[發明專利]一種大容量電力電子裝置交換分布式控制系統

在審

• 申請號: 202111174103.6
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113885453A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 孟慶云;劉蒼;霍冬陽;胡安琪
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本發明提供了一種大容量電力電子裝置交換分布式控制系統，包括若干個能量流裝置、單能量裝置控制系統和核心控制機柜；每個能量流裝置均對應配置有單能量裝置控制系統；所述單能量裝置控制系統與核心控制機柜相互通信；所述單能量裝置控制系統用于接收來自核心控制機柜的指令，并根據接收到的指令執行針對對應的能量流裝置的控制操作并收集對應的能量流裝置的狀態信息；所述單能量裝置控制系統將收集到的能量流裝置的狀態信息反饋至核心控制機柜；核心控制機柜接收來自單能量裝置控制系統的能量流裝置的狀態信息，并根據能量流裝置的狀態信息生成指令下發至單能量裝置控制系統。本發明增強大功率電力電子裝置自動化生產水平和靈活性。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種大容量電力電子裝置交換分布式控制系統。

背景技術

由于集中式計算具有巨大的功耗及成本，分布式計算得到了長足的發展。隨著通信和網絡技術突破性發展，在很多行業都可以看到分布式去中心化的影子，分布式去中心化思想符合當今科技發展的大趨勢。分布式控制在大功率復雜電力電子裝置中也具有應用前景。隨著電力電子裝置不斷地向智能化和數據驅動發展，引入了越來越多的數據接口，集中式控制下的大容量電力電子裝置控制器接口數量和接口類型繁多，增加了高可靠運行和自動化生產的難度與成本。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述背景技術存在的不足，提供一種大容量電力電子裝置交換分布式控制系統，以解決集中式控制存在的問題，減少電力電子裝置線纜量，提高可靠性，增強大功率電力電子裝置自動化生產水平和靈活性。

本發明采用的技術方案是：一種大容量電力電子裝置交換分布式控制系統，包括若干個能量流裝置、單能量裝置控制系統和核心控制機柜；每個能量流裝置均對應配置有單能量裝置控制系統；所述單能量裝置控制系統與核心控制機柜相互通信；所述單能量裝置控制系統用于接收來自核心控制機柜的指令，并根據接收到的指令執行針對對應的能量流裝置的控制操作并收集對應的能量流裝置的狀態信息；所述單能量裝置控制系統將收集到的能量流裝置的狀態信息反饋至核心控制機柜；核心控制機柜接收來自單能量裝置控制系統的能量流裝置的狀態信息，并根據能量流裝置的狀態信息生成指令下發至單能量裝置控制系統。

上述技術方案中，所述核心控制機柜包括基礎層和應用層，所述基礎層接收來自單能量裝置控制系統的能量流裝置的狀態信息并將接收到的能量流裝置的狀態信息進行處理后發送至應用層；所述應用層基于接收到的經過處理的能量流裝置的狀態信息執行電力電子裝置核心控制算法的計算以及與上級系統的數據交互以生成控制指令并發送至基礎層；所述基礎層接收來自應用層的控制指令并進行處理分析從而生成針對指定能量流控制裝置的指令，并將所述指令發送至對應的單能量裝置控制系統。

上述技術方案中，所述核心控制機柜還包括維護層，所述維護層由冗余的控制維護計算機組成，用于接收外部輸入的控制指令并基于控制指令部署應用層的計算任務和計算資源，還用于通過接收來自應用層和基礎層的運行數據對應用層和基礎層進行健康狀態檢測和故障切除。

上述技術方案中，所述單能量裝置控制系統包括若干個核心關鍵從控制器、若干個普通從控制器和SRIO交換機；每個核心關鍵從控制器和普通從控制器分別用于實現對能量流裝置中某個指定的功能模塊的控制和狀態信息收集；所述核心關鍵從控制器根據核心控制機柜下發的指令執行對應的能量流裝置中核心關鍵模塊的控制和狀態信息收集；所述核心關鍵模塊是指實時性要求高，事關裝置安全運行和關鍵參數實現的功能模塊；所述普通從控制器用于根據核心控制機柜下發的指令執行對應的能量流裝置中核心關鍵模塊的控制和狀態信息收集；任意一個核心關鍵從控制器通過SRIO交換機與核心控制機柜以及其所在的單能量裝置控制系統中其他核心關鍵從控制器進行數據交互；任意一個普通從控制器通過CAN總線與其所在的單能量裝置控制系統中其他普通從控制器進行數據交互；所述CAN總線通過網關接入SRIO交換機；任意一個普通從控制器通過CAN總線、網關和SRIO交換機與核心控制機柜進行數據交互。