一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)能電站的傳輸系統(tǒng)及其傳輸方法，具體講涉及一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光伏/風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的發(fā)展，儲(chǔ)能電站可提高光伏/風(fēng)力發(fā)電的接入電網(wǎng)能力，儲(chǔ)能電站的應(yīng)用隨之逐漸增多；現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域，PROFINET是PROFIBUS國(guó)際組織創(chuàng)新的自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)，用于實(shí)現(xiàn)基于工業(yè)以太網(wǎng)的集成、一致的自動(dòng)化解決方案；PROFINET支持用以太網(wǎng)通信的分散式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和苛求時(shí)間的應(yīng)用的集成，以及基于組件的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的集成；同時(shí)，PROFINET作為開放的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議，通過高層控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制，為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的實(shí)時(shí)性、拓?fù)涞撵`活性以及多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院涂焖傩蕴峁┝遂`活的解決方案。目前，儲(chǔ)能電站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸大都采用CAN、RS485或者M(jìn)ODBUS等，數(shù)據(jù)傳輸速率較低，且無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速、同步、可靠傳輸。為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說明的序言。
[0004]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明提供一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)為基于PROFINET總線的分布式控制系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)儲(chǔ)能電站子單元，所述儲(chǔ)能電站子單元之間通過PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)形成以太網(wǎng)環(huán)架構(gòu)，所述PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)與儲(chǔ)能電站監(jiān)控站連接；每個(gè)子單元包括主站以及至少兩個(gè)從站，所述主站通過PROFINET總線與從站連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述至少兩個(gè)從站通過PROFINET總線串聯(lián)后再通過PROFINET總線與所述主站連接；或所述從站通過PROFINET總線連接至PROFINET交換機(jī)后再通過PROFINET總線與主站連接；
[0007]所述主站用于監(jiān)控及調(diào)度儲(chǔ)能電站，所述從站用于控制儲(chǔ)能電站內(nèi)每個(gè)儲(chǔ)能單
J Li O、
[0008]進(jìn)一步地，所述主站的數(shù)目為2，兩個(gè)主站采用冗余模式，正常狀態(tài)下由一個(gè)主站和從站完成數(shù)據(jù)傳輸；故障狀態(tài)下切換到備用主站。
[0009]進(jìn)一步地，每個(gè)所述從站包括分別與多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接的控制模塊和輸入輸出模塊、以及與主站連接的通信模塊。
[0010]進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能電站子單元之間采用采用以太網(wǎng)光纜連接；且以太網(wǎng)光纜采用雙絞線形式；所述兩個(gè)主站之間采用同步光纜連接。
[0011]本發(fā)明還提供一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括:主站與從站之間通過建立的PROFINET通信信道周期性地完成數(shù)據(jù)交換；
[0012]所述主站向從站發(fā)送控制信息，從站接收主站發(fā)送的控制信息，并對(duì)控制信息進(jìn)行處理后按照現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際需求的時(shí)序依次輸出至多個(gè)輸入輸出模塊，以控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作；
[0013]所述從站的控制模塊按照現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際需求的時(shí)序依次對(duì)下屬的多個(gè)輸入輸出模塊進(jìn)行采集以獲得多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息，并將采集到的信息封裝后發(fā)送到主站；完成主站和從站的一次數(shù)據(jù)傳輸。
[0014]進(jìn)一步地，當(dāng)主站將數(shù)據(jù)傳輸至從站的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，主站與每一個(gè)從站建立單獨(dú)的輸出通道；
[0015]當(dāng)從站將數(shù)據(jù)傳輸至主站時(shí)，在主站和要將數(shù)據(jù)傳輸至主站的每一個(gè)從站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間建立單獨(dú)的輸入通道。
[0016]進(jìn)一步地，根據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性需求，將預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)根據(jù)通信業(yè)務(wù)需求劃分成三個(gè)通信信道:同步實(shí)時(shí)信道，實(shí)時(shí)信道和標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP信道。
[0017]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是:
[0018]1、本發(fā)明提供的一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法，儲(chǔ)能電站內(nèi)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采用PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站內(nèi)設(shè)備之間數(shù)據(jù)的快速可靠傳輸。
