一种风电系统通信丢失安全保护方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风电系统通信丢失安全保护方法及系统，此方法包括步骤：检测风电系统中各部件之间的通信是否中断；其中各部件之间的通信包括PLC的CPU与IO板之间的通信、IO板与变流器之间的通信、IO板与变桨系统之间的通信、IO板与偏航系统之间的通信；根据风电系统中各部件的安全等级，对不同的通信中断点采取相对应的控制模式以合理维持风机状态；其中变桨系统、变流器和偏航系统的安全等级由高至低排列。本发明专利技术针对不同部件的通信中断采取不同故障保护策略以合理维持风机状态，在不损失风机发电量的同时，又避免故障进一步扩大，保护全面且操作简便。全面且操作简便。全面且操作简便。

【技术实现步骤摘要】
一种风电系统通信丢失安全保护方法及系统


[0001]本专利技术主要涉及风电
，具体涉及一种风电系统通信丢失安全保护方法及系统。

技术介绍

[0002]在采用IO板替换PLC模块后的风电系统中，整个系统包括风电IO板、PLC的CPU、变流器、变桨系统和偏航系统，各个部件间采用不同的通讯方式进行数据交互及协同控制。需要在出现通讯中断时，各部件间准确协同动作，合理地维持风机状态，并及时保护或锁死，以达到不损失风机发电量同时又避免故障进一步扩大的目标。而现有的通信丢失故障处理措施为直接故障停机方式，没有按照通信丢失的对象和故障类别进行区别对待，如通信丢失后一律故障停机，造成了发电量的损失。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种保护全面、针对不同部件的通信中断采取不同故障保护策略以合理维持风机状态的风电系统通信丢失安全保护方法及系统。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0005]一种风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，包括步骤：
[0006]检测风电系统中各部件之间的通信是否中断；其中各部件之间的通信包括PLC的CPU与IO板之间的通信、IO板与变流器之间的通信、IO板与变桨系统之间的通信、IO板与偏航系统之间的通信；
[0007]根据风电系统中各部件的安全等级，对不同的通信中断点采取相对应的控制模式以合理维持风机状态；其中变桨系统、变流器和偏航系统的安全等级由高至低排列。
[0008]优选地，在检测到PLC的CPU与IO板之间的通信中断后，通过在IO板中对通信中断前PLC的CPU数据值进行维持，短时保持对变流器、变桨系统和偏航系统的控制，以等待通信能够自行恢复；若第一预设时间内通信得到了恢复，则IO板重新接收PLC的CPU数据，并转发至变流器、变桨系统和偏航系统，控制权重新交给PLC的CPU；若第一预设时间内通信未恢复，则在IO板中将PLC的控制数据置为停机模式，使变流器停机、变桨系统收桨、偏航系统锁死。
[0009]优选地，所述第一预设时间为400～600ms。
[0010]优选地，当检测到IO板与变流器的通信中断，而IO板与变桨系统和偏航系统的通信正常时，变流器在第二预设时间内脱离PLC独立完成控制，保持功率输出；若第二预设时间内通信得到恢复，则PLC恢复对变流器的控制权；否则IO板认为通信彻底丢失，告知PLC进行停机处理。
[0011]优选地，所述第二预设时间为400～600ms。
[0012]优选地，当检测到IO板与变桨系统的通信中断时，则在对应IO板中，直接输出DO信
号，触发风机安全链，风机紧急停机。
[0013]优选地，直接输出两路DO信号以触发风机安全链。
[0014]优选地，当检测到IO板与偏航系统的通信中断，而IO板与变流器和变桨系统的通信正常时，第三预设时间内偏航系统脱离PLC独立完成控制，等待通信恢复，通信恢复后则偏航系统的控制权重新交给PLC，风机恢复正常模式运行；若第三预设时间后通信未恢复，则认为通信彻底丢失，IO板告知PLC进行停机处理。
[0015]优选地，所述第三预设时间为3～8min。
[0016]优选地，PLC的CPU与IO板之间为EtherCAT通信；IO板与变流器、变桨系统、偏航系统之间的通信均为CAN通信。
[0017]本专利技术还公开了一种风电系统通信丢失安全保护系统，包括：
[0018]检测单元，用于检测风电系统中各部件之间的通信是否中断；其中各部件之间的通信包括PLC的CPU与IO板之间的通信、IO板与变流器之间的通信、IO板与变桨系统之间的通信、IO板与偏航系统之间的通信；
[0019]控制单元，用于根据风电系统中各部件的安全等级，对不同的通信中断点采取相对应的控制模式以合理维持风机状态；其中变桨系统、变流器和偏航系统的安全等级由高至低排列。
[0020]本专利技术进一步公开了一种风电系统，包括PLC、变桨系统、变流器、偏航系统、多个IO板和如上所述的风电系统通信丢失安全保护系统，各所述IO板与所述变桨系统、变流器、偏航系统一一对应，所述PLC通过对应的IO板与变桨系统、变流器和偏航系统相连。
[0021]本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的风电系统通信丢失安全保护方法的步骤。
