冗余并机控制方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

1.本发明涉及大数据分析技术领域，特别是涉及冗余并机控制方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.发电机组作为应急备用电源广泛的应用于电力、通讯、工矿等国民经济的众多领域，为了提高电能的经济性和利用率，也为了某些特殊场合的不间断供电，一般采用多台发电机组并联运行的方式。
3.目前发电机组并联运行的装置采用的是并机功能与发电机组一体式控制模式，冗余并机控制模块与发电机组各组件直接硬接线连接，并且各冗余并机控制模块之间采用的是单链路通讯，这种控制装置的缺点是并机装置固定，对于现场已有的单机运行的发电机组，需要更换控制模块和改变线路才能实现机组的并联运行，效率低、成本高；同时各冗余并机控制模块之间采用的是单链路通讯，容易发生单点故障，导致无法并联运行；另外，这种系统没有使用触摸屏，难以快速观察、检测所有机组运行状态和参数，管理成本高，处理故障速度慢，工作效率低下。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种冗余并机控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
5.第一方面提供了一种冗余并机控制方法，包括：
6.所述冗余并机控制装置包括：
7.主控制单元，包括主控制模块、冗余通讯模块和触摸屏，主控制模块分别连接冗余通讯模块和触摸屏；
8.冗余并机控制单元，包括冗余并机控制模块和冗余通讯模块，冗余并机控制模块连接冗余通讯模块；
9.发电单元，包括单机控制模块和发电机组，单机控制模块连接发电机组；
10.其中，主控制单元内部的冗余通讯模块连接冗余并机控制单元内部的冗余通讯模块，冗余并机控制单元内部的冗余并机控制模块连接发电单元内部的单机控制模块；
11.所述冗余并机控制方法包括：
12.所述主控制单元向所述冗余并机控制单元发送启动控制信号，所述冗余并机控制单元响应所述启动控制信号向所述发电机组发出启动命令，当所述发电机组启动后，所述冗余并机控制单元根据单机控制模块和发电机组的状态和信号，向所述发电机组和所述单机控制模块发出控制命令，以完成所述发电机组的并机。
13.在一些实施例中，所述主控制单元向冗余并机控制单元发送启动控制信号，包括：
14.主控制单元接受外部启动信号触发所述主控制单元向冗余并机控制单元发送启动控制信号，或者通过触摸屏给所述主控制单元输出向冗余并机控制单元发送启动控制信号的指令。
15.在一些实施例中，所述单机控制模块包括机组进线柜，所述冗余并机控制单元根据单机控制模块和发电机组的状态和信号，向所述发电机组和所述单机控制模块发出控制命令，包括：
16.多台柴油发电组相应启动命令，多台柴油发电组同时启动升速，检测所述发电机组是否达到额定状态；
17.如果任一发电机组达到额定状态，则所述发电机组为首台发电机组，主控制单元或冗余并机控制单元控制所述发电机组的机组进线柜的断路器合闸；
18.根据发电机组的优先级在所述发电机组达到额定状态后，主控制单元或冗余并机控制单元控制所述发电机组的机组进线柜的断路器合闸；
19.如果所述发电机组的机组进线柜的断路器合闸成功，则所述发电机组与其他已达到额定状态的发电机组并车；
20.如果有发电机组未达到额定状态，则所述冗余并机控制单元向所述发电机组发出分闸命令并发出报警；
21.确定完成并车的发电机组是否达到预设数量阈值，如果达到，则控制出线柜合闸；如果没达到，则关闭所有发电机组。
22.在一些实施例中，所述发电机组与其他已达到额定状态的发电机组并车包括：
23.监测所述发电机组与其他已达到额定状态的发电机组并车所消耗的时间，若所消耗的时间大于预设时间阈值，则关闭所述发电机组。
24.在一些实施例中，所述单机控制模块包括接地电阻柜，在所述发电机组的机组进线柜的断路器合闸成功之后，还包括：
25.主控制单元或冗余并机控制单元控制接地电阻柜的合闸，且同一时间只有一台发电机组的接地电阻柜合闸。
26.第二方面提供了一种冗余并机控制装置，包括：
27.主控制单元，包括主控制模块、冗余通讯模块和触摸屏，主控制模块分别连接冗余通讯模块和触摸屏；
28.冗余并机控制单元，包括冗余并机控制模块和冗余通讯模块，冗余并机控制模块连接冗余通讯模块；
29.发电单元，包括单机控制模块和发电机组，单机控制模块连接发电机组；
30.其中，主控制单元内部的冗余通讯模块连接冗余并机控制单元内部的冗余通讯模块，冗余并机控制单元内部的冗余并机控制模块连接发电单元内部的单机控制模块。
