CN113810227A

CN113810227A - 主备机切换方法和电站

Info

Publication number: CN113810227A
Application number: CN202111067942.8A
Authority: CN
Inventors: 江跃; 孙德亮; 高强
Original assignee: Sungrow Renewables Development Co Ltd
Current assignee: Sungrow Renewables Development Co Ltd
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2041-09-13
Also published as: CN113810227B

Abstract

本发明实施例公开了一种主备机切换方法和电站。主备机切换方法包括：本侧设备与对侧设备进行通信，并获取所述本侧设备和所述对侧设备的同步信号；其中，若所述本侧设备为主机，则所述对侧设备为备机；若所述本侧设备为备机，则所述对侧设备为主机；所述本侧设备以所述同步信号为故障判断依据，执行故障判断步骤，以实现所述本侧设备的运行模式切换，或者维持原运行模式；若所述对侧设备由心跳异常恢复正常，则所述本侧设备以所述同步信号为判断依据，执行心跳恢复步骤，以实现所述本侧设备的运行模式矫正。与现有技术相比，本发明实施例在降低人工操作成本的基础上，提高了设备利用率。

Description

主备机切换方法和电站

技术领域

本发明实施例涉及电力技术领域，尤其涉及一种主备机切换方法和电站。

背景技术

随着电力技术的不断发展，人们对电站设备的稳定性、安全性和可靠性提出了更高的要求，因此，要求电站设备支持主备机功能。设备的主备机方案能够保证主机发生故障时，及时切换到备机进行工作，使得电站的运行能够无缝恢复到正常的工作状态，从而保证电站的正常运行。然而，现有的主备机方案存在缺陷，例如，当主机恢复时，主机无法恢复正常工作，存在设备利用率低的问题；或者，当主机恢复时，需要通过手动切换主备机的运行模式，以使主机恢复正常工作，存在人工操作成本高的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种主备机切换方法和电站，以在降低人工操作成本的基础上，提高设备利用率。

第一方面，本发明实施例提供了一种主备机切换方法，包括：

本侧设备与对侧设备进行通信，并获取所述本侧设备和所述对侧设备的同步信号；其中，若所述本侧设备为主机，则所述对侧设备为备机；若所述本侧设备为备机，则所述对侧设备为主机；

所述本侧设备以所述同步信号为故障判断依据，执行故障判断步骤，以实现所述本侧设备的运行模式切换，或者维持原运行模式；

若所述对侧设备由心跳异常恢复正常，则所述本侧设备以所述同步信号为判断依据，执行心跳恢复步骤，以实现所述本侧设备的运行模式矫正。

可选地，所述同步信号包括：心跳字、标记字和故障字中的至少一种；

其中，所述心跳字以第一预设时间为时间间隔循环变化，并向所述对侧设备传递；所述标记字表示所述本侧设备的运行模式；所述故障字表示所述本侧设备与被控设备间通信故障与否。