[0019]2、本發(fā)明提供的一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站內(nèi)不同需求的數(shù)據(jù)在不同通信信道上傳輸，完成一般數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和同步實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0020]3、本發(fā)明提供的一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法，根據(jù)PROFINET靈活的組網(wǎng)方式，采用單元組合后再組成環(huán)網(wǎng)的模式，利于儲(chǔ)能電站內(nèi)各設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。
[0021]4、本發(fā)明提供的一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需求，將儲(chǔ)能電站內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)不同需求的數(shù)據(jù)在不同通信信道上傳輸。
[0022]為了上述以及相關(guān)的目的，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括后面將詳細(xì)說明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細(xì)說明某些示例性方面，并且其指示的僅僅是各個(gè)實(shí)施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特征將隨著下面的詳細(xì)說明結(jié)合附圖考慮而變得明顯，所公開的實(shí)施例是要包括所有這些方面以及它們的等同。
【附圖說明】
[0023]附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中；
[0024]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式中主站與從站的連接關(guān)系圖；
[0025]圖2是本發(fā)明第二實(shí)施方式中主站與從站的連接關(guān)系圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中基于PROFINET標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)的主站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(從站)之間的通信循環(huán)的時(shí)序圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中整個(gè)儲(chǔ)能電站內(nèi)所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中互為冗余主站以及從站的連接示意圖；其中:PN1和PN2分別表示基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)的PR0FINET1總線和PR0FINET2總線。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0030]以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。
[0031]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中儲(chǔ)能電站內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸速率較低，且無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步傳輸?shù)膯栴}，本發(fā)明提供一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其方法。
[0032]儲(chǔ)能電站一般由多個(gè)儲(chǔ)能單元組成，儲(chǔ)能單元內(nèi)含多個(gè)儲(chǔ)能變流器、電池系統(tǒng)及輔助設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站內(nèi)設(shè)備實(shí)時(shí)可靠的通信，本發(fā)明提供了一種用于儲(chǔ)能電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)為基于PROFINET總線的分布式控制系統(tǒng)，包括一個(gè)主站以及多個(gè)從站，主站實(shí)現(xiàn)整個(gè)儲(chǔ)能電站的監(jiān)控及調(diào)度，從站負(fù)責(zé)電站內(nèi)每個(gè)儲(chǔ)能單元的控制；從站主要包括分別與多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接的控制模塊、輸入輸出模塊、以及與主站的通信模塊，實(shí)現(xiàn)與儲(chǔ)能電站內(nèi)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接與控制；每個(gè)從站均與多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。
[0033]如圖1所示，為本發(fā)明第一實(shí)施方式中主站與從站的連接關(guān)系圖，各從站可以形成菊花鏈形式，通過PROFINET總線串聯(lián)，串聯(lián)后的整體通過PROFINET總線與所屬主站連接；如圖2所示，為本發(fā)明第二實(shí)施方式中主站與從站的連接關(guān)系圖，各從站也可以采用星形拓?fù)?，分別連接至PROFINET交換機(jī)與主站連接。
[0034]每個(gè)單元之間通過PROFINET以太網(wǎng)交換機(jī)形成以太網(wǎng)環(huán)，儲(chǔ)能電站總監(jiān)控站連接到環(huán)上任意一個(gè)交換機(jī)上，形成整個(gè)儲(chǔ)能電站內(nèi)所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控，如圖4所示。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例中互為冗余主站以及從站的連接示意圖如圖5所示，儲(chǔ)能電站內(nèi)每個(gè)單元含兩個(gè)主站和多個(gè)從站，兩個(gè)主站采用冗余模式，正常狀態(tài)下由一個(gè)主站和下屬?gòu)恼就瓿蓴?shù)據(jù)傳輸，故障狀態(tài)下切換到備用主站，提高了系統(tǒng)可靠性。
[0036]儲(chǔ)能電站子單元內(nèi)通信采用以太網(wǎng)電纜雙絞線連接，降低了系統(tǒng)成本且提高了可靠性，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通信；冗余主站之間采用同步光纜，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速可靠同步。
[0037]本發(fā)明提供一種用于儲(chǔ)