31.在一些实施例中，每个所述设置两个msc方式的通讯模块，其中一个用于所述冗余并机控制的冗余并机控制器和所述冗余并机控制单元的冗余控制器之间的通讯，另一个用于与其他发电机组的所述冗余并机控制的冗余并机控制器之间的通讯。
32.第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述所述冗余并机控制方法的步骤。
33.第四方面提供了一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述所述冗余并机控制方法的步骤。
34.上述冗余并机控制方法、装置、计算机设备和存储介质，该柴油冗余并机控制柜独立于柴油发电机组，在不改变柴油发电机组任何线路或者设备情况下，实现机组的并联运行，简单灵活，更具可操作性；冗余并机控制模块通过通讯冗余模块实现双链路通讯，避免单点故障，具有更高的可靠性；通过触摸屏快速的观察、检测所有机组运行状态和参数，集中高效的监控和管理柴油发电机组。主控制柜和冗余并机控制屏中均采用主从控制器进行冗余控制设计，无论是主控制器还是冗余并机控制器故障，均能保证整个系统正常运行，大大提高了整个并机系统的可靠性。主冗余并机控制器发生故障，冗余冗余并机控制器能够立即接管该台发电机组的运行工作，不会因为主冗余并机控制器故障停机。主控制柜中设置主从控制器，可以保证主控制器发生故障，从控制器能够接管整个系统继续运行。
附图说明
35.图1为一个实施例中柴油冗余并机控制装置示意图；
36.图2为一个实施例中柴油冗余并机控制方法的流程图。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.为了便于理解，首先对本发明实施例涉及的技术术语进行解释：
40.冗余并机控制器：可以实现发电机组的自动启动/停机、合闸/并联、分闸/解列、自动同步、负荷分配、数据测量和报警保护等功能的一种控制装置，安装在冗余并机控制屏中。
41.接地电阻柜：是柴油发电站采用中性点经电阻接地的一种配电装置，目的是泄放单相接地电弧后的半波能量，减少电弧重燃的可能性；多台柴油发电机组并机系统只允许一台发电机组的中性点接地，其作用是避免多台机组同时接地机组之间环流的产生。
42.主控制柜：也称中央控制柜，一般会安装有触摸屏或工控机、主控制器等实现对整个控制系统的集中监控，主控制器一般采用可编程控制器(plc)。
43.图1为一个实施例中提供的冗余并机控制方法的实施环境图，如图1所示，一种柴油冗余并机控制方法，应用于柴油冗余并机控制装置实现柴油发电机的并行控制，柴油冗余并机控制装置包括：主控制单元、冗余并机控制单元和柴油发电单元；主控单元和冗余并机控制单元均包含主控制器和从控制器，主控制单元内部的冗余通讯模块连接冗余并机控制单元内部的冗余通讯模块，冗余并机控制单元内部的冗余并机控制模块连接柴油发电单
元内部的单机控制模块；
44.柴油冗余并机控制方法包括：
45.主控制单元向冗余并机控制单元发送启动控制信号，冗余并机控制单元响应启动控制信号向柴油发电机组的柴油发电机组发出启动命令，当柴油发电机组启动后，冗余并机控制单元根据柴油发电单元的柴油发电机组和机组进线柜状态和信号，并向柴油发电机组和机组进线柜发出控制命令，以实现多台机组的自动并联。
46.在该实施例中，图1中的柴油冗余并机控制装置，包括：触摸屏1、主控制柜2、主从控制器3、接地电阻柜4、交换机5、冗余并机控制屏6、7、主冗余并机控制器7、冗余冗余并机控制器8、机组进线柜9、10、柴油发电机组10以及出线柜11。
47.主控制柜2安装有触摸屏1、主/从控制器3和交换机5。触摸屏1和主从控制器3之间通过modbus rs485通讯方式进行连接。主控制柜2通过硬线连接，控制接地电阻柜4和出线柜11。主从控制器均采用西门子cpu1513r13，通过跳线进行连接。当主控制器主线故障时，从控制器接管整个系统工作。
48.每一面冗余并机控制屏6中安装有主冗余并机控制器7和冗余冗余并机控制器8各一只。每个冗余并机控制器设置两个msc方式的通讯方式，一个用于冗余并机控制器和冗余控制器之间的通讯，另一个用于与其他机组冗余并机控制器之间的通讯。一旦该机组主冗余并机控制器发生故障，冗余冗余并机控制器立即可以接管该机组，保证该机组正常运行。
49.冗余并机控制器7和冗余冗余并机控制器8采集发电机组和机组进线柜状态和信号，并给其发出相应的命令。与柴油发电机组10之间采用can线进行通讯，控制柴油发电机组10的启停；与机组进线柜9采用硬线连接，控制其断路器的合闸/并联和分闸/解列等。