可选地，若在预设次数内，所述本侧设备未接收到所述对侧设备的心跳字，或者接收到的所述对侧设备的心跳字未变化，则定义所述对侧设备出现心跳异常。

可选地，若所述本侧设备为主机，则所述运行模式包括主模式、备模式和通知模式；

若所述本侧设备为备机，则所述运行模式包括主模式和备模式。

可选地，若所述本侧设备为主机，则所述心跳恢复步骤包括：

若所述本侧设备无故障，则所述本侧设备由备模式切换为主模式，或者所述本侧设备维持主模式；

若所述本侧设备故障，则根据所述对侧设备的故障状态确定所述本侧设备的运行模式。

可选地，所述根据所述对侧设备的故障状态确定所述本侧设备的运行模式，包括：

若所述对侧设备故障，则所述本侧设备由备模式切换为主模式，或者所述本侧设备维持主模式；

若所述对侧设备无故障，则所述本侧设备由主模式切换为备模式，或者所述本侧设备维持备模式。

可选地，将所述本侧设备由备模式切换为主模式，包括：

所述本侧设备由备模式切换为通知模式，所述通知模式为主机通知备机切换为备模式；

在所述对侧设备由主模式切换为备模式后，所述本侧设备由所述通知模式切换为主模式。

可选地，进入所述心跳恢复步骤后，首先判断所述主机和所述备机是否均运行在主模式。

可选地，若所述本侧设备为备机，则所述心跳恢复步骤包括：

若所述本侧设备故障，则所述本侧设备由主模式切换为备模式，或者所述本侧设备维持备模式；

若所述本侧设备无故障，且所述对侧设备故障，则所述本侧设备由备模式切换为主模式，或者所述本侧设备维持主模式；

若所述本侧设备和所述对侧设备均无故障，则所述本侧设备由主模式切换为备模式，或者所述本侧设备维持备模式。

可选地，所述故障判断步骤包括：

若所述对侧设备心跳异常，则执行心跳异常处理步骤，以实现心跳异常状态下的正常运行；

若所述对侧设备心跳正常，则执行非心跳异常故障处理步骤，以实现非心跳异常故障状态下的正常运行。

可选地，若所述本侧设备为主机，则所述心跳异常处理步骤包括：

若所述本侧设备为主模式，则所述本侧设备维持主模式；

若所述本侧设备为备模式，则所述本侧设备由备模式切换为主模式。

可选地，若所述本侧设备为备机，则所述心跳异常处理步骤包括：

若所述本侧设备为主模式，则维持所述本侧设备的主模式；

若所述本侧设备为备模式，且所述本侧设备无故障，则所述本侧设备由备模式切换为主模式；

若所述本侧设备为备模式，且所述本侧设备故障，则所述本侧设备维持备模式。

可选地，若所述本侧设备为主机，则所述非心跳异常故障处理步骤包括：

若所述本侧设备故障，则根据所述对侧设备的故障状态确定所述本侧设备的运行模式；

若所述本侧设备为备机，则所述非心跳异常故障处理步骤包括：

可选地，在进入所述非心跳异常故障处理步骤后，首先判断是否所述主机运行在主模式、所述备机工作在备模式。

可选地，在所述本侧设备与所述对侧设备进行通信之前，还包括：

初始接入步骤，以在所述本侧设备上电后的第二预设时间内禁止所述本侧设备进行运行模式切换。

可选地，若所述本侧设备为主机，则所述初始接入步骤包括：

若上电时间未超过所述第二预设时间，则所述本侧设备维持主模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，且所述对侧设备的心跳异常，则所述本侧设备维持主模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳正常，且所述本侧设备未出现故障，则所述本侧设备维持主模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳正常，所述本侧设备故障，且所述对侧设备故障，则所述本侧设备维持主模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳正常，所述本侧设备故障，且所述对侧设备无故障，则所述本侧设备由主模式切换为备模式。

可选地，若所述本侧设备为备机，则所述初始接入步骤包括：

若上电时间未超过所述第二预设时间，则所述本侧设备维持备模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳正常，且所述对侧设备无故障，则所述本侧设备维持备模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳正常，所述对侧设备故障，且所述本侧设备故障，则所述本侧设备维持备模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳正常，所述对侧设备故障，且所述本侧设备无故障，则所述本侧设备切换为主模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳异常，且所述本侧设备故障，则所述本侧设备维持备模式；

若上电时间超过所述第二预设时间，所述对侧设备的心跳异常，且所述本侧设备无故障，则所述本侧设备切换为主模式。

可选地，所述本侧设备和所述对侧设备均为数采控制器；

所述本侧设备和所述对侧设备均对被控设备进行数据采集；

其中，若所述本侧设备运行在主模式，所述对侧设备工作在备模式，则所述本侧设备对所述被控设备进行控制，所述对侧设备同步所述本侧设备的实时数据；

若所述本侧设备工作在备模式，所述对侧设备运行在主模式，则所述对侧设备对所述被控设备进行控制，所述本侧设备同步所述对侧设备的实时数据。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电站，包括：主机、备机和被控设备，所述主机与所述备机通信连接，所述主机与所述被控设备连接，所述备机与所述被控设备连接；所述主机和所述备机执行如本发明任意实施例所述的主备机切换方法。

本发明实施例通过本侧设备获取其自身和对侧设备的同步信号，使得本侧设备能够实时获取其自身和对侧设备的运行状态，从而准确地进行模式切换的操作。具体地，以同步信号为故障判断依据，执行故障判断步骤，以实现本侧设备的运行模式的切换，或者维持原运行模式；若对侧设备由心跳异常恢复正常，则本侧设备以同步信号为判断依据，执行心跳恢复步骤，以实现本侧设备的运行模式矫正。由此可见，本发明实施例实现了当主机发生故障时，备机自动切为主模式，接管设备的控制，维持系统正常运行；当主机恢复时，主机自动切为主模式，备机恢复备模式状态，从而实现主备机的自动切换。与现有技术相比，本发明实施例无需借助人工操作，在降低人工操作成本的基础上，提高了主备机的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种主备机切换方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种心跳恢复步骤的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种主机由备模式切换为主模式的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种心跳恢复步骤的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种心跳恢复步骤的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种故障判断步骤的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种心跳异常处理步骤的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种非心跳故障处理步骤的流程示意图；

图9为本发明实施例提供的一种主机的初始接入步骤的流程示意图；

图10为本发明实施例提供的一种备机的初始接入步骤的流程示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种主备机切换方法的流程示意图；

