一种风电机组通讯系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种风电机组通讯系统，该系统包括：风机主控制器、变桨控制器、主通讯通道和冗余通讯通道；其中，风机主控制器通过主通讯通道和冗余通讯通道交替与变桨控制器建立通讯连接，进行数据交互。本实用新型通过主冗两条通讯通道提高了风机主控制器与变桨控制器数据交互的可靠性，解决了现有技术中风电机组变桨控制器与主控控制器之间的通讯通道的可靠度低的问题。
【专利说明】
一种风电机组通讯系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风电机组通讯系统。
【背景技术】
[0002]随着能源危机和环境危机的日益加剧，风力发电技术作为一项清洁能源技术，得到了快速的发展。变桨系统是风电机组上的重要组成部分之一，变桨系统通过对叶片的桨距角进行调整，以控制风机的输出功率，保证风力发电机组输出功率和转速的稳定性。
[0003]风电机组的变桨控制系统主要包括:主控制器和变桨控制器，变桨控制器和主控制器之间的通讯采用通讯电缆和导电滑环进行现场总线传输。但是，由于风电机组长期运行导致线缆通道或滑环的触点不稳定造成通讯闪断，从而不能保证数据的实时性和可靠性，导致风机运行中不能及时实现变桨的功能。所以，现有技术中风机主控制器与变桨控制器之间的这种通讯通道，已经不能满足风电机组高可靠性的要求。
【实用新型内容】
[0004]针对于上述问题，本实用新型提供一种风电机组通讯系统，用以解决现有技术中风电机组变桨控制器与主控控制器之间的通讯通道的可靠度低的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]—种风电机组通讯系统，包括风机主控制器、变桨控制器、主通讯通道和冗余通讯通道，其中:
[0007]所述风机主控制器通过所述主通讯通道和所述冗余通讯通道交替与所述变桨控制器建立通讯连接，进行数据交互。
[0008]优选的，所述风机主控制器和所述变桨控制器均安装有总线接口；
[0009]相应的，所述主通讯通道和所述冗余通讯通道均由总线和滑环构成；
[0010]两条所述总线分别通过各自所述滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的所述总线接口连接，构成所述主通讯通道和所述冗余通讯通道。
[0011]优选的，所述风机主控制器和所述变桨控制器设置有无线模块；
[0012]相应的，所述主通讯通道和所述冗余通讯通道均为无线通道；
[0013]两条所述无线通道分别通过无线信号与所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器的无线模块进行连接，构成所述主通讯通道和所述冗余通讯通道。
[0014]优选的，所述风机主控制器和所述变桨控制器上均设置有总线接口和无线模块；
[0015]相应的，所述主通讯通道由总线和滑环构成，所述总线通过所述滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的所述总线接口连接，构成所述主通讯通道；
[0016]所述冗余通道为无线通道，所述无线通道通过无线信号与所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器的无线模块进行连接，构成所述冗余通讯通道。
[0017]优选的，所述风机主控制器和所述变桨控制器上均设置有总线接口和无线模块；
[0018]相应的，所述主通讯通道为无线通道，所述无线通道通过无线信号与所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器的无线模块进行连接，构成所述主通讯通道；
[0019]所述冗余通讯通道由总线和滑环构成，所述总线通过所述滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的所述总线接口连接，构成所述冗余通讯通道。
[0020]优选的，所述变桨控制器的个数为三个，并且所述变桨控制器之间采用总线串联连接。
[0021]优选的，所述总线为RS485总线。
[0022]优选的，所述风机主控制器的无线模块安装在风电机组机舱罩的，所述变桨控制器的无线模块安装在轮毂内。
[0023]优选的，所述无线模块，包括:主芯片、485芯片和WIFI芯片构成。
[0024]本实用新型提供的风电机组通讯系统，在风机主控制器与变桨控制器之间具有两条通讯通道，使风机主控制器通过主通讯通道和冗余通讯通道交替与变桨控制器建立通讯连接，进行数据交互。通过主冗两条通讯通道提高了风机主控制器与变桨控制器数据交互的可靠性，解决了现有技术中风电机组变桨控制器与主控控制器之间的通讯通道的可靠度低的问题。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本实用新型实施例一公开的风电机组通讯系统结构图；
[0027]图2为本实用新型实施例二公开的风电机组通讯系统结构图；
[0028]图3为本实用新型实施例三公开的风电机组通讯系统结构图；
[0029]图4为本实用新型实施例四公开的风电机组通讯系统结构图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031 ] 实施例一
[0032]参见图1为本实用新型实施例一的风电机组通讯系统的结构图，主要包括:
[0033]风机主控制器101、变桨控制器102、主通讯通道103和冗余通讯通道104;
[0034]所述风机主控制器101通过所述主通讯通道103和所述冗余通讯通道104交替与所述变桨控制器102建立通讯连接，进行数据交互。
[0035]需要说明的是，当主通讯通道103正常运行时，风机主控制器101通过所述的主通讯通道103与变桨控制器102建立通讯连接，进行数据交互，此时冗余通讯通道102保持正常通讯状态，但不进行数据交互。当主通讯通道103故障断开时，风机主控制器101通过冗余通讯通道104与变桨控制器建立通讯连接，进行数据交换。进一步说明，当主通讯通道103故障断开20ms的时，转为冗余通道102进行数据交互;无论是风机主控制器101通过所述的主通讯通道103与变桨控制器102建立通讯连接，还是通过冗余通讯通道104与变桨控制器102建立通讯连接，每种通讯方式都满足数据刷新周期为20ms，发送与接收最大数据量满足80字节以上。
[0036]可见，在本实用新型实施例一中，风电机组中的风机主控制器与变桨控制器之间，通过主通讯通道和冗余通讯通道两条通讯通道交替进行数据交互，可以提高风电机组中风机主控制器与变桨控制器通讯的可靠度。
[0037]实施例二
[0038]在实际中，可用不同的装置组成主通讯通道和冗余通讯通道，参见图2为本实用新型实施例二的风电机组通讯系统的结构图，主要包括:
[0039]风机主控制器101、变桨控制器102、总线接口 201、总线接口 202、滑环203、滑环204和总线205;
[0040]所述主通讯通道103和所述冗余通讯通道104均有总线205和滑环203、滑环204构成；
[0041]所述总线205通过滑环203与所述风机主控器101的所述总线接口 201，和所述变桨控制器102的所述总线接口 202连接，构成所述主通讯通道103;
[0042]所述总线205通过滑环204与所述风机主控制器101的所述总线接口 201，和所述变桨控制器102的总线接口 202连接，构成所述冗余通讯通道104 ；
[0043]所述风机主控制器101通过主通讯通道103和冗余通讯通道104交替与所述变桨控制器102建立通讯连接，进行数据交互。
[0044]实施例三
[0045]在上述实施例二中，主通讯通道和冗余通讯通道均由总线和滑环构成，为有线通道，同样主通讯通道和冗余通讯通道可以为无线通道，参见图3本实用新型实施例三公开的风电机组通讯系统结构图，主要包括:
[0046]风机主控制器101、变桨控制器102、无线模块301和无线模块302;
[0047]所述风机主控制器101上设置有无线模块301，所述变桨控制器102上设置有无线模块302;
[0048]所述主通讯通道103和所述冗余通讯通道104均为无线通道；
[0049]所述风机主控制器101的无线模块301发出无线信号，所述无线信号与所述变桨控制器102的无线模块302进行连接，构成所述主通讯通道103;
[0050]所述风机主控制器101的无线模块301发出无线信号，所述无线信号与所述变桨控制器102的无线模块302进行连接，构成所述冗余通讯通道104;
[0051]所述风机主控制器101通过主通讯通道103和冗余通讯通道104交替与所述变桨控制器102建立通讯连接，进行数据交互。
[0052]需要说明的是，本实用新型中的主通讯通道和冗余通讯通道可以采用相同的通讯通道结构也可以采用不同的通讯通道结构，所述主通讯通道和所述冗余通讯通道均可由总线和滑环构成有线通讯通道结构，也可以均为无线通道，同样也可以一条为有线通讯结构，另一条为无线通讯结构。
[0053]举例说明，当主通讯通道为有线通道，冗余通讯通道为无线通道时，所述风机主控制器和所述变桨控制器上均设有总线接口和无线模块，总线通过滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的总线接口连接，构成所述主通讯通道;所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器之间的无线模块由无线信号进行连接，构成所述冗余通讯通道。
[0054]又举例说明，当主通讯通道为无线通道，冗余通讯通道为有线通道时，所述风机主控制器和所述变桨控制器上均设有总线接口和无线模块，所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器之间的无线模块由无线信号进行连接，构成所述主通讯通道；总线通过滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的总线接口连接，构成所述冗余通讯通道。
[0055]在上述实施例中，无论主通讯通道和冗余通讯通道采用哪种方式构成，所述风电机组通讯系统的风机主控制器和变桨控制器之间的通讯连接，均由两条通讯通道交替进行数据交互，解决了现有技术中风电机组变桨控制器与主控控制器之间的通讯通道的可靠度低的问题。
[0056]实施例四
[0057]为了更清楚的说明本实用新型的技术方案，在本实施例中变桨控制器为三个，参见图4本实用新型实施例四公开的风电机组通讯系统结构图，主要包括:
[0058]风机主控制器101、第一变桨控制器401、第二变桨控制器402、第三变桨控制器403、无线模块404、总线接口 405、无线模块406、总线接口 407和滑环408 ；
