[發明專利]一種采用環形光纖通信的多單元故障準確定位方法

有效

• 申請號: 202110695420.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113315235B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 蘇劉軍;張長元;張文勇;裴寶峰;李志剛;田其金
• 申請（專利權）人: 新風光電子科技股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 褚慶森

1.一種采用環形光纖通信的多單元故障準確定位方法，級聯式電力電子設備的主控制器與功率單元之間建立有多條環形光纖通信回路，設每條環形光纖通信回路中共有n個功率單元，分別記為功率單元1、功率單元2、……、功率單元n；功率單元中設置有單元控制板，單元控制板用于實現光纖通信數據的收發、控制功率單元的運行以及檢測功率單元狀態；多單元故障準確定位方法為：功率單元首先將正常通信時自身的通信地址、通信波特率存儲起來，級聯式電力電子設備上電后，如果功率單元與主控制器未建立通信即發生通信故障，則功率單元利用存儲的通信地址、通信波特率將通信故障信息發送至主控制器，如果功率單元與主控制器正常通信過程中發生故障，則功率單元利用當前的通信地址、通信波特率將通信故障信息發送至主控制器，主控制器將上傳故障的功率單元中處于環形光纖回路中最前端的功率單元識別出來，識別出的功率單元即為發生故障的節點；

其特征在于，多單元故障準確定位方法通過以下步驟來實現：

a).環形光纖通信調試，同一環形光纖通信回路中的相鄰功率單元之間、功率單元與級聯式電力電子設備的主控制器建立通信連接后，通過調試建立正常的環形光纖通信；

b).通信信息存儲，正常的環形光纖通信建立后，每個功率單元的單元控制板均將自身的通信地址、通信波特率存儲至Flash存儲器中，以確保掉電后自身的通信地址和正常的通信波特率不丟失；

c).功率單元故障的定位，級聯式電力電子設備中的環形光纖通信回路的通信故障分為上電前已發生通信故障和正常通信過程中發生故障；

上電前已發生通信故障的故障定位通過以下步驟來實現：

c-1-1).通信故障檢測，如果在設備運輸、安裝過程中導致光纖或單元控制板損壞，在首次運行時，均會導致上電前即發生通信故障，由于未建立主控制器與單元控制板之間的通信，同一環形光纖通信回路中的功率單元均未被分配通信地址；設備上電后，由于故障節點后的功率單元均不可接收到來至主控制器的通信信號，則自動識別為當前通信故障；

c-1-2).通信信息獲取和上傳，故障點后的功率單元獲取調試階段其Flash存儲器中存儲的通信地址、通信波特率，按照分時復用的通信方式將通信故障信息上傳至主控制器；

c-1-3).故障點判斷，主控制器從所有發送通信故障的功率單元中，識別出位于環形光纖通信回路中最前端的功率單元，并將該功率單元以通信故障節點的形式顯示出來，提醒維護人員該功率單元的單元控制板的接收端口電路、前一個功率單元的發送接口電路或者該功率單元與前一個功率單元之間的光纖存在損壞故障，以便進行檢修和維護；

正常通信過程中發生故障的故障定位通過以下步驟來實現：

c-2-1).通信故障檢測，如果在主控制器與各個功率單元的單元控制板在正常通信的過程中，出現了通信故障，由于故障節點后的功率單元在設定的時間段內無法接收到來至主控制器的通信信號，故均會識別出當前處于通信故障狀態；

c-2-2).通信信息獲取和上傳，故障節點后的功率單元識別出通信故障后，按照前一時刻通信正常時的通信地址、通信波特率，采用分時復用的通信方式將通信故障信息上傳至主控制器；

c-2-3).故障點判斷，主控制器從所有發送通信故障的功率單元中，識別出位于環形光纖通信回路中最前端的功率單元，并將該功率單元以通信故障節點的形式顯示出來，提醒維護人員該功率單元的單元控制板的接收端口電路、前一個功率單元的發送接口電路或者該功率單元與前一個功率單元之間的光纖存在損壞故障，以便進行檢修和維護；

步驟c-1-2)和步驟c-2-2)中所述的通信信息獲取和上傳采用如下方法：故障節點后的功率單元識別出通信故障后，首先根據獲取的通信地址和通信波特率上主控制器上傳1次故障信息，然后判斷其自身的光纖信號接收和光纖信號發送是否正常，如果光纖信號收發正常，則不再向主控制器發生通信故障信息，如果光纖信號接收不正常，則向主控制器發生通信故障信息；此時，步驟c-1-3)和步驟c-2-3)中主控制器根據連續有2次或2次以上上報通信故障的功率單元識別為通信故障節點即可。

2.根據權利要求1所述的采用環形光纖通信的多單元故障準確定位方法，其特征在于：所述主控制器和功率單元的單元控制板均采用FPGA控制芯片。