图12为本发明实施例提供的一种电站的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种主备机切换方法的流程示意图。该主备机的切换方法可适用于电站中的主备机切换方案，参见图1，主备机切换方法包括以下步骤：

S110、本侧设备与对侧设备进行通信，并获取本侧设备和对侧设备的同步信号；其中，若本侧设备为主机，则对侧设备为备机；若本侧设备为备机，则对侧设备为主机。

其中，若本侧设备为主机，对侧设备为备机，则主机获取其自身的同步信号和备机发送的同步信号；若本侧设备为备机，对侧设备为主机，则备机获取其自身的同步信号和主机发送的同步信号。示例性地，同步信号包括：标志主备机心跳是否正常的心跳字、标志主备机运行模式的标记字和标志主备机与被控设备间是否通信故障的故障字等。因此，通过在主备机之间建立同步信号通道进行同步信号的传递，有利于准确地根据主备机的运行状态进行运行模式的切换。

主机和备机(简称主备机)的通信网口接入被控设备，示例性地，主备机、被控设备之间采用Modbus通信协议进行信息的传递。传递的信息包括同步信号和实时数据，实时数据包括设备运行参数和主备机计算结果等信息。

可选地，本侧设备和对侧设备均为数采控制器；本侧设备和对侧设备均对被控设备进行数据采集。若本侧设备运行在主模式，对侧设备工作在备模式，则本侧设备对被控设备进行控制，对侧设备同步本侧设备的实时数据。若本侧设备工作在备模式，对侧设备运行在主模式，则对侧设备对被控设备进行控制，本侧设备同步对侧设备的实时数据。

S120、本侧设备以同步信号为故障判断依据，执行故障判断步骤，以实现本侧设备的运行模式切换，或者维持原运行模式。

其中，若本侧设备为主机，则运行模式包括主模式、备模式和通知模式；若本侧设备为备机，则运行模式包括主模式和备模式。故障判断步骤主要针对主备机运行过程中的故障进行处理，示例性地，若本侧设备为备机，备机通过同步信号判断主机出现故障，备机无故障，则备机直接由备模式切换为主模式；若本侧设备为主机，主机通过同步信号判断主机无故障或者主备机均故障，则主机运行在主模式。

S130、若对侧设备由心跳异常恢复正常，则本侧设备以同步信号为判断依据，执行心跳恢复步骤，以实现本侧设备的运行模式矫正。

其中，心跳恢复步骤通过同步信号判断对侧设备的心跳状态，例如，通过对侧设备的心跳字进行判断。当主备机心跳恢复正常，表明主机或备机中的一个由故障状态恢复正常，此时直接将主机接入可能出现主备机均运行在主模式(即双主机)的问题。因此，本发明实施例在心跳恢复正常时，对本侧设备进行运行模式矫正，以解决主备机心跳恢复过程中，可能存在的运行异常的问题。示例性地，当主机的心跳恢复正常，则主机自动恢复为主模式；相应地，备机自动恢复为备模式。

由此可见，本发明实施例实现了当主机发生故障时，备机自动切为主模式，接管设备的控制，维持系统正常运行；当主机恢复时，主机自动切为主模式，备机恢复备模式状态，从而实现主备机的自动切换。与现有技术相比，本发明实施例无需借助人工操作，在降低人工操作成本的基础上，提高了主备机的利用率。

在上述各实施例的基础上，可选地，同步信号包括：心跳字、标记字和故障字中的至少一种。其中，心跳字以第一预设时间为时间间隔循环变化，并向对侧设备传递；标记字表示本侧设备的运行模式；故障字表示本侧设备与被控设备间通信故障与否。示例性地，心跳字、标记字和故障字的表示形式可以是数值或字符等。心跳字、标记字和故障字的设置方式如表1所示。

表1

其中，11H、12H、13H、21H和22H表示16进制数。标记字是实现主备机运行模式切换的关键，主备机通过获取本侧设备和对侧设备的运行模式，以此为依据实现主备机的运行模式的准确切换。标志字13H表示主机运行在通知模式，通知模式是指主机通知备机切换为备模式，当备机接收到该标志字时，切换为备模式运行。

需要说明的是，表1中示例性地示出了心跳字、标记字和故障字的表示形式可以是数值，并非对本发明的限定。在其他实施例中还可以设置心跳字、标记字和故障字以A、B、C、D、E等字符表示，在实际应用中可以根据需要进行设定。

可选地，若在预设次数内，本侧设备未接收到对侧设备的心跳字，或者，本侧设备接收到的对侧设备心跳字未变化，则定义对侧设备出现心跳异常。示例性地，对侧设备每100ms向本侧设备传递心跳字，超过预设次数(例如，3次)，同步信号中的心跳字没有变化，表明对侧设备没有更新同步信号，则定义对侧设备出现心跳异常(或心跳故障)。