[0059]所述无线模块404和所述总线接口405设置于所述风机主控制器101上，所述无线模块406设置于所述第二变桨控制器402上，所述总线接口 407设置于第三变桨控制器403上；
[0060]所述第一变桨控制器101、所述第二变桨控制器402与所述第三变桨控制器403之间采用总线串联连接；
[0061 ]所述风机主控制器101的总线接口 405由总线通过滑环408，与所述第三变桨控制器403的总线接口 407进行连接，构成所述主通讯通道103;
[0062]所述风机主控制器101的无线模块404，与所述第二变桨控制器402的无线模块406，通过无线信号进行连接，构成所述冗余通讯通道104。
[0063]需要说明的是，所述变桨控制器可以为三个也可以为两个或者其他可以实现本方案的数量。当所述变桨控制器为三个时，风机主控制器和变桨控制器之间进行通讯连接时，可以采用上述实施例四中的主控制器分别与第二变桨控制器和第三变桨控制器的连接方式，也可以采用其他的连接方式，只要变桨控制器的总线接口或者无线模块满足本实用新型的技术方案即可。
[0064]进一步说明，当本实用新型的实施例中有两个无线模块时，所述风机主控制器的无线模块安装在风电机组机舱罩的，所述变桨控制器的无线模块安装在轮毂内，但是安装位置并不局限于这两个位置，只要是无线模块能够设置于风机主控制器或变桨控制器上即可。同样，所述总线可以为RS485总线，但是并不仅限于为RS485总线，也可以为其他类型的总线。所述无线模块可以包括:主芯片、485芯片和WIFI芯片构成，但是并不仅限于这三种类型的芯片，或者这三种类型芯片的组合，也可以为其他具有相同功能的芯片类型。
[0065]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原来和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种风电机组通讯系统，其特征在于，该风电机组通讯系统包括:风机主控制器、变桨控制器、主通讯通道和冗余通讯通道，其中， 所述风机主控制器通过所述主通讯通道和所述冗余通讯通道交替与所述变桨控制器建立通讯连接，进行数据交互。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风机主控制器和所述变桨控制器均安装有总线接口； 相应的，所述主通讯通道和所述冗余通讯通道均由总线和滑环构成； 两条所述总线分别通过各自所述滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的所述总线接口连接，构成所述主通讯通道和所述冗余通讯通道。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风机主控制器和所述变桨控制器设置有无线模块； 相应的，所述主通讯通道和所述冗余通讯通道均为无线通道； 两条所述无线通道分别通过无线信号与所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器的无线模块进行连接，构成所述主通讯通道和所述冗余通讯通道。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风机主控制器和所述变桨控制器上均设置有总线接口和无线模块； 相应的，所述主通讯通道由总线和滑环构成，所述总线通过所述滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的所述总线接口连接，构成所述主通讯通道； 所述冗余通道为无线通道，所述无线通道通过无线信号与所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器的无线模块进行连接，构成所述冗余通讯通道。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风机主控制器和所述变桨控制器上均设置有总线接口和无线模块； 相应的，所述主通讯通道为无线通道，所述无线通道通过无线信号与所述风机主控制器的无线模块和所述变桨控制器的无线模块进行连接，构成所述主通讯通道； 所述冗余通讯通道由总线和滑环构成，所述总线通过所述滑环与所述风机主控制器和所述变桨控制器的所述总线接口连接，构成所述冗余通讯通道。6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述变桨控制器的个数为三个，并且所述变桨控制器之间采用总线串联连接。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述总线为RS485总线。8.根据权利要求3-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述风机主控制器的无线模块安装在风电机组机舱罩的，所述变桨控制器的无线模块安装在轮毂内。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述无线模块，包括:主芯片、485芯片和WIFI芯片构成。
【文档编号】H04L1/22GK205714597SQ201620402595
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】陶建权, 陶友传, 刘亚林, 刘杰, 王世均, 刘静, 兰涌森, 吕彬
【申请人】中船重工(重庆)海装风电设备有限公司