一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法及系统，该方法是根据海上风电机组的运行要求，对每台海上风电机组配置主控制器冗余设计系统，所述主控制器冗余设计系统包括第一继电器、第二继电器、小型PLC以及至少两个相同配置的主控制器A和主控制器B，当小型PLC检测到用于日常运作的主控制器A故障停机时，小型PLC则断开第一继电器，使主控制器A断电，闭合第二继电器，使主控制器B启动，缩短因主控制器A故障导致的停机时间；本发明专利技术能够缩短因主控制器故障及维护不及时导致的海上风电机组长时间停机的问题，降低海上风电机组发电量损失。组发电量损失。组发电量损失。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及风电机组主控制器冗余设计的
，尤其是指一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法及系统。

技术介绍

[0002]当前风电发电机组的发展方向是大风机、深远海、漂浮式。对于深远海的海上风电机组来说，日常运维以及故障发生之后的恢复运维难大度、成本高。海上机组就地运维需要维护人员到机位进行操作，这不但受限于天气、海浪等气候条件，而且出海运维租船成本成为海上机组运维成本高的重要原因。因此，如何通过产品可靠性，设备冗余度成为海上风电机组开发的重要领域。

技术实现思路

[0003]本专利技术的第一目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法，每台机组配置两个同型号主控制器，当检测到其中一个主控制器发生任何故障时停机后，系统自动启动备用主控制器，两个主控制器配置、程序及参数完全一致，确保切换主控制器后，不会对机组运行控制逻辑产生影响,缩短因主控制器故障导致的停机时间，降低机组发电量损失。
[0004]本专利技术的第二目的在于提供一种风电机组多维数据管理分析系统。
[0005]本专利技术的第一目的通过下述技术方案实现：一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法，该方法是根据海上风电机组的运行要求，对每台海上风电机组配置主控制器冗余设计系统，所述主控制器冗余设计系统包括第一继电器、第二继电器、小型PLC以及至少两个相同配置的主控制器A和主控制器B，所述主控制器A通过第一继电器与海上风电机组的供电电源电连接，所述主控制器B通过第二继电器与海上风电机组的供电电源电连接，所述小型PLC分别与主控制器A和主控制器B通讯连接，当小型PLC检测到用于日常运作的主控制器A故障停机时，小型PLC则断开第一继电器，使主控制器A断电，闭合第二继电器，使主控制器B启动，缩短因主控制器A故障导致的停机时间。
[0006]进一步，该方法包括以下步骤：
[0007]S1、根据海上风电机组的运行要求，对每台海上风电机组配置主控制器冗余设计系统；
[0008]S2、依次对主控制器冗余设计系统的主控制器A和主控制器B上电并配置程序和参数文件后，对主控制器B断电，启动主控制器A，主控制器A发送其掉电保存数据和心跳信号到小型PLC中，以及将海上风电场数据监控中心的SCADA系统发送给主控制器A的心跳信号发送到小型PLC中；
[0009]S3、小型PLC实时检测主控制器A的工作状态；若小型PLC检测到主控制器A处于正常工作状态，则小型PLC继续保持检测主控制器A的工作状态；若小型PLC检测到主控制器A发送的心跳信号状态异常，则执行步骤S4；
[0010]S4、小型PLC判断主控制器A发送的心跳信号状态异常的时间是否达到预设的延时时间；若主控制器A发送的心跳信号状态异常的时间小于预设的延时时间，则返回步骤S3；若主控制器A发送的心跳信号状态异常的时间达到预设的延时时间，则代表主控器A已停机，执行步骤S5；
[0011]S5、小型PLC则断开第一继电器，使主控制器A断电，闭合第二继电器，使主控制器B启动；
[0012]S6、小型PLC发送从主控制器A接收的掉电保存数据到主控制器B中，最终使主控制器B替代主控制器A工作。
[0013]进一步，所述步骤S1包括以下步骤：
[0014]根据海上风电机组的运行要求，对每台海上风电机组配置主控制器冗余设计系统，所述主控制器冗余设计系统包括分布式IO模块、小型PLC以及至少两个相同配置的主控制器A和主控制器B，所述主控制器A和主控制器B均采用海上风电机组的供电电源进行供电，所述小型PLC分别与主控制器A和主控制器B通讯连接，所述分布式IO模块与小型PLC通讯连接，所述第一继电器与第二继电器均与分布式IO模块连接。
[0015]进一步，所述步骤S2包括以下步骤：
[0016]首先给主控制器冗余设计系统的主控制器A上电，下载程序及参数文件到主控制器A，然后手动断开主控制器A的电源，给主控制器B上电，下载与主控制器A完全一致的程序及参数文件到主控制器B中，最后断开主控制器B的电源，再重新给主控制器A上电，主控制器A启动，主控制器A与海上风电场数据监控中心的SCADA系统通讯连接，小型PLC初始指令为闭合第一继电器，断开第二继电器，同时小型PLC通过分布式IO模块采集第一继电器和第二继电器的辅助触点来判断当前处于供电状态的主控制器是主控制器A，主控制器A发送其掉电保存数据和心跳信号以及SCADA系统发送给主控制器A的心跳信号到小型PLC处。
[0017]进一步，所述步骤S3包括以下步骤：