需要说明的是，表1中示例性地示出了心跳字的设置方式为递增变化，并非对本发明的限定。在其他实施例中，还可以设置心跳字从9999开始递减，例如，每200ms减1，到1后重新从9999计数，在实际应用中可以根据需要进行设定。在上述各实施例的基础上，本发明实施例分别针对在本侧设备为主机的情况和本侧设备为备机的情况下，心跳恢复步骤的具体实现方式进行说明。图2为本发明实施例提供的一种心跳恢复步骤的流程示意图。参见图2，可选地，若本侧设备为主机，且对侧设备为备机，则心跳恢复步骤包括：

S210、若主机无故障，则主机由备模式切换为主模式，或者主机维持主模式。

其中，以同步信号中的故障字判断本侧设备是否故障以及对侧设备是否故障。S210表示主机执行的心跳恢复步骤，主机判断备机心跳恢复后，若主机无故障，主机最终切换为主模式运行，或者主机继续维持主模式。

S220、若主机故障，则根据备机的故障状态确定主机的运行模式。

其中，当备机心跳恢复时，表明主机与备机间的通讯恢复，即备机本身的故障已经排除，但是在特殊情况下，例如，备机和被控设备的连接网口松动，使得备机无法对被控设备进行通信和控制，此时备机的故障字仍为1，即备机存在设备通信故障。同理，若主机和被控设备的连接网口松动，使得主机无法对被控设备进行通信和控制，则主机的故障字也为1，即主机存在设备通信故障。

具体地，在主机故障时，若备机也故障，则主机由备模式切换为主模式，或者主机维持主模式；若备机无故障，则主机由主模式切换为备模式，或者主机维持备模式。

通过S210-S220，实现了本侧设备为主机时的心跳恢复流程，当备机心跳恢复时，若主机无故障，主机仍维持主模式，或者切换为主模式，以提高主机利用率，若主机故障，则主机切换为备模式，或者维持备模式，以让备机接替主机控制被控设备，保证系统正常运行。

图3为本发明实施例提供的一种主机由备模式切换为主模式的流程示意图。参见图3，在上述各实施例中，可选地，将主机由备模式切换为主模式具体包括以下步骤：

S310、主机由备模式切换为通知模式，通知模式为主机通知备机切换为备模式。

其中，通知模式的标记字例如可以是13H，当备机接收到该标志字时，切换为备模式运行。

S320、在备机由主模式切换为备模式后，主机由通知模式切换为主模式。

其中，主机通过同步信号中的标记字可以判断备机的运行模式。示例性地，当备机的运行模式切换为备模式时，备机会将标记字更改为22H；相反，当备机的运行模式为主模式时，备机的标记字为21H。

通过S310-S320，本发明实施例实现了在备机切换为备模式时，主机才能切换为主模式，使得系统中只有一台主模式运行的设备，从而避免了出现双主机的情况。当出现双主机的情况时，会造成主备机同时控制被控设备的风险。其中，通知模式的标记字在避免双主机的控制中起到了关键作用，因此，通知模式的标记字又可以称为双主机标记字。本发明实施例避免了双主机的情况，从而进一步提升了主备机切换的可靠性和准确性。

图4为本发明实施例提供的另一种心跳恢复步骤的流程示意图。参见图4，在上述各实施例的基础上，可选地，若本侧设备为备机，且对侧设备为主机，则心跳恢复步骤包括：

S410、若备机故障，则备机由主模式切换为备模式，或者备机维持备模式。

S420、若备机无故障，且主机故障，则备机由备模式切换为主模式，或者备机维持主模式。

S430、若备机和主机均无故障，则备机由主模式切换为备模式，或者备机维持备模式。

具体地，分为两种情况，一种是，若备机和主机均无故障，且主机为通知模式，通知模式为主机通知备机切换为备模式，则备机由主模式切换为备模式。另一种是，若备机和主机均无故障，且主机为主模式，则备机由主模式切换为备模式，或者备机维持备模式。

通过S410-S440实现了备机心跳恢复步骤，由上述步骤可以看出，若主机心跳恢复，优先主机运行在主模式，备机切换为备模式，或者维持备模式，以提高主机利用率，若主机故障且备机无故障，则备机切换为主模式，或者维持主模式，以接替主机控制被控设备，保证系统正常运行。本发明实施例对主备机的故障进行判断，有利于避免系统运行过程中的突发状况，使得判断结果更加准确。

