模块化变流器的控制系统及控制系统的通信方法技术方案

本发明专利技术提供了一种模块化变流器的控制系统及控制系统的通信方法，该控制系统包括：主控制器和多个子控制器，主控制器与多个子控制器间构成闭合环路；其中，主控制器和各子控制器分别包括：EtherCAT通讯模块，以使主控制器与各子控制器间通过EtherCAT协议进行通信。由于主控制器和多个子控制器间构成闭合环路的结构，主控制器和每个子控制器均只需要两根连接电缆，使控制系统的电缆数减少，进而减少了成本，并可通过EtherCAT通讯模块的方式实现无限级联，便于扩展。而且控制系统的通信基于EtherCAT协议，能够加快数据的传输交换速度提高数据的同步性。

Communication method of control system and control system of modular converter

The invention provides a communication method for a control system and a control system of a modularized converter. The control system consists of a master controller and a plurality of sub controllers, a main controller and a plurality of sub controllers that constitute a closed loop; in which the main controller and each sub controller include the EtherCAT communication module to enable the master control. The device communicates with each sub controller through the EtherCAT protocol. Because the main controller and the multiple sub controllers constitute the closed loop structure, the main controller and each sub controller need only two connecting cables to reduce the number of cable in the control system and reduce the cost, and can realize the infinite level connection through the EtherCAT communication module, which is easy to expand. Moreover, the communication of control system is based on EtherCAT protocol, which can speed up the data transmission and exchange and improve the synchronization of data.

