技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種光伏跟蹤支架陣列的自動(dòng)控制方法及裝置，該光伏跟蹤支架陣列由多個(gè)具有相同配置的光伏跟蹤支架組成，尤其涉及一種冗余控制方法及控制裝置。

背景技術(shù)：
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光伏跟蹤支架由于需要在戶外環(huán)境運(yùn)轉(zhuǎn)20年以上，對(duì)其可靠性要求很高。由于成本限制，現(xiàn)有系統(tǒng)往往為每個(gè)光伏跟蹤支架配置一套電氣控制裝置和供電裝置。如果該電氣控制裝置或供電裝置出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致光伏跟蹤支架停機(jī)，造成發(fā)電量損失。通過(guò)提高電氣控制裝置和供電裝置的硬件穩(wěn)定性雖然可以對(duì)系統(tǒng)可靠性有益，但由于工業(yè)設(shè)計(jì)水平和工藝制造水平的限制，僅憑硬件水平提高無(wú)法從本質(zhì)上提高系統(tǒng)可靠性，故障停機(jī)導(dǎo)致發(fā)電量損失的風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種光伏跟蹤支架陣列冗余控制方法及控制裝置，用系統(tǒng)工程方法降低光伏跟蹤支架陣列的故障停機(jī)率，提高光伏電站的發(fā)電量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種光伏跟蹤支架陣列冗余控制裝置，包括：設(shè)置于光伏陣列控制室的若干個(gè)集群控制模塊，設(shè)置于每個(gè)光伏跟蹤支架上的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊；其中若干個(gè)集群控制模塊之間相連接形成互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個(gè)集群控制模塊與所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊相連接形成主從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

所述的集群控制模塊包括：中央控制器，供電電源，上行通信處理機(jī)，下行通信處理機(jī)。所述的中央控制器與供電電源和通信處理機(jī)相連接。

所述的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊包括：本地控制器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，通信處理機(jī)。所述的本地控制器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和通信處理機(jī)相連接。

所述的連接若干集群控制模塊的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體是由以太網(wǎng)組成的星形通信網(wǎng)絡(luò)和由電源總線組成的環(huán)形電源網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)集群控制模塊的電源輸出端均接入環(huán)形電源網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)集群控制模塊的上行通信處理機(jī)的輸出端均接入星形通信網(wǎng)絡(luò)中。

所述的連接一個(gè)集群控制模塊與多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的主從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體是由rs485總線組成的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)和由供電線路組成的電源總線結(jié)構(gòu)，集群控制模塊的下行通信處理機(jī)和所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的通信處理機(jī)接入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，集群控制模塊的供電電源通過(guò)電源總線與所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連接。

作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種光伏跟蹤支架陣列冗余控制方法，具體包括以下步驟：

(1)集群控制模塊開(kāi)機(jī)自檢，確保本機(jī)控制功能、電源輸入與輸出電壓、通信網(wǎng)絡(luò)正常；

(2)每個(gè)集群控制模塊所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊進(jìn)行自檢，搜集每個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊所在的光伏跟蹤支架的狀態(tài)，檢查電機(jī)驅(qū)動(dòng)器功能和通信功能，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行標(biāo)記；

(3)在同一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的若干集群控制模塊進(jìn)行通信握手，并且在本地對(duì)其余集群控制模塊及其所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的狀態(tài)進(jìn)行備份；

(4)每個(gè)集群控制模塊開(kāi)始協(xié)調(diào)所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊完成光伏支架跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)行動(dòng)作，同時(shí)向其余集群控制模塊通報(bào)運(yùn)行情況；

(5)如果有集群控制模塊檢測(cè)到同網(wǎng)絡(luò)其它集群控制模塊出現(xiàn)異常時(shí)，將按照預(yù)先設(shè)置的接管順序，由工作正常的集群控制模塊來(lái)取代出現(xiàn)故障的集群控制模塊并接管該故障模塊所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的所有電源供電、邏輯控制和信息交換工作；

(6)待發(fā)生故障的集群控制模塊排除故障后，負(fù)責(zé)代管的集群控制模塊將管理權(quán)交還給已經(jīng)恢復(fù)故障的集群控制模塊。

