自动切换通讯线路的方法和装置及风力发电机组与流程

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及自动切换通讯线路的方法和装置以及风力发电机组。

背景技术：

随着能源危机和环境危机的日益加剧，风力发电技术作为一项清洁能源技术，得到了快速的发展。其中，风力发电机组作为实现风力发电机的主要执行设备，主要由塔基控制器、机舱控制器、变流器和变桨系统四大系统构成，风力发电机组的主控制器通常通过profibus通讯协议或者can总线协议，与风力发电机组的四大系统进行通讯连接。

主控制器与四大系统的通讯过程中，若通讯线路受到强烈干扰或发生中断，机组将停机，来保证机组的安全性。由于通讯故障排查及线路恢复耗时较长，通常会在风力发电机组中的通讯系统中安装从通讯线路，用于维护及替代原有线路。但是现有技术中，风力发电机组的通讯系统的从通讯线路未实现与主通讯线路同时接入通讯系统，进而并为解决风力发电机组的通讯系统中主通讯线路和从通讯线路自动切换使用的问题。

技术实现要素：

针对于上述问题，本发明提供一种自动切换通讯线路的方法和装置及风力发电机组，用以解决风力发电机组的通讯系统中主从通讯线路的自动切换使用的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种自动切换通讯线路的方法，适用于风力发电机组的第一装置，当所述第一装置为主控制器时，所述风力发电机组的第二装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个，当所述第一装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个时，所述第二装置为主控制器；所述第一装置和所述第二装置之间并行安装主通讯线路和从通讯线路，所述自动切换通讯线路的方法包括：

所述第一装置通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时向所述第二装置发送第一状态字；

所述第一装置接收所述第二装置通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时返回的第二状态字；

所述第一装置判断通过所述主通讯线路传输的的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致；

若一致，则所述第一装置采用所述主通讯线路的通讯信息；

若不一致，则当所述第一装置判断通过所述从通讯线路传输的所述第一状态字与所述第二状态字一致时，则所述第一装置自动切换至所述从通讯线路，采用所述从通讯线路的通讯信息。

优选的，还包括：

当所述第一装置判断通过所述从通讯线路传输的所述第一状态字与所述第二状态字不一致时，所述第一装置确认通讯失效，并统计通讯失效的时间或次数。

优选的，在所述第一装置统计通讯失效的时间或次数之后，还包括：

所述第一装置判断所述通讯失效的时间或次数是否大于相应的预定值；如果是，则所述第一装置和所述第二装置的通讯均失效，所述第一装置和所述第二装置通讯丢失，所述风力发电机组停机。

优选的，所述通讯失效的时间预定值为200毫秒。

优选的，所述通讯失效的次数预定值为10次。

根据本发明的第二个方面，提供了一种自动切换通讯线路的装置，适用于风力发电机组的第一装置，当所述第一装置为主控制器时，所述风力发电机组的第二装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个，当所述第一装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个时，所述第二装置为主控制器；所述第一装置和所述第二装置之间并行安装主通讯线路和从通讯线路，所述自动切换通讯线路的装置包括：

发送单元，用于通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时向所述第二装置发送第一状态字；

接收单元，用于接收所述第二装置通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时返回的第二状态字；

第一判断单元，用于判断通过所述主通讯线路传输的的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致；

第一执行单元，用于当所述第一判断单元的判断结果为一致时，使所述第一装置采用所述主通讯线路的通讯信息；

第二判断单元，用于当所述第一判断单元的判断结果为不一致时，判断通过所述从通讯线路传输的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致；

第二执行单元，用于当所述第二判断单元的判断结果为一致时，使所述第一装置自动切换至所述从通讯线路，采用所述从通讯线路的通讯信息。

优选的，还包括：

统计单元，用于当所述第二判断单元的判断结果为不一致时，所述第一装置确认通讯失效，并统计通讯失效的时间或次数。

优选的，还包括：

比较单元，用于判断所述通讯失效的时间或次数是否大于相应的预定值；

第三执行单元，用于当所述比较单元的判断结果为大于时，所述第一装置和所述第二装置通讯丢失，执行所述风力发电机组停机。

根据本发明的第三个方面，提供了一种风力发电机组，包括：主控制器、塔基控制器、机舱控制器、变流器和变桨系统，其中所述主控制器、塔基控制器、机舱控制器、变流器和变桨系统均设置有具有根据前述第二方面中任一项所述的自动切换通讯线路的装置。

