CN102520716B - 用于变流器与主控系统之间的通讯测试方法 - Google Patents

Abstract

用于变流器与主控之间的通讯测试方法，此测试方案模拟主控动作逻辑按现场主控对变流器的控制逻辑来实现。按此测试方案，能最大限度的保证变流器与主控逻辑的配合的准确性和测试的实用性。在模拟主控中设计了人机界面给测试人员使用，这样一来测试人员用主控的人机操作界面，会大大提高测试的工作效率。

Description

用于变流器与主控系统之间的通讯测试方法

技术领域

     本发明涉及风力发电设备中通讯测试方案，尤其是涉及变流器与主控之间的通讯测试方案。

背景技术

现有的风力发电设备与主控之间的通讯测试往往只是通过安装在电脑上的组态软件（如市场上使用较多的twincat project软件）来完成的。

主控系统是现代风力发电机的神经中枢，风电主控系统可根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网，并监视齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机，保证风电机组安全可靠运行，实现自然风的最大利用率和最高的能量转化率，向电网提供良好的电能。组态软件可通过PLC系统，NC轴控制系统，编程环境兼容PC“改造”成为一台实时控制器，其可取代传统的PLC和NC/CNC控制器以及及操作设备。软件自身具有软件组态与PLC编程两大功能，但现在一般的变流器厂家在做模拟主控与变流器之间通讯测试时，只简单的用到组态功能，而没有用其软PLC编程功能。这样的模拟主控测试存在以下几个缺点：1、组态软件中，是以二进制量“0”、“1”等逻辑符号表示变流器传送给主控的模拟状态量，和主控发给变流器命令信号。而测试人员会对此操作不习惯，容易造成错误；2、组态软件内部无任何逻辑处理(如变流器发生故障时，主控即不会发停机命令，也不会发故障复位命令等)，如在一般的风场只要系统达到符合的条件，主控就会发“自动启机”命令，而在此模拟主控测试达不到此自动启机的效果，这会导致许多工况被漏测，不能很好的保证测试的完整性；3、组态软件针对的通讯测试没有任何的测试工况组合，如，在变流器有故障情况下启机，主控没有收到变流器准备好情况下启机等，测试工况都需要测试人员自己组合，这将花费测试人员大量的时间，且测试结果也不尽真实；4、组态软件无法显示小于50ms的脉冲波形。例如变流器的动作，如CHOPPER动作，CWROBAR动作时间很短，这在主控上监控容易误测这些变量。

专利号200910107587，专利名称：一种风力发电用变流器远程监控系统，其公开号为CN101576056A，此项专利通过远程网络来监控现场变流器的运行情况及一点数据的采集情况，其是一种远程监控系统，主要应用在实际运行风场。而本专利申请的内容重点是测试变流器厂商与风电场主控的通信协议，通过此测试工装能更加精准的模拟风电现场主控与变流器之间的通讯；其最明显的效果在于可以减少变流器厂商去整机厂进行厂调的时间，且有利用两都通信问题的解决。

 简而言之，现有的模拟主控与变流器之间的测试存在的测试工况不全、不真实，工作效率低下等问题。

发明内容

    本发明的目的在于基于组态功能与软PLC编程功能一体的主控测试方法，能很好的解决现有模拟主控与变流器之间的测试存在工况不全、不真实和工作效率低下等技术问题。

    本发明解决的技术方案：用于变流器与主控之间的通讯测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤来完成：

     步骤101：主控向变流器发出通讯心跳信号，进入步骤102检测主控与变流器之间的通讯；

     步骤102：判断主控和变流器通讯正常与否，如检测到主控与变流器之间的通讯正常，则进入步骤103，如通讯异常，则在步骤101~102之间循环，直至主控与变流器通讯正常为止；

    步骤103：主控采集变流器内部状态量，且将这些状态量在主控监控界面中显示；

    步骤104：判断变流器的逻辑是否由主控控制，如果是，按主控逻辑来执行，进入步骤105；如果否，则一直在步骤101~104之间循环，直至变流器的逻辑由主控来控制； 

    步骤105：判断主控检测变流器内部是否有准备好信号，如有准备好信号，则进入步骤106；如无准备好信号，则一直在步骤101~105之间循环，主控在一直等待变流器准备好信号，直到主控接收到变流器内部的准备好信号，进入步骤106；