【技术实现步骤摘要】
模块化变流器的控制系统及控制系统的通信方法
本专利技术实施例涉及通信
，尤其涉及一种模块化变流器的控制系统及控制系统的通信方法。
技术介绍
由于模块化变流器相比较于单台大容量的集中式变流器，具有可靠性高、控制灵活、成本低的特点，是变流器技术发展的主流方向，在光伏、风电、储能变流器领域得到了广泛应用。图5为现有的模块化变流器的结构示意图。如图5所示，现有技术中的模块化变流器由N个功率模块组成，功率模块进行并联，此时，单个功率模块的功率为Ps，则模块化变流器的功率为N·Ps。通过合理的配置N的大小，来满足系统功率交换需求。其中，模块化变流器的控制系统由一个主控制器和N个分布在功率模块内的子控制器组成，主控制器与N个子控制器之间通过通讯线路相连。在图5中，电源与模块化变流器相连的线路为输入线路，负载与模块化变流器相连的线路为输出线路。现有的模块化变流器的控制系统普遍采用的是树状控制结构，这种结构存在两个不足：首先主控制器的接口有限，主控制器与每个子控制器通过接口相连，仅能满足有限的功率模块的并联。其次，当功率模块个数较多时，由于控制系统中主控制器与每个子控制器均通过各自的电缆进行连接，导致主控制器与各子控制器之间连接的电缆众多，不利于生产，而且成本高，可靠性低。并且现有的模块变流器的控制系统中主控制器与子控制器间进行通信采用的协议为非EtherCAT的标准协议或约定的协议，导致数据传输速度慢，数据同步性较差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种模块化变流器的控制系统及控制系统的通信方法，该控制系统解决了现有的模块化变流器的控制系统中主控制器与各子控制器之间连接的电缆众多，不利于生产，而且成本高，可靠性低，并且通信采用的协议为非EtherCAT的标准协议或约定的协议，导致数据传输速度慢，数据同步性较差的技术问题。本专利技术实施例提供一种模块化变流器的控制系统，包括：主控制器和多个子控制器，所述主控制器与多个所述子控制器间构成闭合环路；其中，所述主控制器和各所述子控制器分别包括：EtherCAT通讯模块，以使所述主控制器与各所述子控制器间通过EtherCAT协议进行通信。本专利技术实施例提供一种模块化变流器的控制系统的通信方法，所述模块化变流器的控制系统包括：主控制器和多个子控制器，所述主控制器与多个所述子控制器间构成闭合环路；其中，所述主控制器和各所述子控制器分别包括：EtherCAT通讯模块，以使所述主控制器与各所述子控制器间通过EtherCAT协议进行通信；所述通信方法包括：所述子控制器监测对应功率模块的状态，并将状态数据通过所述闭合环路发送给所述主控制器；所述主控制器根据所述状态数据生成控制指令，并将所述控制指令通过所述闭合环路发送给所述子控制器；所述子控制器根据所述控制指令控制对应功率模块的状态。本专利技术实施例提供一种模块化变流器的控制系统及控制系统的通信方法，该控制系统包括：主控制器和多个子控制器，主控制器与多个子控制器间构成闭合环路；其中，主控制器和各子控制器分别包括：EtherCAT通讯模块，以使主控制器与各子控制器间通过EtherCAT协议进行通信。由于主控制器和多个子控制器间构成闭合环路的结构，主控制器和每个子控制器均只需要两根连接电缆，使控制系统的电缆数减少，进而减少了成本，并可通过EtherCAT通讯模块的方式实现无限级联，便于扩展。而且控制系统的通信基于EtherCAT协议，能够加快数据的传输交换速度提高数据的同步性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术模块化变流器的控制系统实施例一的结构示意图；图2为本专利技术模块化变流器的控制系统实施例二的结构示意图；图3为本专利技术模块化变流器的控制系统的通信方法实施例一的流程图；图4为本专利技术模块化变流器的控制系统的通信方法实施例二的流程图；图5为现有的模块化变流器的结构示意图。附图标记：1-主控制器11-EtherCAT通讯模块12-第一通信端口13-第二通信端口14-控制指令生成模块15-开路监测模块16-通信线路确定模块17-通信线路倒换模块18-第一电源模块2-端头子控制器21-状态监测模块22-状态控制模块23-第二电源模块3-端尾子控制器4-第二子控制器5-第三子控制器具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。图1为本专利技术模块化变流器的控制系统实施例一的结构示意图，如图1所示，图1中示意出的子控制器的个数为四个，分别为：端头子控制器2、端尾子控制器3、第二子控制器4及第三子控制器5。其中，端头子控制器2、端尾子控制器3、第二子控制器4及第三子控制器5的结构相同。在图1中只示意出了端头子控制器2和端尾子控制器3的结构。可以理解的是，本实施例提供的模块化变流器中子控制器的个数不仅限于四个，图1示意出的模块化变流器的控制系统只是本实施例中的一种情况。则本实施例提供的模块化变流器的控制系统包括：主控制器1和多个子控制器。主控制器1与多个子控制器间构成闭合环路。其中，主控制器1和各子控制器分别包括：EtherCAT通讯模块11，以使主控制器1与各子控制器间通过EtherCAT协议进行通信。具体地，本实施例中，主控制器1与多个子控制器间构成闭合环路，主控制器1和各子控制器间通过该闭合环路进行通信。如图1所示，闭合环路可以理解为：主控制器1通过第一通信端口12与端头子控制器2相连，端头子控制器2通过第二通信端口13与相邻的子控制器串联，相邻的子控制器再与下一个子控制器串联，依次类推，直到与端尾子控制器3相邻的子控制器与端尾子控制器3串联，端尾子控制器3的第二通信端口13再与主控制器1通过第二通信端口13相连。其中，端头子控制器2为与主控制器1的第一通信端口直接相连的子控制器，端尾子控制器3为与主控制器1的第二通信端口直接相连的子控制器。本实施例中，在主控制器1与多个子控制器间构成闭合环路后，主控制器1可通过第一通信端口向各子控制器发送控制指令，并从第一通信端口12接收各子控制器监测到的对应功率模块的状态数据。则第一通信端口12为主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化变流器的控制系统，其特征在于，包括：主控制器和多个子控制器，所述主控制器与多个所述子控制器间构成闭合环路；其中，所述主控制器和各所述子控制器分别包括：EtherCAT通讯模块，以使所述主控制器与各所述子控制器间通过EtherCAT协议进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种模块化变流器的控制系统，其特征在于，包括：主控制器和多个子控制器，所述主控制器与多个所述子控制器间构成闭合环路；其中，所述主控制器和各所述子控制器分别包括：EtherCAT通讯模块，以使所述主控制器与各所述子控制器间通过EtherCAT协议进行通信。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器的第一通信端口与端头子控制器的第一通信端口相连，所述主控制器的第二通信端口与端尾子控制器的第二通信端口相连，所述端头子控制器的第二通信端口与端尾控制器的第一通信端口之间串联除所述端头子控制器和所述端尾子控制器的其他子控制器，以形成闭合环路。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述子控制器的控制端与对应的功率模块相连；所述子控制器包括：状态监测模块，用于监测对应功率模块的状态，并将状态数据通过所述闭合环路发送给所述主控制器；所述主控制器包括：控制指令生成模块，用于根据所述状态数据生成控制指令，并将所述控制指令通过所述闭合环路发送给所述子控制器；所述子控制器还包括：状态控制模块，用于根据所述控制指令控制对应功率模块的状态。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述主控制器还包括：开路监测模块，用于监测所述闭合环路是否发生开路；通信线路确定模块，用于若监测到所述闭合环路发生开路，则确定各子控制器与所述主控制器相连的闭合环路中的直连通信线路；通信线路倒换模块，用于通过所述闭合环路中的直连通信线路与各所述子控制器通信。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国驹，孙雷，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11