相较于现有技术，本发明在风力发电机组中相互通讯的第一装置和第二装置之间同时并行安装两条通讯线路，通过加入状态字，风力发电机组中的进行通讯的装置可以自动判断通讯内容是否有效，进而在同时使用主从通讯线路时，可以实现通讯线路的自动切换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的自动切换通讯线路的方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的自动切换通讯线路的装置结构示意图；

图3为本发明实施例中第一装置与第二装置的连接结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种风力发电机组；

图5为本发明实施例三提供的自动切换通讯线路的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，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、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

实施例一

参见图1为本发明实施例一提供的自动切换通讯线路的方法流程示意图，该方法适用于风力发电机组的第一装置，当所述第一装置为主控制器时，所述风力发电机组的第二装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个，当所述第一装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个时，所述第二装置为主控制器；所述第一装置和所述第二装置之间并行安装主通讯线路和从通讯线路，具体连接方式请参见图3，第一装置301与第二装置302之间并行安装两条通讯线路，即主通讯线路303和从通讯线路304，所述第一装置301和所述第二装置302通过所述主通讯线路303或所述从通讯线路304进行通讯，自动切换通讯线路的方法具体包括以下步骤：

步骤101：所述第一装置通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时向所述第二装置发送第一状态字后，进入步骤102；

在执行步骤101中，所述状态字为在相互通讯的各个装置的通讯协议中加入的状态标记字，状态标记字可以类似于心跳信号或其他可用于判断通讯线路状态的累加数信号。

步骤102：所述第一装置接收所述第二装置通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时返回的第二状态字后，进入步骤103；

其中，所述第二装置先接收所述第一装置发送来的带有第一状态字的信息，并将此状态字放入反馈信息中，通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时传输至第一装置，然后，所述第一装置接收所述第二装置通过所述两条通讯线路返回的带有第二状态字的反馈信息。

步骤103：所述第一装置判断通过所述主通讯线路传输的的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致，若一致进入步骤104，若不一致进入步骤105；

步骤104：所述第一装置采用所述主通讯线路的通讯信息；

步骤105：所述第一装置判断通过从通讯线路传输的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致，若一致进入步骤106；

步骤106：所述第一装置自动切换至从通讯线路，采用所述从通讯线路的通讯信息。

本发明实施例一所提供的自动切换通讯线路的方法，是以风力发电机组的第一装置为例进行说明的，同样风力发电机组的第二装置也可以采用该方法在与第一装置进行通讯时，自动切换通讯线路。

本发明实施例一所提供的自动切换通讯线路的方法，第一装置通过在与第二装置进行通讯的通讯信息中加入状态字，进而判断所发送的状态字与所接收的状态字是否一致，可以判断出通讯线路所传输的通讯信息的可信程度，所以第一装置在同时使用主从通讯线路时，可以实现通讯线路的自动切换。

进一步，在步骤106之后，还包括：

步骤107：当所述第一装置判断通过所述从通讯线路传输的所述第一状态字与所述第二状态字不一致时，所述第一装置确认通讯失效，并统计通讯失效的时间或次数；

其中，所述第一装置统计通讯失效的时间或次数，是在所述第一装置与所述第二装置之间通过所述的两条通讯线路进行通讯均失败后进行的，所述通讯失效的时间或次数可以同时进行统计，即第一装置统计通讯失效的时间和第一装置统计通讯失效的次数；也可以单独对通讯失效的时间或次数进行统计，即第一装置统计通讯失效的时间，或者第一装置统计通讯失效的次数，本发明的实施例中对第一装置统计通讯失效的具体内容不做限定。

进一步，在步骤107之后，还包括：

步骤108：所述第一装置判断所述通讯失效的时间或次数是否大于相应的预定值；如果是，进入步骤109；

其中，在本发明的技术方案中优选所述通讯失效的时间预定值为200毫秒；所述通讯失效的次数预定值为10次。但是，所述预定值可以为确切的数值，也可以为数值范围，主要是根据风力发电机组中具体的通讯装置进行预先设定的值，该预定值的具体数值或数值范围根据实际情况的不同为进行设置，在本发明的实施例中对所述预定值不做明确的限定。