    步骤106：主控接受到变流器的准备好信号后，主控判断现在是何种启动模式，如是人工测试启机模式，就进入步骤110，等待人工启机，人工启机后则进行步骤111，等待人工加载调试阶段，；如是自启机模式，主控就发自启机命令，进入下一个步骤107；

    步骤107：主控判断现在是否满足自启机条件，如果是，那么进行下一步步骤108；如果否，则在步骤101~107之间循环，等待系统满足启机条件；

    步骤108：根据所述步骤107主控启机后，主控根据输入电机的转速，自动调节系统功率，进入一步骤109；

步骤109：重复步骤101~108；

步骤110：等待人工启机；

步骤111：等待人工加载调试阶段。

    还包括系统故障检测步骤112，其在上述步骤101~步骤108之间，包括：

    步骤112：主控会时刻检测变流器的状态，判断系统是否发生故障，如变流器发生故障，主控就会进入下一步骤113；

    步骤113：主控自动发一个系统停机命令给变流器，进入步骤114；

    步骤114：主控发一系统故障复位命令给变流器，如变流器最后故障已被复位，则系统又开始进行步骤101。

    本发明的优点：此测试方案模拟主控动作逻辑按现场主控对变流器的控制逻辑来实现。按此测试方案，能最大限度的保证变流器与主控逻辑的配合（如主控将根据变流器的状态来决定何时启机并网；在变流器发生故障时，主控就会检测出来如步骤112所示，接着主控就会发停机命令如步骤113所示，最后主控还会给变流器发复位命令如步骤114所示）的准确性和测试的实用性。在模拟主控中设计了人机界面（如程序的步骤103所示，它能把从变流器采集过来的简单的二进制信号“0”，“1”转换成测试人员一看就明白的信息，如系统故障，或系统正常等）给测试人员使用，这样一来测试人员用主控的人机操作界面，会大大提高测试的工作效率。

附图说明

图1是本发明的实施例流程图。

具体实施方式

图1是本发明的实施例的流程图，结合流程图对本发明所举例进行更进一步的说明。

用于变流器与主控之间的通讯测试方法，该方法包括以下步骤来完成：

步骤101：主控向变流器发出通讯心跳信号，进入步骤102检测主控与变流器之间的通讯；

步骤102：判断主控和变流器通讯正常与否，如检测到主控与变流器之间的通讯正常，则进入步骤103，如通讯异常，则在步骤101~102之间循环，直至主控与变流器通讯正常为止，其中异常的现象则可能是通讯线断开，从而引起通讯硬件故障，也可能是通讯模块配置设置不正确等因素，；

步骤103：主控采集变流器内部状态量，其中内部状态如：发电机转速，电网电压，电网电流，变流器故障等，变流器故障状态是以二进制量“1”或“0“表示，将这些二进制量采集后链接到人机界面，如”1“以小灯亮的形式表示，”0“以小灯灭的形式来表示，且将这些状态量在主控监控界面中显示；

步骤104：判断变流器的逻辑是否由主控控制，如果是，按主控逻辑来执行，进入步骤105；如果否，则一直在步骤101~104之间循环，以便时刻监测通讯及控制方式； 

步骤105：判断主控检测变流器内部是否有准备好信号，其中发出准备好信号的条件是变流器内部无任何故障，且无正在加热除湿，无电网故障等；如有准备好信号，则进入步骤106；如无准备好信号，则一直在步骤101~105之间循环，主控在一直等待变流器准备好信号，直到主控接收到变流器内部的准备好信号，进入步骤106；

步骤106：主控接受到变流器的准备好信号后，主控判断现在是何种启动模式，其判断的标准是：主控启机模式是根据测试人员的需求来自己选择的，如测试人员想在发电机额定转速是空载运行，而自启机模式是模拟实际风场的运行；如是人工测试启机模式，那么就进入步骤110，等待人工启机，人工启机后则进行步骤111，等待人工加载调试阶段，人员可根据自己的需要来决定何时开机及系统并网运行中加入多大的功率等，如发电机额定转速时加载100%的额定功率，又如发电机额定转速时加载30%的功率等；如是自启机模式，主控就发自启机命令，进入下一个步骤107；

步骤107：主控判断现在自启机条件，此条件可根据具体风场主控而定，如变流器无任何故障且有准备好信号，发电机转速（1300rpm）达到并网要求等是否达到，如果是，那么进行下一步步骤108；如果否，则在步骤101~107之间循环，等待系统的启机条件；

