一种新型架构风电电控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种新型架构风电电控系统，包括实时操作系统及通用操作系统，实时操作系统与通用操作系统之间进行数据通讯；实时操作系统及所述通用操作系统向下基于虚拟层对硬件进行调度；实时操作系统向上对应用层进行调度；通用操作系统向上对HMI人机交互系统和自寻优化算法进行调度；实时操作系统采用SylixOS，包括PLC系统内核，用于运行工控PLC程序实现对现场设备进行监控；通用操作系统采用Linux，用于自动诊断各台风机的健康状况，及时发现和识别关键部件的缺陷和隐患，并对故障的发展趋势进行预测，对可能发生的故障及时预警。本发明专利技术通过优化风电主控系统软件架构，提高风电主控系统的运转效率，优化资源合理配置，进而提高风电主控系统的安全性和可靠性。进而提高风电主控系统的安全性和可靠性。进而提高风电主控系统的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型架构风电电控系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种新型架构风电电控系统。

技术介绍

[0002]风电机组电控系统对风电机组进行实时控制，同时负责指令接收与数据上传。可实现风电机组的数据采集与交换、逻辑计算、动作执行、人机交互、变桨、偏航、故障报警和保护、电网故障穿越、一次调频等功能。
[0003]在风机控制系统方面，目前国内在役的风电机组约50％的机基于用旧版本Windows操作系统，20％基于Linux操作系统，这些系统绝大部分为普通民用消费产品，没有进行系统加固，存在大量的网络安全漏洞，由于风电机组均为局域网组网，因此系统重要的安全补丁和稳定更新无法联网获取，尤其是基于Windows内核的操作系统，大部分早已经停产或停止支持，同时，该类系统的风电机组在安全性和稳定性方面存在极大的风险。
[0004]如图1所示，现有风电主控系统软件架构为单一实时操作系统，实时操作系统向下基于虚拟层对硬件进行调度，向上直接对应用层进行调度。其中实时系统中包含PLC系统内核，用于运行工控PLC程序实现对现场设备进行监控；应用层基于IEC
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61131
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3国际标准，包含变桨系统、偏航系统、IO、变流器、液压、安全链、故障诊断系统、优化算法等应用功能。整个主控系统的实时数据通过工业总线通讯实现对外的数据传输与交换。HMI人机交互系统通过与主控制器的实时操作系统进行数据交换，实现人工指令信号的发送与接收，从而实现人机交互。
[0005]基于单一实时操作系统软件架构的风电主控系统，将所有应用层面的功能和HMI人机交互全部依靠单一实时操作系统来调度，在数据信息处理负荷量较大时，容易造成系统运转负担大、效率低、速度慢甚至崩溃的风险，进而影响风电主控系统的安全性和可靠性。
[0006]基于单一实时操作系统软件架构的风电主控系统，在算法优化等非实时功能的运行与拓展方面存在局限性，由于单一操作系统配置环境相对固定，不利于风电机组功能多样化和二次开发，进而对风电机组的提质增效构成影响。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种新型架构风电电控系统，通过优化风电主控系统软件架构，提高风电主控系统的运转效率，优化资源合理配置，进而提高风电主控系统的安全性和可靠性，提升单台风电机组的发电效率，实现自动诊断风电机组的健康状况，及时发现和识别关键部件的缺陷和隐患，提高风电机组运行的可靠性。
[0008]本专利技术提供了一种新型架构风电电控系统，包括实时操作系统及通用操作系统，所述实时操作系统与所述通用操作系统之间进行数据通讯；
[0009]所述实时操作系统及所述通用操作系统向下基于虚拟层对硬件进行调度；
[0010]所述实时操作系统向上对应用层进行调度；
[0011]所述通用操作系统向上对HMI人机交互系统和自寻优化算法进行调度；
[0012]所述实时操作系统采用SylixOS，包括PLC系统内核，用于运行工控PLC程序实现对现场设备进行监控；
[0013]所述通用操作系统采用Linux，用于基于风电机组运行数据，获知机组整体和机组主要部件的运行状况，自动诊断各台风机的健康状况；在分析比对的基础上，及时发现和识别关键部件的缺陷和隐患，并对故障的发展趋势进行预测，对可能发生的故障及时预警。
