风力发电机组控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种风力发电机组控制系统，包括主控制器、用于根据所述主控制器的工作状态是否正常使能所述主控制器或者所述备用主控制器运行的备用主控制器及从控制器，其中，主控制器的控制数据输出端、备用主控制器的控制数据输出端分别与从控制器的控制端相连，从控制器的输出端与被控装置的控制端相连；备用主控制器的用于获取主控制器工作状态的工作状态接收端与主控制器的控制数据输出端相连；备用主控制器的工作状态输出端分别与主控制器的使能端和备用主控制器的使能端相连。本实用新型提供的风力发电机组控制系统在主控制器出现故障时可以继续正常运行，相比较现有技术，提高了风力发电机组的稳定性。
【专利说明】
风力发电机组控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组控制系统。
【背景技术】
[0002]在风力发电行业中，风力发电机组通常运行在海上等条件比较恶劣的环境中，当风力发电机组的变流器控制器或者风机控制器出现损坏等异常情况时，风力发电机组将不能稳定运行。
[0003]此时，为了保障风力发电机组的运行安全，可将风力发电机组停机进行就地维修，这样一方面需要派出专业的技术支持工程师前往风力发电机组所在地，维修成本较高；另一方面，停机会造成巨大的发电量损失。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于，提供一种风力发电机组控制系统，以提高风力发电机组运行的稳定性。
[0005]本实用新型实施例提供的风力发电机组控制系统包括:主控制器、用于根据所述主控制器的工作状态是否正常使能所述主控制器或者所述备用主控制器运行的备用主控制器及从控制器，其中，所述主控制器的控制数据输出端、所述备用主控制器的控制数据输出端分别与所述从控制器的控制端相连，所述从控制器的输出端与被控装置的控制端相连;所述备用主控制器的用于获取所述主控制器工作状态的工作状态接收端与所述主控制器的控制数据输出端相连;所述备用主控制器的工作状态输出端分别与所述主控制器的使能端和所述备用主控制器的使能端相连。
[0006]进一步地，所述备用主控制器的工作状态接收端与所述备用主控制器的控制数据输出端相连。
[0007]进一步地，所述备用主控制器的工作状态接收端还与所述主控制器用于输出主控制器是否故障的数据包的故障数据输出端相连。
[0008]进一步地，所述风力发电机组控制系统为变流器控制系统或风机控制系统。
[0009]进一步地，所述风力发电机组控制系统为变流器控制系统，所述从控制器包括并网侧从控制器和/或风机侧从控制器，所述被控装置包括功率模块。
[0010]进一步地，所述风力发电机组控制系统为风机控制系统，所述从控制器包括变桨从控制器和/或变流从控制器，所述被控装置包括叶片桨距控制装置和/或变流器。
[0011]进一步地，所述主控制器的控制数据输出端、所述备用主控制器的控制数据输出端与所述从控制器的控制端通过通信总线相连。
[0012]进一步地，所述通信总线为Prof ibus-DP总线或Ethercat总线。
[0013]本实用新型实施例提供的风力发电机组控制系统包括主控制器、备用主控制器，其中，备用主控制器可以在主控制器出现故障的时候接管主控制器的控制工作，使风力发电机组控制系统在主控制器出现故障时可以继续正常运行，相比较现有技术，提高了风力发电机组运行的稳定性。
【附图说明】
[0014]图1是示出本实用新型实施例一的风力发电机组控制系统的结构框图；
[0015]图2是示出本实用新型实施例二的风力发电机组控制系统的结构框图；
[0016]图3是示出本实用新型实施例三的变流器控制系统示意图；
[0017]图4是示出本实用新型实施例四的风机控制系统示意图。
[0018]附图标记说明:
[0019]100-主控制器；101-主控制器的控制数据输出端；104-主控制器的使能端；107-故障数据输出端;200-备用主控制器;201-备用主控制器的控制数据输出端;202-备用主控制器的工作状态接收端;203-备用主控制器的工作状态输出端;204-备用主控制器的使能端；300-从控制器;305-从控制器的控制端;306-从控制器的输出端;400-被控装置;405-被控装置的控制端；1-变流器主控制器;2-变流器备用主控制器;3-并网侧从控制器;4-风机侧从控制器;5，10-通信总线;6-风机主控制器;7-风机备用主控制器;8-变桨从控制器;9-变流从控制器。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的风力发电机组控制系统进行详细描述。