[0022]本专利技术进一步公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的风电系统通信丢失安全保护方法的步骤。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0024]本专利技术的风电系统通信丢失安全保护方法，根据安全等级的高低区分，对不同部位通信丢失采取不同的故障保护策略，即出现与变桨系统的通信丢失后，采取了直接紧急停机方式；在出现与变流器或偏航系统的通信丢失后，采取了短时独立控制再停机的方式，而在通信短时中断又能正常恢复的工况，风机不会停机，合理地维持风机状态，并及时保护或锁死，在不损失风机发电量的同时，又避免故障进一步扩大；上述保护方法整体上保护全面且操作简便。
[0025]本专利技术的风电系统通信丢失安全保护方法，在检测到IO板与变桨系统的CAN通信中断时，则在对应IO板中直接输出两路DO信号以触发风机安全链，即使在一路DO信号出现异常时，另一路也能正常动作，保证了系统安全。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的方法在实施例的流程图。
[0027]图2为本专利技术的系统在实施例的拓扑图。
具体实施方式
[0028]以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0029]如图1所示，本实施例的风电系统通信丢失安全保护方法，包括步骤：
[0030]检测风电系统中各部件之间的通信是否中断；其中各部件包括PLC、变流器、变桨系统、偏航系统和IO板，整个风机的启停控制都由PLC的CPU主导，IO板接收到PLC的控制数据后转发给变流器、变桨系统和偏航系统；其中各部件之间的通信包括PLC的CPU与IO板之间的通信、IO板与变流器之间的通信、IO板与变桨系统之间的通信、IO板与偏航系统之间的通信；具体地，PLC的CPU与IO板采用EtherCAT通信，IO板与变流器、变桨系统和偏航系统则均采用CAN通信；
[0031]根据风电系统中各部件的安全等级，对不同的通信中断点采取相对应的控制模式以合理维持风机状态；其中变桨系统、变流器和偏航系统的安全等级由高至低排列；其中变桨系统的安全等级最高，在出现与变桨的通信丢失后，采取了直接紧急停机方式；变流器的安全等级居中，在出现与变流器的通信丢失后，采取了短时独立控制再停机的方式；偏航系统的通信丢失停机方式与变流器的相同，其中因偏航系统的安全等级最低，允许的独立控制时间比变流器长。
[0032]本专利技术的风电系统通信丢失安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，包括步骤：检测风电系统中各部件之间的通信是否中断；其中各部件之间的通信包括PLC的CPU与IO板之间的通信、IO板与变流器之间的通信、IO板与变桨系统之间的通信、IO板与偏航系统之间的通信；根据风电系统中各部件的安全等级，对不同的通信中断点采取相对应的控制模式以合理维持风机状态；其中变桨系统、变流器和偏航系统的安全等级由高至低排列。2.根据权利要求1所述的风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，在检测到PLC的CPU与IO板之间的通信中断后，通过在IO板中对通信中断前PLC的CPU数据值进行维持，短时保持对变流器、变桨系统和偏航系统的控制，以等待通信能够自行恢复；若第一预设时间内通信得到了恢复，则IO板重新接收PLC的CPU数据，并转发至变流器、变桨系统和偏航系统，控制权重新交给PLC的CPU；若第一预设时间内通信未恢复，则在IO板中将PLC的控制数据置为停机模式，使变流器停机、变桨系统收桨、偏航系统锁死。3.根据权利要求2所述的风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，所述第一预设时间为400～600ms。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，当检测到IO板与变流器的通信中断，而IO板与变桨系统和偏航系统的通信正常时，变流器在第二预设时间内脱离PLC独立完成控制，保持功率输出；若第二预设时间内通信得到恢复，则PLC恢复对变流器的控制权；否则IO板认为通信彻底丢失，告知PLC进行停机处理。5.根据权利要求4所述的风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，所述第二预设时间为400～600ms。6.根据权利要求1～3中任意一项所述的风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，当检测到IO板与变桨系统的通信中断时，则在对应IO板中，直接输出DO信号，触发风机安全链，风机紧急停机。7.根据权利要求6所述的风电系统通信丢失安全保护方法，其特征在于，直接输出两路DO信号以触发风机安全链。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄禹文，王超，佘岳，何成昭，徐凤星，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：