一种风力发电机组的控制系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种风力发电机组的控制系统，多个风力发电机组设置在同一局域网中，该控制系统包括：用于控制多个风力发电机组运行的中控平台，以及各自用于控制一个风力发电机组运行的多套控制装置；每一套控制装置包括：主控制器，主控制器包括：PLC内核和DCS内核；PLC内核通过总线接口与变桨系统和变流器连接；DCS内核通过网口与变桨系统和变流器连接。本实用新型专利技术实施例提供的风力发电机组的控制系统，同时具备PLC及DCS的优势，且不会对PLC内主控程序的运行造成不利影响，同时可使中控平台对风力发电机组进行集中管理和分散控制。散控制。散控制。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组的控制系统


[0001]本技术涉及但不仅限于风力发电领域，尤指一种风力发电机组的控制系统。

技术介绍

[0002]目前，蕴含量巨大、无污染的风能成为主要的电力能源。当前，主要通过风力发电机组将风能转换为动能，以产生电能。
[0003]风力发电机组的主控系统是风机整个控制系统的核心，然而，风力发电机组的主控系统主要基于单核PLC运行，增加了风力发电机组的主控系统的运行负荷。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种风力发电机组的控制系统，应用于包含多个风力发电机组的系统中，所述风力发电机组包括变桨系统、变流器、风轮和发电机，所述风轮中设有叶片，其特征在于，多个所述风力发电机组设置在同一局域网中，所述控制系统包括：用于控制所述多个风力发电机组运行的中控平台，以及各自用于控制一个风力发电机组运行的多套控制装置；其中，每一个风力发电机组中设置一套所述控制装置；
[0005]每一套所述控制装置包括主控制器，所述主控制器包括：PLC内核和DCS内核；所述PLC内核通过总线接口与所述变桨系统和所述变流器连接，用于以第一预设通信方式分别与变桨系统和变流器进行通信以传输控制数据；所述DCS内核通过网口与所述变桨系统和所述变流器连接，用于以第二预设通信方式分别与变桨系统和变流器进行通信以传输信息数据，并将所述信息数据发送给所述中控平台以进行数据监控或故障诊断。
[0006]在一示例中，所述PLC内核与所述DCS内核并行运行。
[0007]在一示例中，所述第一预设通信方式的传输速率高于所述第二预设通信方式的传输速率。
[0008]在一示例中，所述第一预设通信方式包括：控制器局域网络CAN通信协议或CANopen通信协议；
[0009]所述第二预设通信方式包括：Modbus通信协议。
[0010]在一示例中，还包括：Modbus TCP接口和Modbus UDP接口，所述DCS内核通过所述Modbus TCP接口与变桨系统进行通信以传输所述变桨系统的信息数据；
[0011]所述DCS内核通过所述Modbus UDP接口与变流器进行通信以传输所述变流器的信息数据。
[0012]在一示例中，还包括CAN接口，所述PLC内核通过所述CAN接口分别与变桨系统和变流器进行通信，以分别传输针对所述变桨系统的控制数据和针对所述变流器的控制数据。
[0013]在一示例中，所述风力发电机组的容纳空间包括机舱和塔底，所述主控制器设置在所述塔底。
[0014]在一示例中，所述控制系统还包括：位于所述机舱的第一采集装置和位于所述塔底的第二采集装置；
[0015]所述第一采集装置用于采集位于所述机舱的部件的控制数据，通过光纤将采集的控制数据发送给所述第二采集装置；所述第二采集装置同时采集位于所述塔底的控制数据，并将所述第一采集装置发送的控制数据和自身采集的控制数据发送给所述PLC内核；
[0016]所述控制系统还包括：用于向所述DCS内核传输所述信息数据的多个交换机，每个所述交换机各自位于一个所述风力发电机组中，所述DCS内核与所述交换机连接。
[0017]在一示例中，所述PLC内核与所述DCS内核连接，所述PLC内核将所述控制数据发送给所述DCS内核，以使所述DCS内核将所述控制数据发送给所述中控平台。
[0018]在一示例中，所述中控平台包括：数据采集与监视控制系统SCADA，每一个DCS内核分别通过网络与所述SCADA连接。
[0019]本申请至少一个实施例提供的风力发电机组的控制系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：将应用较为成熟的DCS内核引入到风机主控制器内核，与PLC内核形成双引擎结构，使风机主控系统同时具备PLC及DCS的优势，可对风力发电机组的集中管理和分散控制，且不会对PLC内主控程序的运行造成不利影响。