[0021 ] 实施例一
[0022]图1是示出本实用新型实施例一的风力发电机组控制系统的结构框图，参见图1，本实施例中的风力发电机组控制系统包括主控制器100，用于根据所述主控制器100的工作状态是否正常使能所述主控制器100或者所述备用主控制器200运行的备用主控制器200，以及从控制器300。主控制器的控制数据输出端101、备用主控制器的控制数据输出端201分别与从控制器的控制端305相连，从控制器的输出端306与被控装置的控制端405相连;备用主控制器200的用于获取主控制器工作状态的工作状态接收端202与主控制器的控制数据输出端101相连;备用主控制器200的工作状态输出端203分别与主控制器的使能端104和备用主控制器的使能端204相连。
[0023]在正常运行过程中，主控制器100负责下发指令到各个从控制器300，并向从控制器300获取相关数据，实现控制功能，备用主控制器200处于备份运行状态，不执行控制作用。这期间，备用主控制器200—直侦听主控制器100的工作状态，并在侦听到主控制器100故障或者无响应时，由备用主控制器200接管主控制器100的控制工作，起到实际控制从控制器300的作用，同时，主控制器100的控制功能关闭。
[0024]本实用新型实施例提供的风力发电机组控制系统包括主控制器100、备用主控制器200，其中，备用主控制器可以在主控制器100出现故障的时候接管主控制器100的控制工作，使风力发电机组控制系统在主控制器100出现故障时可以继续正常运行，相比较现有技术，提高了风力发电机组的稳定性。
[0025]优选地，在本实用新型实施例中，备用主控制器的工作状态接收端202与备用主控制器的控制数据输出端201相连。
[0026]备用主控制器200根据备用主控制器的工作状态接收端202接收到的主控制器100的状态来确定是否接管主控制器100的控制工作，并在确定接管主控制器100的控制工作时，由备用主控制器的控制数据输出端201向各个从控制器300下发控制指令，并向从控制器300获取相关数据，实现控制功能。
[0027]实施例二
[0028]本实用新型实施例以实施例一为基础，参见图2，与实施例一不同的是，备用主控制器200的工作状态接收端202还与主控制器100用于输出主控制器100是否故障的数据包的故障数据输出端107相连。
[0029]主控制器100对自身故障进行检测，并将检测到的故障状态输出，备用主控制器200接收到主控制器100的故障数据后，可以根据需要来确定是否接管主控制器100的控制工作。
[0030]本实用新型实施例中的风力发电机组控制系统可以为变流器控制系统或者风机控制系统，以下以具体实施例分别进行详述。
[0031 ] 实施例三
[0032]本实施例将实施例一的技术方案应用在风力发电机组的变流器控制系统中。图3是示出本实用新型实施例三的变流器控制系统示意图，参见图3，风力发电机组控制系统为变流器控制系统时，变流器控制系统的从控制器包括并网侧从控制器3和风机侧从控制器4，被控装置包括功率模块。
[0033]在本实用新型实施例中，主控制器的控制数据输出端、备用主控制器的控制数据输出端与从控制器的控制端通过通信总线5相连。
[0034]图3中的变流器控制系统包括变流器主控制器I和变流器备用主控制器2，从控制器包括并网侧从控制器3和风机侧从控制器4两个从控制器，在实际应用中并不局限于此，可以根据需要在通信总线5上挂接相关的从控制器。
[0035]在本实用新型实施例中，通信总线5采用Ethercat总线。
[0036]并网侧从控制器3实现具体与并网侧功率硬件的接口和相关控制，风机侧从控制器4实现具体与风机侧功率硬件的接口和相关控制。该处的功率硬件可以是功率模块。
[0037]在变流器主控制器I正常运行时，变流器主控制器I负责下发指令到各个从控制器，并从各个从控制器读取相关数据，实现变流控制功能。变流器备用主控制器2运行时处于侦听状态，此状态下，需要判断变流器主控制器I是否正常按照Ethercat通信总线的通信协议发送正确的数据包，并且是否按照约定好的通信周期进行通信，当出现以下条件时，可认为变流器主控制器I故障:
[0038]1.变流器备用主控制器2在侦听到变流器主控制器I未在固定的通信周期发送数据(例如，固定周期为20ms)，此时，变流器主控制器I无响应，可以认为变流器主控制器I故障。