上述技術(shù)方案中，所述的若干集群控制模塊進(jìn)行通信握手的方法是：每個(gè)集群控制模塊通過(guò)以太網(wǎng)向所有同類設(shè)備發(fā)送自己的專屬代碼，并且從以太網(wǎng)中接收其它設(shè)備發(fā)出的同類代碼，當(dāng)每個(gè)集群控制模塊所收集到的同一網(wǎng)絡(luò)的所有同類設(shè)備的代碼，與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的設(shè)備清單中存儲(chǔ)的設(shè)備數(shù)量和代碼內(nèi)容全部吻合時(shí)，則認(rèn)為握手成功。

上述技術(shù)方案中，所述的集群控制模塊之間互相通報(bào)本模塊所屬多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊工作情況的方法是：每個(gè)集群控制模塊通過(guò)以太網(wǎng)向所有同類設(shè)備發(fā)送本模塊及所屬遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的運(yùn)行狀態(tài)字代碼，并且從以太網(wǎng)中接收其它設(shè)備發(fā)出的同類代碼；集群控制模塊收到其它模塊的運(yùn)行狀態(tài)字代碼后作為系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字進(jìn)行本地備份保存。

上述技術(shù)方案中，所述的集群控制模塊取代異常集群控制模塊對(duì)所屬遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊進(jìn)行接管的方法是：首先調(diào)取被接管集群控制模塊及所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字，然后把被接管的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊加入到本模塊原有的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊序列中進(jìn)行合并管理和統(tǒng)一調(diào)度，從而通過(guò)激活冗余功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障模塊的熱備份切換的作用。

上述技術(shù)方案中，所述的集群控制模塊將管理權(quán)交還給已經(jīng)恢復(fù)故障的集群控制模塊的方法是：負(fù)責(zé)代管故障的集群控制模塊持續(xù)從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中獲取所有其它同類模塊發(fā)出的狀態(tài)信息，并進(jìn)行狀態(tài)判斷；如果檢測(cè)到其它集群控制模塊的功能已經(jīng)恢復(fù)，就將被接管的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字發(fā)送給該模塊，并從本地的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊序列表中刪除這些代管模塊；恢復(fù)故障的集群控制模塊根據(jù)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字進(jìn)行初始化，然后恢復(fù)對(duì)該模塊所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的控制和供電作業(yè)；從而實(shí)現(xiàn)了從熱備激活狀態(tài)恢復(fù)到冗余運(yùn)行的正常狀態(tài)。

本發(fā)明通過(guò)多個(gè)集群控制模塊之間的冗余熱備網(wǎng)絡(luò)連接和控制算法，實(shí)現(xiàn)了集群控制模塊之間的互相備份和熱切換，減少了遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的停機(jī)率，提高了系統(tǒng)可用性，有利于確保光伏電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)發(fā)電。

附圖說(shuō)明：

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的冗余控制方法流程圖。

具體實(shí)施方式：

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，本實(shí)施例的一種光伏跟蹤支架陣列冗余控制裝置，包括：設(shè)置于光伏陣列控制室的若干個(gè)集群控制模塊，設(shè)置于每個(gè)光伏跟蹤支架上的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊；其中若干個(gè)集群控制模塊之間相連接形成互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個(gè)集群控制模塊與所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊相連接形成主從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

所述的集群控制模塊包括：中央控制器，供電電源，上行通信處理機(jī)，下行通信處理機(jī)；所述的中央控制器與供電電源和通信處理機(jī)相連接。

所述的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊包括：本地控制器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，通信處理機(jī)；所述的本地控制器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和通信處理機(jī)相連接。

所述的連接若干集群控制模塊的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體是由以太網(wǎng)組成的星形通信網(wǎng)絡(luò)和由電源總線組成的環(huán)形電源網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)集群控制模塊的電源輸出端均接入環(huán)形電源網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)集群控制模塊的上行通信處理機(jī)的輸出端均接入星形通信網(wǎng)絡(luò)中。

所述的連接一個(gè)集群控制模塊與多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的主從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體是由rs485總線組成的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)和由供電線路組成的電源總線結(jié)構(gòu)，集群控制模塊的下行通信處理機(jī)和所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的通信處理機(jī)接入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，集群控制模塊的供電電源通過(guò)電源總線與所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連接。

