CN103701197B - 一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种通过监控冗余备份提高电源系统可靠性的方法，通过一体化电源监控设备冗余备份机制的配置，采用一体化电源监控设备的手动和自动结合的冗余备份方法，实现备份监控设备对控制监控设备进行冗余备份。本发明型的优点是当控制监控设备出现故障时，备份监控设备对该电源设备进行冗余备份，保证该电源设备的监控系统仍然能够正常运转，提高电源设备的可靠性和可维护性，且一体化主系统监控通过一条现场总线与并联后的多个子系统监控、监控单元和电源模块相连，通过现场总线的多主信息交互和总线信息共享，实现该电源设备的冗余备份功能；避免了原一体化电源设备因无监控管理而导致的电源模块损坏、电池充坏或放空等不可逆损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过监控冗余备份提高电源系统可靠性的方法，具体地说，涉及一种通过在一体化电源系统中的系统监控和各个子系统监控之间建立冗余备份的方法提高整个一体化电源系统可靠性的技术。
背景技术
一体化电源包括直流电源、交流电源、通信电源、逆变电源和低压配电电源的一种或是多种组合。一体化电源设备作为变电站不间断供电设备，对其最基本的要求便是要具备不间断供电的能力，一旦断电，将对整个变电站造成巨大影响。因此，如何在一体化电源设出现故障时或者是一体化电源设备升级改造时，一体化电源设备不会因系统故障或升级改造工作而影响到整个设备的正常运行，这至关重要。
为提高一体化电源系统的可靠性，冗余备份设计是一种有效的方法，电源系统设计广泛地应用了这种设计思想。目前已应用于一体化电源系统的冗余备份技术包括交流进线冗余备份技术、蓄电池组冗余备份技术、功率模块（包括直流模块、通信模块、逆变模块等）冗余备份技术。其中功率模块和一体化电源监控部分是一体化电源系统的两个重要组成部分，也是一体化电源系统的技术核心和冗余备份的难点。随着高频功率转换模块并联技术的应用，电力电源行业已基本实现了功率模块的冗余备份技术。一体化电源监控系统完成一体化电源系统的直流、交流、通信、逆变和低压配电等多个部分的信息遥测、遥信、遥控和遥调工作，内容类别广、数量大，电源系统任何组成部分的正常功能的实施都可能因为监控系统的故障受到影响，甚至引起系统瘫痪，实现监控系统的冗余备份，通过监控冗余备份的方法实现提高一体化电源系统的可靠性，意义非常广泛。然而，由于一体化电源监控系统监控的内容极为繁复，要实现一体化电源监控系统的冗余备份功能，无论是从技术上还是从成本上，至今还是一个难题。由于一体化电源组成包括整个系统的监控和组成一体化电源的各个分立电源的子系统监控，因此，研究在它们之间建立互为备份的关系，是不增加系统成本提高系统可靠性的一种非常可行的途径。
图3为传统形式的一体化电源设备的系统组成及已经实现的冗余备份方法，一体化电源设备已实现蓄电池组之间、直流电源模块与直流电源模块之间、交流进线与交流进线之间、通信电源模块与通信电源模块之间、逆变电源模块与逆变电源模块之间的局部的冗余备份功能，尚未开发出一体化电源主系统监控和一体化电源子系统监控之间的冗余备份方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过监控冗余备份实现一体化电源系统可靠性的方法，通过提供一种一体化电源设备监控系统的冗余备份方法，实现一体化电源设备中备份监控设备对一体化电源设备中控制监控设备进行冗余备份，保证一体化电源设备的监控系统正常不间断运行和不断电升级改造，提高一体化电源设备监控系统的可靠性和可维护性。
本发明的技术方案是：一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，其特征在于：通过一体化电源监控设备冗余备份机制的配置，采用一体化电源监控设备的手动和自动结合的冗余备份方法，实现一体化电源设备中备份监控设备对一体化电源设备中控制监控设备进行冗余备份，具体包括以下步骤：
步骤一：搭建一体化电源设备监控系统；
步骤二：配置一体化电源监控冗余备份机制，设置控制监控设备和备份监控设备；
步骤三：当控制监控设备正常工作时，该控制监控设备完成一体化电源设备的监控工作，备份监控设备均工作在备份模式，仅采集、显示并记录一体化电源设备内部参数信息；