50.在一些实施例中，主控制单元向冗余并机控制单元发送启动控制信号，包括：
51.主控制单元接受外部启动信号触发主控制单元向冗余并机控制单元发送启动控制信号，或者通过触摸屏给主控制单元输出向冗余并机控制单元发送启动控制信号的指令。
52.主控制柜2可以接受外部启动信号或者通过触摸屏1给主/从控制器3发送启动信号。主/从控制器3以通讯方式再将启动信号通过交换机5传递给主冗余并机控制器7或者冗余冗余并机控制器8，然后去控制柴油发电机组10的启动；启动成功后，冗余并机控制器控制机组进线柜9合闸/并联，完成多台机组的自动并联等。
53.在一些实施例中，如图2所示，采集柴油发电单元的柴油发电机组和机组进线柜状态和信号，并向柴油发电机组和机组进线柜发出控制柴油发电机组的启停的命令，包括：
54.柴油冗余并机控制装置的n台柴油发电组相应启动命令，n台柴油发电组同时启动升速，检测柴油发电机组是否达到额定状态；
55.如果任一柴油发电机组达到额定状态，则柴油发电机组为首台柴油发电机组，主控制单元或冗余并机控制单元控制柴油发电机组的机组进线柜的断路器合闸；
56.其中，最先达到额定状态的柴油发电机组是首个柴油发电机组，随后的柴油发电机组基于优先权，在柴油发电机组达到额定状态，机组进线柜的断路器合闸
57.根据柴油发电机组的优先级在柴油发电机组达到额定状态后，主控制单元或冗余并机控制单元控制柴油发电机组的机组进线柜的断路器合闸；
58.如果柴油发电机组的机组进线柜的断路器合闸成功，则柴油发电机组与其他已达
到额定状态的柴油发电机组并车；
59.如果有柴油发电机组未达到额定状态，则冗余并机控制单元向柴油发电机组发出分闸命令并发出报警；
60.确定完成并车的柴油发电机组是否达到预设数量阈值，如果达到，则控制出线柜合闸；如果没达到，则关闭所有柴油发电机组。
61.柴油发电机组与其他已达到额定状态的柴油发电机组并车包括：
62.监测柴油发电机组与其他已达到额定状态的柴油发电机组并车所消耗的时间，若所消耗的时间大于预设时间阈值，则关闭柴油发电机组。
63.在柴油发电机组的机组进线柜的断路器合闸成功之后，还包括：
64.主控制单元或冗余并机控制单元控制接地电阻柜的合闸，且同一时间只有一台柴油发电机组的接地电阻柜合闸。
65.为了防止多台机组并车产生的环流，第二保护产生的过流高压危险，主控制器3或从控制器根据机组进线柜9的状态，一是控制接地电阻柜4的合分，并只允许一台运行柴油发电机组的接地电阻柜合闸；二是控制11出线柜的合分。并联完了之后出现柜的供电。
66.如图1所示，在一个实施例中，提供了一种冗余并机控制装置，具体可以包括：
67.主控制单元、冗余并机控制单元和柴油发电单元；主控单元和冗余并机控制单元均包含主控制器和从控制器，主控制单元内部的冗余通讯模块连接冗余并机控制单元内部的冗余通讯模块，冗余并机控制单元内部的冗余并机控制模块连接柴油发电单元内部的单机控制模块。
68.在一些实施例中，每个设置两个msc方式的通讯模块，其中一个用于冗余并机控制的冗余并机控制器和冗余并机控制单元的冗余控制器之间的通讯，另一个用于与其他柴油发电机组的冗余并机控制的冗余并机控制器之间的通讯。
69.在一个实施例中，提出了一种计算机设备，计算机设备可以包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：主控制单元向冗余并机控制单元发送启动控制信号，冗余并机控制单元响应启动控制信号向柴油发电机组的柴油发电机组发出启动命令，当柴油发电机组启动后，冗余并机控制单元根据柴油发电单元的柴油发电机组和机组进线柜状态和信号，并向柴油发电机组和机组进线柜发出控制命令，以实现多台机组的自动并联。
70.在一个实施例中，提出了一种存储有计算机可读指令的存储介质，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行以下步骤：主控制单元向冗余并机控制单元发送启动控制信号，冗余并机控制单元响应启动控制信号向柴油发电机组的柴油发电机组发出启动命令，当柴油发电机组启动后，冗余并机控制单元根据柴油发电单元的柴油发电机组和机组进线柜状态和信号，并向柴油发电机组和机组进线柜发出控制命令，以实现多台机组的自动并联。
71.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。
72.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出如果干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。