[0014]进一步地，所述通用操作系统还用于文件系统操作，网络通讯，远程访问，高级语言编程，支持容器技术。
[0015]进一步地，所述应用层基于IEC
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61499国际标准，包含变桨系统、偏航系统、IO、变流器、液压、故障码、安全链的应用功能。
[0016]进一步地，所述HMI人机交互系统通过与所述通用操作系统进行数据交换，用于人工指令信号的发送与接收，实现人机交互。
[0017]进一步地，该系统实时数据通过工业总线通讯实现对外的数据传输与交换，非实时数据通过以太网通讯实现对外数据传输与交换。
[0018]借由上述方案，通过新型架构风电电控系统，具有如下技术效果：
[0019]1)该风电主控系统的软件架构分为实时和通用两个系统，优化了资源合理配置，提高风电主控系统的运转效率，进而提高风电主控系统的安全性和可靠性。
[0020]2)该风电主控系统在满足实时性的同时运行高级算法，通用操作系统运行自寻优化算法，机组通过算法实现环境自适应优化运行能力，能有效提升单台机组发电效率。
[0021]3)通用系统自动诊断风电机组的健康状况，在分析比对的基础上，及时发现和识别关键部件的缺陷和隐患，并对故障的发展趋势进行预测，对可能发生的故障及时预警，为设备的合理维护和检修计划制定提供依据，能够实现风电设备健康管理与可靠性维护，延长部件的使用寿命。
[0022]4)整个主控系统的实时数据通过工业总线通讯实现对外的数据传输与交换，非实时数据通过以太网通讯实现对外数据传输与交换，通过数据分类传输，提升了风电机组数据对外传输与交换的效率。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0024]图1是现有风电主控系统架构图；
[0025]图2是本专利技术新型架构风电电控系统架构图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0027]参图2所示，本实施例提供了一种新型架构风电电控系统，包括实时操作系统(智能控制)及通用操作系统(智能控制)，实时操作系统与通用操作系统之间进行数据通讯；
[0028]实时操作系统及通用操作系统向下基于虚拟层对硬件进行调度；
[0029]实时操作系统向上对应用层进行调度；
[0030]通用操作系统向上对HMI人机交互系统和自寻优化算法进行调度，；
[0031]实时操作系统采用SylixOS，包括PLC系统内核，用于运行工控PLC程序实现对现场设备进行监控；
[0032]通用操作系统采用Linux，用于基于风电机组运行数据，获知机组整体和机组主要部件的运行状况，自动诊断各台风机的健康状况；在分析比对的基础上，及时发现和识别关键部件的缺陷和隐患，并对故障的发展趋势进行预测，对可能发生的故障及时预警，为设备的合理维护和检修计划制定提供依据，进而实现风电设备健康管理与可靠性维护，延长部件的使用寿命。同时通用操作系统运行自寻优化算法。
[0033]在本实施例中，通用操作系统还用于文件系统操作，网络通讯，远程访问，高级语言编程，支持容器技术。
[0034]在本实施例中，应用层基于IEC
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61499国际标准，包含变桨系统、偏航系统、IO、变流器、液压、故障码、安全链等应用功能。
[0035]在本实施例中，HMI人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型架构风电电控系统，其特征在于，包括实时操作系统及通用操作系统，所述实时操作系统与所述通用操作系统之间进行数据通讯；所述实时操作系统及所述通用操作系统向下基于虚拟层对硬件进行调度；所述实时操作系统向上对应用层进行调度；所述通用操作系统向上对HMI人机交互系统和自寻优化算法进行调度；所述实时操作系统采用SylixOS，包括PLC系统内核，用于运行工控PLC程序实现对现场设备进行监控；所述通用操作系统采用Linux，用于基于风电机组运行数据，获知机组整体和机组主要部件的运行状况，自动诊断各台风机的健康状况；在分析比对的基础上，及时发现和识别关键部件的缺陷和隐患，并对故障的发展趋势进行预测，对可能发生的故障及时预警。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟，张家铭，苗继春，任超宇，陈明轩，王玉莹，郭强，刘洋广，郭鹏，程学文，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：