需要说明的是，在上述各实施例中，分别以主机的角度或者以备机的角度对心跳恢复步骤进行了说明。由此可见，主机和备机对心跳恢复步骤的处理流程不同，因此，在实际应用中，可以在主备机中分别配置不同的执行程序。在其他实施例中，还可以在主备机中配置相同的执行程序，此时，需要在执行步骤中增加判断本侧设备是否为主机的步骤。

图5为本发明实施例提供的另一种心跳恢复步骤的流程示意图。在上述各实施例的基础上，可选地，本发明实施例对心跳恢复步骤的流程进行了进一步的细化。具体地，以主备机中配置相同的执行程序为例进行说明。参见图5，心跳恢复步骤包括：

S510、判断主备机是否均运行在主模式；若是，则执行S520；否则执行S550。

S520、判断是否主机无故障或主备机均故障；若是，则执行S530；否则执行S540。

其中，若是，则表明主机无故障，或者主备机均故障；若否，则表明主机故障，备机无故障。

S530、主机维持主模式，备机由主模式切换为备模式。

其中，在该步骤中，需要对本侧设备和对侧设备是否为主机进行判断，若本侧设备为主机，则维持主模式；若本侧设备为备机，则由主模式切换为备模式。

S540、主机切换为备模式，备机维持主模式。

S550、判断是否主机运行在主模式且备机运行在备模式；若是，则执行S560；否则执行S590。

S560、判断是否主机无故障或主备机均故障；若是，则执行S570；否则执行S580。

S570、主机维持主模式，备机维持备模式。

S580、主机切换为备模式，备机切换为主模式。

S590、判断是否主机运行在备模式且备机运行在主模式；若是，则执行S5A0；否则执行S5D0。

S5A0、判断是否主机无故障或主备机均故障；若是，则执行S5B0；否则执行S5C0。

S5B0、主机由备模式切换为通知模式，备机维持主模式。

其中，在下一控制周期，备机在接收到所述主机的标志字为13H时，由主模式切换为备模式。

S5C0、主机维持备模式，备机维持主模式。

S5D0、判断是否主机运行在通知模式且备机运行在主模式；若是，则执行S5E0；否则结束心跳恢复步骤。

S5E0、判断是否主机无故障或主备机均故障；若是，则执行S5F0；否则执行S5G0。

S5F0、主机由通知模式切换为主模式，备机切换为备模式。

S5G0、主机由通知模式切换为备模式，备机维持主模式。

由S510-S5G0可以看出，心跳恢复步骤囊括了对双主机模式、主机主模式备机备模式、主机备模式备机主模式、主机通知模式备机主模式等情况的判断和处理的步骤，因此，心跳恢复步骤中包括了主备机的全部工作模式，进一步完善了主备机切换控制。其中，在S5B0主机由备模式切换为通知模式的后续步骤中，需要等待备机切换为备模式后，主机再由通知模式切换为主模式。

由S510-S5G0还可以看出，在心跳恢复步骤中，存在主备机工作模式的判断步骤、主备机故障的判断步骤等，本发明实施例设置进入心跳恢复步骤后，首先判断主机和备机是否均运行在主模式。这样设置的原因在于，在心跳恢复后，主备机更容易出现双主机的运行模式，首先对双主机进行判断，能够更加快速地判断出双主机的情况，从而进行运行模式切换，避免继续运行在双主机的运行模式。在其他实施例中，还可以更改判断逻辑的顺序。

在上述各实施例的基础上，以下对故障判断步骤的具体实施方式进行说明。图6为本发明实施例提供的一种故障判断步骤的流程示意图。参见图6，可选地，故障判断步骤包括：

S610、若对侧设备心跳异常，则执行心跳异常处理步骤，以实现心跳异常状态下的正常运行。

其中，若本侧设备为主机，则对侧设备为备机；若本侧设备为备机，则对侧设备为主机。在判断对侧设备是否心跳异常的步骤中，主备机的判断逻辑相同。

系统故障状态包括心跳异常和非心跳异常(例如，通信故障)，心跳异常由心跳字来确定，通信故障由故障字来确定。示例性地，若主机心跳字异常，表明主机自身出现异常(例如，主机死机)，无法对被控设备进行控制；若备机心跳字异常，表明备机自身出现异常(例如备机死机)，无法对被控设备进行控制。可以理解的是，当主备机同时出现心跳异常时，主备机都不能控制被控设备。

非心跳异常故障针对的是心跳字正常，但故障字异常的情况。例如可以是，主备机与被控设备的连接网口松动，导致与被控设备间通信故障等。

S620、若对侧设备心跳正常，则执行非心跳异常故障处理步骤，以实现非心跳异常故障状态下的正常运行。

通过S610-S620实现了故障判断步骤，本发明实施例通过对主备机故障进行分类处理，使得故障处理更加准确。

在本发明的一种实施方式中，可选地，若本侧设备为主机，对侧设备为备机，则心跳异常处理步骤包括：若主机为主模式，则主机维持主模式；若主机为备模式，则主机由备模式切换为主模式。

