fā)明專利構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明專利的保護范圍。當前第1頁1 2 3