步骤四：判断控制监控设备是否出现故障或是否手动设置备份监控设备为控制模式；
步骤五：通过步骤四的判断，如果控制监控设备出现故障或备份监控设备手动设为控制模式时，备份监控设备进入控制模式对相应电源设备进行控制管理；如果控制监控设备工作正常或备份监控设备未手动设置于控制模式时，返回步骤三；
步骤六：判断控制监控设备是否恢复正常或是否手动将备份监控设备退出控制模式；
步骤七：通过步骤六的判断，如果控制监控设备仍出现故障或备份监控设备处于手动设置的控制模式，返回步骤六；如果控制监控设备正常工作，且备份监控设备未手动设置于控制模式时，控制监控设备完成一体化电源设备的监控工作，备份监控设备均自动进入备份模式，仅采集、显示并记录一体化电源设备内部参数信息，结束。
优选的是，所述的步骤二中设置控制监控设备和备份监控设备，其中控制监控设备为一体化主系统监控，备份监控设备为多个子系统监控。
优选的是，所述的步骤二中设置控制监控设备和备份监控设备，其中控制监控设备为多个子系统监控，备份监控设备为一体化主系统监控。
优选的是，步骤一所述的一体化电源设备监控系统包括一体化主系统监控、多个子系统监控、监控单元和实现电源转换的电源模块，其中，一体化主系统监控和多个子系统监控通过现场总线进行通信和总线信息共享，实现该监控系统的一体化主系统监控和多个子系统监控之间的冗余备份。
优选的是，所述的多个子系统监控与监控单元和电源模块并联，一体化主系统监控通过一条现场总线与并联后的多个子系统监控、监控单元和电源模块相连。
优选的是，所述的电源模块包括直流电源模块、交流电源模块、通信电源模块和逆变电源模块。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
（1）一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，当该电源设备的控制监控设备出现故障时，备份监控设备对该一体化电源设备进行冗余备份，保证该电源设备的监控系统仍然能够正常运转，提高电源设备的可靠性和可维护性，便于实现一体化电源的现场不间断运维及变电站不断电升级改造。
（2）该一体化电源设备监控系统，包括一体化主系统监控、多个子系统监控、监控单元和电源模块，通过设置控制监控设备和备份监控设备，设置控制监控设备为一体化主系统监控，备份监控设备为多个子系统监控；设置控制监控设备为多个子系统监控，备份监控设备为一体化主系统监控。多个子系统监控与监控单元和电源模块的连接可采用并联连接方式，多个子系统监控与监控单元和电源模块并联，一体化主系统监控通过一条现场总线与并联后的多个子系统监控、监控单元和电源模块相连，通过现场总线的多主信息交互和总线信息共享，实现该电源设备的冗余备份功能；避免了原一体化电源设备因无监控管理而导致的电源模块损坏、电池充坏或放空等不可逆损坏。
附图说明
图1为本发明的控制监控设备出现故障时的冗余备份方法；
图2为本发明多个子系统监控与监控单元连接的监控系统示意图；
图3传统方式的一体化不间断电源设备的功率模块和功能单元的冗余备份方法。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
参见图1，一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，其特征在于：通过一体化电源监控设备冗余备份机制的配置，采用一体化电源监控设备的手动和自动结合的冗余备份方法，实现一体化电源设备中备份监控设备对一体化电源设备中控制监控设备进行冗余备份，具体包括以下步骤：
步骤一：搭建一体化电源设备监控系统；
步骤二：配置一体化电源监控冗余备份机制，设置控制监控设备和备份监控设备；
步骤三：当控制监控设备正常工作时，该控制监控设备完成一体化电源设备的监控工作，备份监控设备均工作在备份模式，仅采集、显示并记录一体化电源设备内部参数信息；
步骤四：判断控制监控设备是否出现故障或是否手动设置备份监控设备为控制模式；
步骤五：通过步骤四的判断，如果控制监控设备出现故障或备份监控设备手动设为控制模式时，备份监控设备进入控制模式对相应电源设备进行控制管理；如果控制监控设备工作正常或备份监控设备未手动设置于控制模式时，返回步骤三；