在本发明的一种实施方式中，可选地，若本侧设备为备机，对侧设备为主机，则心跳异常处理步骤包括：若备机为主模式，则维持备机的主模式；若备机为备模式，且备机无故障，则备机由备模式切换为主模式；若备机为备模式，且备机故障，则备机维持备模式。其中，若备机为主模式，主机为备模式，则当主机出现心跳故障时，备机维持主模式，能够继续维持系统正常运行。若主机为主模式，备机为备模式，当主机出现心跳故障时，主机无法对被控设备进行控制，此时备机切换为主模式，能够继续维持系统正常运行。然而，若备机也出现故障，则仍采用主机主模式、备机备模式的方案。

在上述各实施例中，分别以主机的角度或者以备机的角度对心跳异常处理步骤进行了说明。由此可见，主机和备机对心跳异常处理步骤的处理流程不同，因此，在实际应用中，可以在主备机中分别配置不同的执行程序。在其他实施例中，还可以在主备机中配置相同的执行程序，此时，需要在执行步骤中增加判断本侧设备是否为主机的步骤。图7为本发明实施例提供的一种心跳异常处理步骤的流程示意图。参见图7，在本发明的一种实施方式中，可选地，心跳异常处理步骤包括：

S710、判断本侧设备是否为主机；若是，则执行S720；否则执行S730。

S720、主机维持主模式或主机由备模式切换为主模式。

S730、判断备机是否运行在主模式；若是，则执行S740；否则执行S750。

S740、备机维持主模式。

S750、判断备机是否故障；若是，则执行S770；否则执行S760。

S760、备机由备模式切换为主模式。

S770、备机维持备模式。

通过S710-S770，实现了主备机采用相同的处理流程实现心跳异常处理步骤。

本发明实施例分别针对在本侧设备为主机的情况和本侧设备为备机的情况下，心跳异常处理步骤的具体实施方式进行说明。

在本发明的一种实施方式中，可选地，若本侧设备为主机，对侧设备为备机，则非心跳异常故障处理步骤包括：若主机无故障，则主机由备模式切换为主模式，或者主机维持主模式；若主机故障，则根据备机的故障状态确定主机的运行模式。由此可见，在本侧设备为主机时，主机的非心跳异常故障处理步骤与心跳恢复步骤的处理逻辑相同，这里不再赘述。

在本发明的一种实施方式中，可选地，若本侧设备为备机，对侧设备为主机，则非心跳异常故障处理步骤包括：若备机故障，则备机由主模式切换为备模式，或者备机维持备模式；若备机无故障，且主机故障，则备机由备模式切换为主模式，或者备机维持主模式；若备机和主机均无故障，且主机为通知模式，通知模式为主机通知备机切换为备模式，则备机由主模式切换为备模式；若备机和主机均无故障，且主机为主模式，则备机由主模式切换为备模式，或者备机维持备模式。由此可见，在本侧设备为备机时，备机的非心跳异常故障处理步骤与心跳恢复步骤的处理逻辑相同，这里不再赘述。

图8为本发明实施例提供的一种非心跳故障处理步骤的流程示意图。在上述各实施例的基础上，可选地，本发明实施例对非心跳故障处理步骤的流程进行了进一步的细化。具体地，以主机和备机采用相同的处理流程进行说明。参见图8，非心跳故障处理步骤包括：

S810、判断是否主机运行在主模式、备机运行在备模式；若是，则执行S820；否则执行S860。

S820、判断是否主机故障、备机无故障；若是，则执行S830；否则结束非心跳故障处理步骤。

S830、判断本侧设备是否为主机；若是，则执行S840；否则执行S850。

S840、主机由主模式切换为备模式。

S850、备机由备模式切换为主模式。

S860、判断是否主机运行在备模式、备机运行在主模式；若是，则执行S870；否则，执行S890。

S870、判断是否主机无故障或主备机均故障；若是，则执行S880；否则结束非心跳故障处理步骤。

S880、主机由备模式切换为通知模式。

S890、判断是否主机运行在通知模式；若是，则执行S8A0；否则，执行S8D0。

S8A0、判断本侧设备是否为主机；若是，则执行S8B0；否则执行S8C0。

S8B0、主机由通知模式切换为主模式。

S8C0、备机由主模式切换为备模式。

S8D0、判断是否主机无故障或主备机均故障；若是，则执行S8E0；否则执行S8F0。

S8E0、备机切换为备模式或备机维持备模式；主机切换为主模式或主机维持主模式。

S8F0、主机切换为备模式或主机维持备模式；备机切换为主模式或备机维持主模式。

由S810-S8F0可以看出，非心跳故障处理步骤囊括了主机主模式备机备模式、主机备模式备机主模式、主机通知模式备机备模式，因此，非心跳故障处理步骤中包括了主备机的全部工作模式，进一步完善了主备机切换控制。

