[发明专利]光伏跟踪支架阵列冗余控制方法及控制装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种光伏跟踪支架阵列的自动控制方法及装置，该光伏跟踪支架阵列由多个具有相同配置的光伏跟踪支架组成，尤其涉及一种冗余控制方法及控制装置。

背景技术：

光伏跟踪支架由于需要在户外环境运转20年以上，对其可靠性要求很高。由于成本限制，现有系统往往为每个光伏跟踪支架配置一套电气控制装置和供电装置。如果该电气控制装置或供电装置出现故障，将导致光伏跟踪支架停机，造成发电量损失。通过提高电气控制装置和供电装置的硬件稳定性虽然可以对系统可靠性有益，但由于工业设计水平和工艺制造水平的限制，仅凭硬件水平提高无法从本质上提高系统可靠性，故障停机导致发电量损失的风险依然存在。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种光伏跟踪支架阵列冗余控制方法及控制装置，用系统工程方法降低光伏跟踪支架阵列的故障停机率，提高光伏电站的发电量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种光伏跟踪支架阵列冗余控制装置，包括：设置于光伏阵列控制室的若干个集群控制模块，设置于每个光伏跟踪支架上的远程执行模块；其中若干个集群控制模块之间相连接形成互联网络结构，每个集群控制模块与所属的多个远程执行模块相连接形成主从网络结构。

所述的集群控制模块包括：中央控制器，供电电源，上行通信处理机，下行通信处理机。所述的中央控制器与供电电源和通信处理机相连接。

所述的远程执行模块包括：本地控制器，电机驱动器，通信处理机。所述的本地控制器与电机驱动器和通信处理机相连接。

所述的连接若干集群控制模块的互联网络结构，具体是由以太网组成的星形通信网络和由电源总线组成的环形电源网络，每个集群控制模块的电源输出端均接入环形电源网络中，每个集群控制模块的上行通信处理机的输出端均接入星形通信网络中。

所述的连接一个集群控制模块与多个远程执行模块的主从网络结构，具体是由RS485总线组成的现场工业总线网络和由供电线路组成的电源总线结构，集群控制模块的下行通信处理机和所属的多个远程执行模块的通信处理机接入工业现场总线网络，集群控制模块的供电电源通过电源总线与所属的远程执行模块的电机驱动器相连接。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种光伏跟踪支架阵列冗余控制方法，具体包括以下步骤：

(1)集群控制模块开机自检，确保本机控制功能、电源输入与输出电压、通信网络正常；

(2)每个集群控制模块所属的远程执行模块进行自检，搜集每个远程执行模块所在的光伏跟踪支架的状态，检查电机驱动器功能和通信功能，对故障设备进行标记；

(3)在同一个互联网络中的若干集群控制模块进行通信握手，并且在本地对其余集群控制模块及其所属的远程执行模块的状态进行备份；

(4)每个集群控制模块开始协调所属的多个远程执行模块完成光伏支架跟踪太阳的运行动作，同时向其余集群控制模块通报运行情况；

(5)如果有集群控制模块检测到同网络其它集群控制模块出现异常时，将按照预先设置的接管顺序，由工作正常的集群控制模块来取代出现故障的集群控制模块并接管该故障模块所属的多个远程执行模块的所有电源供电、逻辑控制和信息交换工作；

(6)待发生故障的集群控制模块排除故障后，负责代管的集群控制模块将管理权交还给已经恢复故障的集群控制模块。

上述技术方案中，所述的若干集群控制模块进行通信握手的方法是：每个集群控制模块通过以太网向所有同类设备发送自己的专属代码，并且从以太网中接收其它设备发出的同类代码，当每个集群控制模块所收集到的同一网络的所有同类设备的代码，与系统预设的设备清单中存储的设备数量和代码内容全部吻合时，则认为握手成功。

上述技术方案中，所述的集群控制模块之间互相通报本模块所属多个远程执行模块工作情况的方法是：每个集群控制模块通过以太网向所有同类设备发送本模块及所属远程执行模块的运行状态字代码，并且从以太网中接收其它设备发出的同类代码；集群控制模块收到其它模块的运行状态字代码后作为系统运行现场状态字进行本地备份保存。

上述技术方案中，所述的集群控制模块取代异常集群控制模块对所属远程执行模块进行接管的方法是：首先调取被接管集群控制模块及所属的远程执行模块的运行现场状态字，然后把被接管的远程执行模块加入到本模块原有的远程执行模块序列中进行合并管理和统一调度，从而通过激活冗余功能实现了对故障模块的热备份切换的作用。