步骤108：根据所述步骤107主控启机后，主控根据输入电机的转速，自动调节系统功率；而实际风场主控是根据风速大小来决定发多大功率，而一般变流器厂商做实验都是根据发电机转速来发功率。实际发电机的转速与风速之间有一个比例系数关系，具体的比例大小与风机的叶轮，发电机系数有关，在此不详细讨论；进入一步骤109；

步骤109：重复步骤101~108，主控系统时刻检测主控命令及变流器的状态，以便在主控命令或变流器状态，如控制方式，启机条件等发生改变后做出及时调整；

还包括系统故障检测步骤112，其在上述步骤101~步骤108之间，包括：

步骤112：主控会时刻检测变流器的状态，判断系统是否发生故障，如变流器发生故障，主控就会进入下一步骤113；这里故障包括机侧模块过温故障，网侧模块过温故障，定子电流，转子电流过流故障等；

步骤113：主控自动发一个系统停机命令给变流器，进入步骤114；

步骤114：主控发一系统故障复位命令给变流器，如变流器最后故障已被复位，则系统又开始进行步骤101。

    本发明的优点：此测试方案模拟主控动作逻辑按现场主控对变流器的控制逻辑来实现。按此测试方案，能最大限度的保证变流器与主控逻辑的配合（如主控将根据变流器的状态来决定何时启机并网；在变流器发生故障时，主控就会检测出来如步骤112所示，接着主控就会发停机命令如步骤113所示，最后主控还会给变流器发复位命令如步骤114所示）的准确性和测试的实用性。在模拟主控中设计了人机界面（如程序的步骤103所示，它能把从变流器采集过来的简单的二进制信号“0”，“1”转换成测试人员一看就明白的信息，如系统故障，或系统正常等）给测试人员使用，这样一来测试人员用主控的人机操作界面，会大大提高测试的工作效率。

    本说明书所描述的以上内容仅仅是对本发明所做的举例说明。本发明所属的技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例的各种各样的修改或补充或者采用类似的方式替代，只要不脱离本发明的构思和范围内所做的更动与润饰，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.用于变流器与主控之间的通讯测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤来完成：

步骤101：主控向变流器发出通讯心跳信号，进入步骤102检测主控与变流器之间的通讯；

步骤102：判断主控和变流器通讯正常与否，如检测到主控与变流器之间的通讯正常，则进入步骤103，如通讯异常，则在步骤101~102之间循环，直至主控与变流器通讯正常为止；

步骤103：主控采集变流器内部状态量，且将这些状态量在主控监控界面中显示；

步骤104：判断变流器的逻辑是否由主控控制，如果是，按主控逻辑来执行，进入步骤105；如果否，则一直在步骤101~104之间循环，直至变流器的逻辑由主控来控制； 

步骤105：判断主控检测变流器内部是否有准备好信号，如有准备好信号，则进入步骤106；如无准备好信号，则一直在步骤101~105之间循环，主控在一直等待变流器准备好信号，直到主控接收到变流器内部的准备好信号，进入步骤106；

步骤106：主控接受到变流器的准备好信号后，主控判断现在是何种启动模式，如是人工测试启机模式，就进入步骤110，等待人工启机，人工启机后则进行步骤111，等待人工加载调试阶段；如是自启机模式，主控就发自启机命令，进入下一个步骤107；

步骤107：主控判断现在是否满足自启机条件，如果是，那么进行下一步步骤108；如果否，则在步骤101~107之间循环，等待系统满足启机条件；

步骤108：根据所述步骤107主控启机后，主控根据输入电机的转速，自动调节系统功率，进入一步骤109；

步骤109：重复步骤101~108；

步骤110：等待人工启机；

步骤111：等待人工加载调试阶段。

2.根据权利要求1所述的用于变流器与主控之间的通讯测试方法，其特征在于还包括系统故障检测步骤112，其在上述步骤101~步骤108之间，包括：

步骤112：主控会时刻检测变流器的状态，判断系统是否发生故障，如变流器发生故障，主控就会进入下一步骤113；

步骤113：主控自动发一个系统停机命令给变流器，进入步骤114；

步骤114：主控发一系统故障复位命令给变流器，如变流器最后故障已被复位，则系统又开始进行步骤101。

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