[0020]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0021]附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
[0022]图1为本技术实施例提供的风力发电机组的控制系统的网络架构；
[0023]图2为本技术实施例提供的风力发电机组的控制系统的结构框图；
[0024]图3为本技术实施例提供的风力发电机组的内部示意图；
[0025]图4为本技术实施例提供的主控制器的安装示意图。
具体实施方式
[0026]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0027]本技术实施例提供的风力发电机组的控制系统，可以应用于包含多个风力发电机组的系统中，风力发电机组可以包括变桨系统、变流器、风轮和发电机，风轮中设有叶片。图1为本技术实施例提供的风力发电机组的控制系统的网络架构图，如图1所示，多个风力发电机组11可以设置在同一局域网中。
[0028]在实际应用中，多个风力发电机组可组成一个风场A，以实现风力发电。本实施例中，可将多个风力发电机组设置在同一局域网中，即将多个风力发电机组组成的风场设定为某个“域”，以进行风力发电机组的集中管理和分散控制。
[0029]如图1所示，风力发电机组的控制系统可以包括：用于控制多个风力发电机组运行的中控平台12，以及各自用于控制一个风力发电机组运行的多套控制装置13；其中，每一个
风力发电机组中设置一套控制装置。
[0030]本实施例中，每一风力发电机组中可设置一套控制装置，以控制自身所在风力发电机组的运行，中控平台可以与每一套控制装置的主控制器连接，以控制同一局域网中多个风力发电机组的运行。其中，风力发电机组可简称为风机。
[0031]图2为本技术实施例提供的风力发电机组的控制系统的结构框图，如图2所示，每一个风力发电机组可以但并不限于包括变桨系统21和变流器22，每一套控制装置可以包括：主控制器23。
[0032]本实施例中，每一风力发电机组可通过自身容纳空间中的主控制器、变桨系统和变流器以调节叶片角度及风机功率等控制功能。其中，主控制器通过控制变桨系统和变流器以调节叶片角度及风机功率与现有技术相同，本实施例在此不进行限定和赘述。
[0033]主控制器可以包括：PLC内核231和DCS内核232；PLC内核通过总线接口与变桨系统和变流器连接，用于以第一预设通信方式分别与变桨系统和变流器进行通信以传输控制数据；DCS内核通过网口与变桨系统和变流器连接，用于以第二预设通信方式分别与变桨系统和变流器进行通信以传输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的控制系统，应用于包含多个风力发电机组的系统中，所述风力发电机组包括变桨系统、变流器、风轮和发电机，所述风轮中设有叶片，其特征在于，多个所述风力发电机组设置在同一局域网中，所述控制系统包括：用于控制所述多个风力发电机组运行的中控平台，以及各自用于控制一个风力发电机组运行的多套控制装置；其中，每一个风力发电机组中设置一套所述控制装置；每一套所述控制装置包括：主控制器，所述主控制器包括：PLC内核和DCS内核；所述PLC内核通过总线接口与所述变桨系统和所述变流器连接，用于以第一预设通信方式分别与变桨系统和变流器进行通信以传输控制数据；所述DCS内核通过网口与所述变桨系统和所述变流器连接，用于以第二预设通信方式分别与变桨系统和变流器进行通信以传输信息数据，并将所述信息数据发送给所述中控平台以进行数据监控或故障诊断。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述PLC内核与所述DCS内核并行运行。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一预设通信方式的传输速率高于所述第二预设通信方式的传输速率。4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述第一预设通信方式包括：控制器局域网络CAN通信协议或CANopen通信协议；所述第二预设通信方式包括：Modbus通信协议。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，还包括：Modbus TCP接口和Modbus UDP接口，所述DCS内核通过所述Modbus TCP接口与变桨系统进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维维，麻贵峰，丁娟，刘芳兵，商宁，牛海明，刘明佳，何煦，郭晋平，邵书成，王坤锋，郭鹏慧，
申请(专利权)人：国能智深控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：