步骤六：判断控制监控设备是否恢复正常或是否手动将备份监控设备退出控制模式；步骤七：通过步骤六的判断，如果控制监控设备仍出现故障或备份监控设备处于手动设置的控制模式，返回步骤六；如果控制监控设备正常工作，且备份监控设备未手动设置于控制模式时，控制监控设备完成一体化电源设备的监控工作，备份监控设备均自动进入备份模式，仅采集、显示并记录一体化电源设备内部参数信息，结束。
在步骤二中设置控制监控设备和备份监控设备，设置控制监控设备为一体化主系统监控，备份监控设备为多个子系统监控；设置控制监控设备为多个子系统监控，备份监控设备为一体化主系统监控。
参见图2，一种多个子系统监控与监控单元并联的一体化不间断电源设备监控系统，包括一体化主系统监控、多个子系统监控、监控单元和实现电源转换的电源模块，其中多个子系统监控与监控单元并联，一体化主系统监控通过一条现场总线与并联后的多个子系统监控、监控单元和电源模块相连，一体化主系统监控和多个子系统监控通过该现场总线进行通信和总线信息共享，实现该电源设备的一体化主系统监控和多个子系统监控之间的冗余备份。
其中，图2中所示的多个子系统监控与监控单元并联的一体化不间断电源设备监控系统，一体化主系统监控用于监控该一体化电源设备，电源模块共有多个，不仅局限于包括直流电源模块、交流电源模块、通信电源模块和逆变电源模块，子系统监控设备共有多个，不仅局限于包括直流电源子系统监控、交流电源子系统监控、通信电源子系统监控和逆变电源子系统监控。
Claims (5)
1.一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，其特征在于：通过一体化电源监控设备冗余备份机制的配置，采用一体化电源监控设备的手动和自动结合的冗余备份方法，实现一体化电源设备中备份监控设备对一体化电源设备中控制监控设备进行冗余备份，具体包括以下步骤：
步骤一：搭建一体化电源设备监控系统；
步骤二：配置一体化电源监控冗余备份机制，设置控制监控设备和备份监控设备；
步骤三：当控制监控设备正常工作时，该控制监控设备完成一体化电源设备的监控工作，备份监控设备均工作在备份模式，仅采集、显示并记录该一体化电源设备内部参数信息；
步骤四：判断控制监控设备是否出现故障或是否手动设置备份监控设备为控制模式；
步骤五：通过步骤四的判断，如果控制监控设备出现故障或备份监控设备手动设为控制模式时，备份监控设备进入控制模式对相应电源设备进行控制管理；如果控制监控设备工作正常或备份监控设备未手动设置于控制模式时，返回步骤三；
步骤六：判断控制监控设备是否恢复正常或是否手动将备份监控设备退出控制模式；
步骤七：通过步骤六的判断，如果控制监控设备仍出现故障或备份监控设备处于手动设置的控制模式，返回步骤六；如果控制监控设备正常工作，且备份监控设备未手动设置于控制模式时，控制监控设备完成一体化电源设备的监控工作，备份监控设备均自动进入备份模式，仅采集、显示并记录一体化电源设备内部参数信息，结束。
2.根据权利要求1所述的一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，其特征在于：所述的步骤二中设置控制监控设备和备份监控设备，其中控制监控设备为一体化主系统监控，备份监控设备为多个子系统监控。
3.根据权利要求1所述的一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，其特征在于：所述的步骤二中设置控制监控设备和备份监控设备，其中控制监控设备为多个子系统监控，备份监控设备为一体化主系统监控。
4.根据权利要求2或3所述的一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，其特征在于：步骤一所述的一体化电源设备监控系统包括一体化主系统监控、多个子系统监控、监控单元和与监控单元相连实现电源转换的电源模块，其中，一体化主系统监控和多个子系统监控通过现场总线进行通讯和总线信息共享，实现该监控系统的一体化主系统监控和多个子系统监控之间的冗余备份；所述的多个子系统监控与监控单元并联，一体化主系统监控通过一条现场总线与并联后的多个子系统监控、监控单元和电源模块相连。
5.根据权利要求4所述的一种提高一体化电源系统可靠性的监控冗余备份方法，其特征在于：所述的电源模块包括直流电源模块、交流电源模块、通信电源模块和逆变电源模块。
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