如圖2所示，作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種光伏跟蹤支架陣列冗余控制方法，具體包括以下步驟：

(1)集群控制模塊開(kāi)機(jī)自檢，確保本機(jī)控制功能、電源輸入與輸出電壓、通信網(wǎng)絡(luò)正常；

(2)每個(gè)集群控制模塊所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊進(jìn)行自檢，搜集每個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊所在的光伏跟蹤支架的狀態(tài)，檢查電機(jī)驅(qū)動(dòng)器功能和通信功能，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行標(biāo)記；

(3)在同一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的若干集群控制模塊進(jìn)行通信握手，并且在本地對(duì)其余集群控制模塊及其所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的狀態(tài)進(jìn)行備份；

(4)每個(gè)集群控制模塊開(kāi)始協(xié)調(diào)所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊完成光伏支架跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)行動(dòng)作，同時(shí)向其余集群控制模塊通報(bào)運(yùn)行情況；

(5)如果有集群控制模塊檢測(cè)到同網(wǎng)絡(luò)其它集群控制模塊出現(xiàn)異常時(shí)，將按照預(yù)先設(shè)置的接管順序，由工作正常的集群控制模塊來(lái)取代出現(xiàn)故障的集群控制模塊并接管該故障模塊所屬的多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的所有電源供電、邏輯控制和信息交換工作；

(6)待發(fā)生故障的集群控制模塊排除故障后，負(fù)責(zé)代管的集群控制模塊將管理權(quán)交還給已經(jīng)恢復(fù)故障的集群控制模塊。

上述技術(shù)方案中，所述的若干集群控制模塊進(jìn)行通信握手的方法是：每個(gè)集群控制模塊通過(guò)以太網(wǎng)向所有同類設(shè)備發(fā)送自己的專屬代碼，并且從以太網(wǎng)中接收其它設(shè)備發(fā)出的同類代碼，當(dāng)每個(gè)集群控制模塊所收集到的同一網(wǎng)絡(luò)的所有同類設(shè)備的代碼，與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的設(shè)備清單中存儲(chǔ)的設(shè)備數(shù)量和代碼內(nèi)容全部吻合時(shí)，則認(rèn)為握手成功。

上述技術(shù)方案中，所述的集群控制模塊之間互相通報(bào)本模塊所屬多個(gè)遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊工作情況的方法是：每個(gè)集群控制模塊通過(guò)以太網(wǎng)向所有同類設(shè)備發(fā)送本模塊及所屬遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的運(yùn)行狀態(tài)字代碼，并且從以太網(wǎng)中接收其它設(shè)備發(fā)出的同類代碼；集群控制模塊收到其它模塊的運(yùn)行狀態(tài)字代碼后作為系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字進(jìn)行本地備份保存。

上述技術(shù)方案中，所述的集群控制模塊取代異常集群控制模塊對(duì)所屬遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊進(jìn)行接管的方法是：首先調(diào)取被接管集群控制模塊及所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字，然后把被接管的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊加入到本模塊原有的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊序列中進(jìn)行合并管理和統(tǒng)一調(diào)度，從而通過(guò)激活冗余功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障模塊的熱備份切換的作用。

上述技術(shù)方案中，所述的集群控制模塊將管理權(quán)交還給已經(jīng)恢復(fù)故障的集群控制模塊的方法是：負(fù)責(zé)代管故障的集群控制模塊持續(xù)從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中獲取所有其它同類模塊發(fā)出的狀態(tài)信息，并進(jìn)行狀態(tài)判斷；如果檢測(cè)到其它集群控制模塊的功能已經(jīng)恢復(fù)，就將被接管的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字發(fā)送給該模塊，并從本地的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊序列表中刪除這些代管模塊；恢復(fù)故障的集群控制模塊根據(jù)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)字進(jìn)行初始化，然后恢復(fù)對(duì)該模塊所屬的遠(yuǎn)程執(zhí)行模塊的控制和供電作業(yè)；從而實(shí)現(xiàn)了從熱備激活狀態(tài)恢復(fù)到冗余運(yùn)行的正常狀態(tài)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。