由S810-S8F0还可以看出，在非心跳故障处理步骤中，存在主备机工作模式的判断步骤、主备机故障判断的步骤和本侧设备是否为主机的判断步骤等，本发明实施例设置进入非心跳故障处理步骤后，首先判断是否主机主模式备机备模式。这样设置的原因在于，通常情况下，主备机的运行模式为主机主模式备机备模式，首先对该运行模式进行判断，能够提升非心跳故障处理步骤的运行速度，从而提高主备机的切换速度。

需要说明的是，在上述实施例中示例性地对主备机采用相同的非心跳故障处理步骤进行了说明，并非对本发明的限定。在其他实施例中，还可以针对主机和备机分别设置非心跳故障处理步骤。示例性地，若本侧设备为主机，则进入非心跳异常故障处理步骤后，首先判断是否本侧设备运行在主模式、对侧设备运行在备模式。若本侧设备为备机，则进入非心跳异常故障处理步骤后，首先判断是否对侧设备运行在主模式、本侧设备运行在备模式。

在上述各实施例的基础上，可选地，在本侧设备与对侧设备进行通信之前，还包括：初始接入步骤，以在本侧设备上电后的第二预设时间内禁止本侧设备进行运行模式切换。其中，第二预设时间可以根据需要进行设定，例如，第二预设时间为5s-20s，优选为10s。这样，主备机上电的前10s不进行运行模式切换，保持各自的初始运行模式，即主机运行在主模式，备机运行在备模式。这样设置，在系统运行稳定后再进入故障判断步骤或心跳恢复步骤等，可以防止系统刚上电的不稳定导致主备机频繁切换的问题。

本发明实施例分别针对在本侧设备为主机的情况和本侧设备为备机的情况下，初始接入步骤的具体实现方式进行说明。图9为本发明实施例提供的一种主机的初始接入步骤的流程示意图。参见图9，可选地，若本侧设备为主机，则初始接入步骤包括：

S910、主机上电，初始化为主模式运行。

S920、判断上电时间是否超过第二预设时间；若是，则执行S930；否则，主机维持主模式。

S930、判断备机是否心跳正常；若是，则执行S940；否则执行S970。

S940、判断主机是否故障；若是，则执行S950；否则执行S970。

S950、判断备机是否无故障；若是，则执行S960；否则执行S970。

S960、主机由主模式切换为备模式。

S970、主机维持主模式。

通过S910-S970实现了主机的初始接入步骤。

图10为本发明实施例提供的一种备机的初始接入步骤的流程示意图。参见图10，可选地，若本侧设备为备机，则初始接入步骤包括：

SA10、备机上电，初始化为备模式运行。

SA20、判断上电时间是否超过第二预设时间；若是，则执行SA30；否则，备机维持备模式。

SA30、判断主机是否心跳正常；若是，则执行SA40；否则执行SA50。

SA40、判断主机是否无故障；若是，则执行SA70；否则执行SA50。

SA50、判断备机是否无故障；若是，则执行SA60；否则执行SA70。

SA60、备机由备模式切换为主模式。

SA70、备机维持备模式。

通过SA10-SA70实现了备机的初始接入步骤。

图11为本发明实施例提供的另一种主备机切换方法的流程示意图。参见图11，在上述各实施例的基础上，可选地，主备机切换方法包括以下步骤：

SB10、判断本侧设备是否为主机；若是，则执行SB20；否则执行SB40。

SB20、主机获取备机的同步信号。

SB30、主机根据同步信号中备机的心跳字，每300ms判断备机的心跳是否异常。

其中，需要说明的是，300ms仅为示例性地说明，在实际应用中可以根据需要设定判断备机的心跳是否异常的时间，例如，还可以设定为100ms、200ms、400ms或500ms等。

SB40、备机获取主机的同步信号。

SB50、备机根据同步信号中主机的心跳字，每300ms判断主机的心跳是否异常。

SB60、判断是否第一次进入主备机；若是，则执行SB70；否则执行SB80。

其中，本发明实施例在SB60之前，主机执行SB20-SB30，备机执行SB40-SB50，这样，使得主备机在每进入一次主备机切换控制周期前，首先进行同步信号的同步，确保了后续判断步骤的准确性。