[0039]2.变流器主控制器I主动探测到自身故障，并根据预先约定的协议向变流器备用主控制器2发送故障包，故障包包含故障信息，表示变流器主控制器I故障，变流器备用主控制器2可以接管变流器主控制器I的控制功能并上报变流器主控制器I的故障信息，变流器主控制器I退出控制功能。
[0040]实施例四
[0041 ]本实施例将实施例一的技术方案应用在风力发电机组的风机控制系统中。
[0042]图4是示出本实用新型实施例四的风机控制系统示意图，参见图4，风力发电机组控制系统为风机控制系统时，风机控制系统的从控制器包括变桨从控制器8和变流从控制器9，被控装置包括叶片桨距控制装置和变流器。
[0043]在本实用新型实施例中，主控制器的控制数据输出端、备用主控制器的控制数据输出端与从控制器的控制端通过通信总线10相连。
[0044]图4中的风机控制系统包括风机主控制器6和风机备用主控制器7，从控制器包括变桨从控制器8和变流从控制器9两个从控制器，在实际应用中并不局限于此，可以根据需要在通信总线10上挂接相关的从控制器。
[0045]在本实用新型实施例中，通信总线10采用Profibus-DP总线。
[0046]变桨从控制器实现具体与叶片桨距控制硬件的接口和相关控制，变流从控制器实现具体与变流器硬件的接口和相关控制。
[0047]在风机主控制器6正常运行时，风机主控制器6负责下发指令到各个从控制器，并从各个从控制器读取相关数据，实现风机控制功能。风机备用主控制器7运行时处于侦听状态，此状态下，需要获取风机主控制器6是否正常按照Profibus-DP通信总线的通信协议发送正确的数据包，并且是否按照预先设定的通信周期进行通信，当出现以下条件时，可认为风机主控制器6故障:
[0048]1.风机备用主控制器7侦听到风机主控制器6未在固定的通信周期发送数据(例如，固定周期为20ms)，此时，风机主控制器6无响应，可以认为风机主控制器6故障。
[0049]2.风机主控制器6主动探测到自身故障时，根据约好的协议向风机备用主控制器7发送故障包，故障包包含故障信息，表示风机主控制器6故障，风机备用主控制器7可以接管风机主控制器6的控制功能并上报风机主控制器6的故障信息，风机主控制器6退出控制功會K。
[0050]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种风力发电机组控制系统，其特征在于，所述风力发电机组控制系统包括:主控制器、用于根据所述主控制器的工作状态是否正常使能所述主控制器或者备用主控制器运行的备用主控制器及从控制器，其中，所述主控制器的控制数据输出端、所述备用主控制器的控制数据输出端分别与所述从控制器的控制端相连，所述从控制器的输出端与被控装置的控制端相连;所述备用主控制器的工作状态接收端与所述主控制器的控制数据输出端相连;所述备用主控制器的工作状态输出端分别与所述主控制器的使能端和所述备用主控制器的使能端相连。2.根据权利要求1所述的风力发电机组控制系统，其特征在于，所述备用主控制器的工作状态接收端与所述备用主控制器的控制数据输出端相连。3.根据权利要求1所述的风力发电机组控制系统，其特征在于，所述备用主控制器的工作状态接收端还与所述主控制器用于输出主控制器是否故障的数据包的故障数据输出端相连。4.根据权利要求1-3任一项所述的风力发电机组控制系统，其特征在于，所述风力发电机组控制系统为变流器控制系统或风机控制系统。5.根据权利要求4所述的风力发电机组控制系统，其特征在于，所述风力发电机组控制系统为变流器控制系统，所述从控制器包括并网侧从控制器和/或风机侧从控制器，所述被控装置包括功率模块。6.根据权利要求4所述的风力发电机组控制系统，其特征在于，所述风力发电机组控制系统为风机控制系统，所述从控制器包括变桨从控制器和/或变流从控制器，所述被控装置包括叶片桨距控制装置和/或变流器。7.根据权利要求1所述的风力发电机组控制系统，其特征在于，所述主控制器的控制数据输出端、所述备用主控制器的控制数据输出端与所述从控制器的控制端通过通信总线相连。8.根据权利要求7所述的风力发电机组控制系统，其特征在于，所述通信总线为Prof ibus-DP 总线或 Ethercat总线。
【文档编号】F03D7/00GK205503357SQ201620181197
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】尹进峰, 杨志千
【申请人】北京天诚同创电气有限公司