一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种储能电站的传输系统及其传输方法，具体讲涉及一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法。
【背景技术】
[0002]随着光伏/风力发电等可再生能源的发展，储能电站可提高光伏/风力发电的接入电网能力，储能电站的应用随之逐渐增多；现场总线领域，PROFINET是PROFIBUS国际组织创新的自动化标准，用于实现基于工业以太网的集成、一致的自动化解决方案；PROFINET支持用以太网通信的分散式现场设备和苛求时间的应用的集成，以及基于组件的分布式自动化系统的集成；同时，PROFINET作为开放的实时工业以太网通信协议，通过高层控制设备实现对多个现场设备的控制，为工业现场总线的实时性、拓扑的灵活性以及多个现场设备之间数据传输的可靠性和快速性提供了灵活的解决方案。目前，储能电站内现场设备之间的数据传输大都采用CAN、RS485或者MODBUS等，数据传输速率较低，且无法实现数据的实时性和同步传输。
【发明内容】
[0003]为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法，本发明能够实现数据的快速、同步、可靠传输。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0004]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0005]本发明提供一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统，其改进之处在于，所述系统为基于PROFINET总线的分布式控制系统，包括至少两个储能电站子单元，所述储能电站子单元之间通过PROFINET以太网交换机形成以太网环架构，所述PROFINET以太网交换机与储能电站监控站连接；每个子单元包括主站以及至少两个从站，所述主站通过PROFINET总线与从站连接。
[0006]进一步地，所述至少两个从站通过PROFINET总线串联后再通过PROFINET总线与所述主站连接；或所述从站通过PROFINET总线连接至PROFINET交换机后再通过PROFINET总线与主站连接；
[0007]所述主站用于监控及调度储能电站，所述从站用于控制储能电站内每个储能单
J Li O、
[0008]进一步地，所述主站的数目为2，两个主站采用冗余模式，正常状态下由一个主站和从站完成数据传输；故障状态下切换到备用主站。
[0009]进一步地，每个所述从站包括分别与多个现场设备连接的控制模块和输入输出模块、以及与主站连接的通信模块。
[0010]进一步地，所述储能电站子单元之间采用采用以太网光缆连接；且以太网光缆采用双绞线形式；所述两个主站之间采用同步光缆连接。
[0011]本发明还提供一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统的数据传输方法，其改进之处在于，所述方法包括:主站与从站之间通过建立的PROFINET通信信道周期性地完成数据交换；
[0012]所述主站向从站发送控制信息，从站接收主站发送的控制信息，并对控制信息进行处理后按照现场设备实际需求的时序依次输出至多个输入输出模块，以控制现场设备动作；
[0013]所述从站的控制模块按照现场设备实际需求的时序依次对下属的多个输入输出模块进行采集以获得多个现场设备的信息，并将采集到的信息封装后发送到主站；完成主站和从站的一次数据传输。
[0014]进一步地，当主站将数据传输至从站的现场设备时，主站与每一个从站建立单独的输出通道；
[0015]当从站将数据传输至主站时，在主站和要将数据传输至主站的每一个从站现场设备之间建立单独的输入通道。
[0016]进一步地，根据业务的实时性需求，将预先设置的数据根据通信业务需求划分成三个通信信道:同步实时信道，实时信道和标准TCP/IP信道。
[0017]与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是:
[0018]1、本发明提供的一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法，储能电站内多个现场设备采用PROFINET工业以太网进行数据传输，实现储能电站内设备之间数据的快速可靠传输。
[0019]2、本发明提供的一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法，实现储能电站内不同需求的数据在不同通信信道上传输，完成一般数据、实时数据和同步实时数据的传输。
[0020]3、本发明提供的一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法，根据PROFINET灵活的组网方式，采用单元组合后再组成环网的模式，利于储能电站内各设备的联网。
[0021]4、本发明提供的一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法，根据数据传输需求，将储能电站内数据进行分类，实现不同需求的数据在不同通信信道上传输。
[0022]为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
【附图说明】
[0023]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中；
[0024]图1是本发明第一实施方式中主站与从站的连接关系图；
[0025]图2是本发明第二实施方式中主站与从站的连接关系图；
[0026]图3是本发明实施例中基于PROFINET标准的通信系统的主站和现场设备(从站)之间的通信循环的时序图；
[0027]图4是本发明实施例中整个储能电站内所有现场设备连接示意图；
[0028]图5是本发明实施例中互为冗余主站以及从站的连接示意图；其中:PN1和PN2分别表示基于工业以太网技术的自动化总线标准的PR0FINET1总线和PR0FINET2总线。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0030]以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
[0031]为了解决现有技术中储能电站内数据传输速率较低，且无法实现数据的实时性和同步传输的问题，本发明提供一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法。
[0032]储能电站一般由多个储能单元组成，储能单元内含多个储能变流器、电池系统及辅助设备，为了实现储能电站内设备实时可靠的通信，本发明提供了一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统，该系统为基于PROFINET总线的分布式控制系统，包括一个主站以及多个从站，主站实现整个储能电站的监控及调度，从站负责电站内每个储能单元的控制；从站主要包括分别与多个现场设备连接的控制模块、输入输出模块、以及与主站的通信模块，实现与储能电站内多个现场设备的连接与控制；每个从站均与多个现场设备连接。
[0033]如图1所示，为本发明第一实施方式中主站与从站的连接关系图，各从站可以形成菊花链形式，通过PROFINET总线串联，串联后的整体通过PROFINET总线与所属主站连接；如图2所示，为本发明第二实施方式中主站与从站的连接关系图，各从站也可以采用星形拓扑，分别连接至PROFINET交换机与主站连接。
[0034]每个单元之间通过PROFINET以太网交换机形成以太网环，储能电站总监控站连接到环上任意一个交换机上，形成整个储能电站内所有现场设备的数据传输和监控，如图4所示。
[0035]本发明实施例中互为冗余主站以及从站的连接示意图如图5所示，储能电站内每个单元含两个主站和多个从站，两个主站采用冗余模式，正常状态下由一个主站和下属从站完成数据传输，故障状态下切换到备用主站，提高了系统可靠性。
[0036]储能电站子单元内通信采用以太网电缆双绞线连接，降低了系统成本且提高了可靠性，可以实现长距离通信；冗余主站之间采用同步光缆，实现数据的快速可靠同步。
[0037]本发明提供一种用于储