SB70、进入初始接入步骤。

SB80、判断是否上次心跳异常，本次心跳正常；若是，则执行SB90；否则执行SBA0。

SB90、执行心跳恢复步骤。

SBA0、执行故障判断步骤。

其中，心跳恢复步骤完成后，直接进入故障判断步骤，因此，在心跳恢复步骤中当主机切换为通知模式时，可以不再等待备机切换为备模式，直接结束心跳恢复步骤。在故障判断步骤中，备机切换为备模式，主机由通知模式切换为主模式，以避免出现双主机的现象。

通过SB10-SBA0实现了主备机切换方法的总流程。由上述步骤可以看出，本发明实施例采用心跳字、标记字和故障字来获取本侧设备的运行模式和对侧设备的运行模式，在总流程中主要步骤包括初始接入步骤、心跳恢复步骤和故障判断步骤。其中，初始接入步骤在主备机上电时等系统稳定运行；心跳恢复步骤通过检测对侧设备故障前后的心跳字判断心跳是否恢复，进而实现主机心跳恢复时自动切换为主模式；故障判断步骤通过检测主备机的故障字来实现主备机运行模式的自由切换。以及，在心跳恢复步骤针对双主机模式进行了处理，以避免双主机的问题。

本发明实施例还提供了一种电站。图12为本发明实施例提供的一种电站的结构示意图。参见图12，电站包括：主机10、备机20和被控设备30，主机10与备机20通信连接，主机10与被控设备30连接，备机20与被控设备30连接。主机10和备机20执行如本发明任意实施例所提供的主备机切换方法，具备相应的有益效果。示例性地，电站为新能源电站，例如，光伏电站等。主机10和备机20例如可以是数采控制器，相应地，被控设备30例如可以是变换器，被控设备的数量一般为多个。主机10通过交换机与被控设备30进行通信连接，备机20通过交换机与被控设备30进行通信连接，主备机之间建立同步信号通道40，以进行同步信号的传递。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种主备机切换方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的主备机切换方法，其特征在于，所述同步信号包括：心跳字、标记字和故障字中的至少一种；

3.根据权利要求2所述的主备机切换方法，其特征在于，若在预设次数内，所述本侧设备未接收到所述对侧设备的心跳字，或者接收到的所述对侧设备的心跳字未变化，则定义所述对侧设备出现心跳异常。

4.根据权利要求1所述的主备机切换方法，其特征在于，若所述本侧设备为主机，则所述运行模式包括主模式、备模式和通知模式；

5.根据权利要求1-4任一项所述的主备机切换方法，其特征在于，若所述本侧设备为主机，则所述心跳恢复步骤包括：

6.根据权利要求5所述的主备机切换方法，其特征在于，所述根据所述对侧设备的故障状态确定所述本侧设备的运行模式，包括：

7.根据权利要求5所述的主备机切换方法，其特征在于，将所述本侧设备由备模式切换为主模式，包括：

8.根据权利要求5所述的主备机切换方法，其特征在于，进入所述心跳恢复步骤后，首先判断所述主机和所述备机是否均运行在主模式。

9.根据权利要求1-4任一项所述的主备机切换方法，其特征在于，若所述本侧设备为备机，则所述心跳恢复步骤包括：

10.根据权利要求1-4任一项所述的主备机切换方法，其特征在于，所述故障判断步骤包括：

11.根据权利要求10所述的主备机切换方法，其特征在于，若所述本侧设备为主机，则所述心跳异常处理步骤包括：

若所述本侧设备为主模式，则所述本侧设备维持主模式；

12.根据权利要求10所述的主备机切换方法，其特征在于，若所述本侧设备为备机，则所述心跳异常处理步骤包括：

若所述本侧设备为主模式，则维持所述本侧设备的主模式；

13.根据权利要求10所述的主备机切换方法，其特征在于，

若所述本侧设备为主机，则所述非心跳异常故障处理步骤包括：

14.根据权利要求10所述的主备机切换方法，其特征在于，在进入所述非心跳异常故障处理步骤后，首先判断是否所述主机运行在主模式、所述备机工作在备模式。

15.根据权利要求1-4任一项所述的主备机切换方法，其特征在于，在所述本侧设备与所述对侧设备进行通信之前，还包括：

16.根据权利要求15所述的主备机切换方法，其特征在于，若所述本侧设备为主机，则所述初始接入步骤包括：

17.根据权利要求15所述的主备机切换方法，其特征在于，若所述本侧设备为备机，则所述初始接入步骤包括：

18.根据权利要求1所述的主备机切换方法，其特征在于，所述本侧设备和所述对侧设备均为数采控制器；

所述本侧设备和所述对侧设备均对被控设备进行数据采集；

19.一种电站，其特征在于，包括：主机、备机和被控设备，所述主机与所述备机通信连接，所述主机与所述被控设备连接，所述备机与所述被控设备连接；所述主机和所述备机执行如权利要求1-18任一项所述的主备机切换方法。