[0018]小型PLC实时检测主控制器A发来的心跳信号是否断开：若小型PLC能够继续接收到主控制器A发来的心跳信号正常，则代表主控制器A正常工作，小型PLC继续保持检测主控制器A的工作状态；若小型PLC检测到主控制器A发来的心跳信号断开，则执行步骤S4。
[0019]进一步，所述步骤S4包括以下步骤：
[0020]若小型PLC检测到主控制器A发来的心跳信号断开，则判断心跳信号的断开时间是否达到预设的延时时间；若心跳信号的断开时间未达到预设的延时时间，则小型PLC返回继续检测主控制器A发来的心跳信号是否断开；若心跳信号的断开时间达到预设的延时时间，则代表主控制器A处于停机状态，执行步骤S5。
[0021]进一步，所述步骤S5包括以下步骤：
[0022]小型PLC则断开第一继电器，使主控制器A断电，闭合第二继电器，使主控制器B启动，主控制器B与海上风电场数据监控中心的SCADA系统通讯连接。
[0023]进一步，所述步骤S6包括以下步骤：
[0024]小型PLC发送从主控制器A接收到的掉电保存数据到主控制器B中，主控制器B替代主控制器A工作，小型PLC通过分布式IO模块采集第一继电器和第二继电器的辅助触点来判断当前处于供电状态的主控制器是主控制器B，同时主控制器B发送其掉电保存数据和心跳信号以及SCADA系统发给主控制器B的心跳信号到小型PLC处。
[0025]本专利技术的第二目的通过下述技术方案实现：一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计系统，用于实现上述的海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法，其包括：第一继电器、第二继电器、分布式IO模块、小型PLC以及至少两个相同配置的主控制器A和主控制器B；所述主控制器A通过第一继电器与海上风电机组的供电电源电连接，所述主控制器B通过第二继电器与海上风电机组的供电电源电连接，所述小型PLC通过交换机与主控制器A和主控制器B通讯连接，且所述小型PLC与分布式IO模块通讯连接，所述分布式IO模块的DO通道分别连接第一继电器和第二继电器，用于实现电源切换，所述分布式IO模块的DI通道分别连接第一继电器和第二继电器的辅助触点。
[0026]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0027]本专利技术提供了一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法，其特征在于：该方法是根据海上风电机组的运行要求，对每台海上风电机组配置主控制器冗余设计系统，所述主控制器冗余设计系统包括第一继电器、第二继电器、小型PLC以及至少两个相同配置的主控制器A和主控制器B，所述主控制器A通过第一继电器与海上风电机组的供电电源电连接，所述主控制器B通过第二继电器与海上风电机组的供电电源电连接，所述小型PLC分别与主控制器A和主控制器B通讯连接，当小型PLC检测到用于日常运作的主控制器A故障停机时，小型PLC则断开第一继电器，使主控制器A断电，闭合第二继电器，使主控制器B启动，缩短因主控制器A故障导致的停机时间。2.根据权利要求1所述的一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据海上风电机组的运行要求，对每台海上风电机组配置主控制器冗余设计系统；S2、依次对主控制器冗余设计系统的主控制器A和主控制器B上电并配置程序和参数文件后，对主控制器B断电，启动主控制器A，主控制器A发送其掉电保存数据和心跳信号到小型PLC中，以及将海上风电场数据监控中心的SCADA系统发送给主控制器A的心跳信号发送到小型PLC中；S3、小型PLC实时检测主控制器A的工作状态；若小型PLC检测到主控制器A处于正常工作状态，则小型PLC继续保持检测主控制器A的工作状态；若小型PLC检测到主控制器A发送的心跳信号状态异常，则执行步骤S4；S4、小型PLC判断主控制器A发送的心跳信号状态异常的时间是否达到预设的延时时间；若主控制器A发送的心跳信号状态异常的时间小于预设的延时时间，则返回步骤S3；若主控制器A发送的心跳信号状态异常的时间达到预设的延时时间，则代表主控器A已停机，执行步骤S5；S5、小型PLC则断开第一继电器，使主控制器A断电，闭合第二继电器，使主控制器B启动；S6、小型PLC发送从主控制器A接收的掉电保存数据到主控制器B中，最终使主控制器B替代主控制器A工作。3.根据权利要求2所述的一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：根据海上风电机组的运行要求，对每台海上风电机组配置主控制器冗余设计系统，所述主控制器冗余设计系统包括分布式IO模块、小型PLC以及至少两个相同配置的主控制器A和主控制器B，所述主控制器A和主控制器B均采用海上风电机组的供电电源进行供电，所述小型PLC分别与主控制器A和主控制器B通讯连接，所述分布式IO模块与小型PLC通讯连接，所述第一继电器与第二继电器均与分布式IO模块连接。4.根据权利要求2所述的一种海上风电机组的主控制器冷备用冗余设计方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：首先给主控制器冗余设计系统的主控制器A上电，下载程序及参数文件到主控制器A，然后手动断开主控制器A的电源，给主控制器B上电，下载与主控制器A完全一致的程序及参数文件到主控制器B中，最...

【专利技术属性】
技术研发人员：任娜，胡健彬，符少南，陈思范，张瑞，邹荔兵，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：