步骤109：所述第一装置和所述第二装置的通讯均失效，所述第一装置和所述第二装置通讯丢失，所述风力发电机组停机。

实施例二

参见图2为本发明实施例二提供的自动切换通讯线路的装置结构示意图，该装置适用于风力发电机组的第一装置，当所述第一装置为主控制器时，所述风力发电机组的第二装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个，当所述第一装置为塔基控制器、机舱控制器、变流器或变桨系统中的任何一个时，所述第二装置为主控制器；所述第一装置和所述第二装置之间并行安装主通讯线路和从通讯线路，所述第一装置与所述第二装置的具体连接关系请参见图3和本发明实施例一中的解释说明，此处不再赘述。该自动切换通讯线路的装置具体包括：

接收单元201，用于接收所述第二装置通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时返回的第二状态字；

第一判断单元202，用于判断通过所述主通讯线路传输的的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致；

第一执行单元203，用于当所述第一判断单元202的判断结果为一致时，使所述第一装置采用所述主通讯线路的通讯信息；

第二判断单元204，用于当所述第一判断单元202的判断结果为不一致时，判断通过所述从通讯线路传输的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致；

第二执行单元205，用于当所述第二判断单元204的判断结果为一致时，使所述第一装置自动切换至所述从通讯线路，采用所述从通讯线路的通讯信息。

本发明实施例二所提供的自动切换通讯线路的装置，主要通过第一判断单元对所述第一装置通过所述主通讯线路发送给所述第二装置的第一状态字，与接收的所述第二装置返回的第二状态字是否一致，来判断所述主通讯线路的通讯信息是否可信，当主通讯线路的通讯信息不可信时，所述第二判断单元采用同样的判断方式，来判断所述从通讯线路的通讯信息是否可信，若可信自动切换至所述从通讯线路，进而实现了通讯线路的自动切换。

进一步，在本发明的一些实施例中，自动切换通讯线路的装置，还可以包括：

统计单元206，用于当所述第二判断单元的判断结果为不一致时，所述第一装置确认通讯失效，并统计通讯失效的时间或次数。

需要说明的是，所述统计单元206统计通讯失效的时间或次数，是在所述第一装置与所述第二装置之间通过所述的两条通讯线路进行通讯均失败后进行的，所述通讯失效的时间或次数可以同时进行统计，即统计单元206统计通讯失效的时间和统计通讯失效的次数；也可以单独对通讯失效的时间或次数进行统计，即统计通讯失效的时间，或者统计通讯失效的次数，本发明的实施例中对统计单元206统计通讯失效的具体内容不做限定。

进一步，该装置还包括：

比较单元207，用于判断所述通讯失效的时间或次数是否大于相应的预定值；

需要说明的是，所述比较单元207中设定的预定值，可以为确切的数值，也可以为数值范围，主要是根据风力发电机组中具体的通讯装置进行预先设定的值，该预定值的具体数值或数值范围根据实际情况的不同为进行设置，在本发明的实施例中对所述预定值不做明确的限定。

第三执行单元208，用于当所述比较单元的判断结果为大于时，所述第一装置和所述第二装置通讯丢失，执行所述风力发电机组停机。

参见图4，本发明实施例还提供了一种风力发电机组，包括：主控制器401、塔基控制器402、机舱控制器403、变流器404、变桨系统405，其中所述主控制器401、塔基控制器402、机舱控制器403、变流器404、变桨系统405均设置具有根据本发明实施例二中描述的自动切换通讯线路的装置，具体请参见本发明实施例二，此处不再赘述。

实施例三

在该实施例三中，主要是以风力发电机的主控制器与机舱控制器之间的通讯过程为例，所述主控制器和所述机舱控制器之间并行安装有主、从两条通讯线路，具体请参见图5为本发明实施例三提供的自动切换通讯线路的方法流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤501：所述主控制器通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时向所述机舱控制器发送第一状态字后，进入步骤502；

步骤502：所述主控制器接收所述机舱控制器通过所述主通讯线路和所述从通讯线路同时返回的第二状态字后，进入步骤503；

步骤503：所述主控制器判断通过所述主通讯线路传输的的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致，若一致进入步骤504，若不一致进入步骤505；

步骤504：所述主控制器采用所述主通讯线路的通讯信息；

步骤505：所述主控制器判断通过从通讯线路传输的所述第一状态字与所述第二状态字是否一致，若一致进入步骤506；

步骤506：所述主控制器自动切换至从通讯线路，采用所述从通讯线路的通讯信息。

本发明实施例三所提供的风力发电机的主控制器与机舱控制器之间的自动切换通讯线路的方法，其中，主控制器通过在与机舱控制器进行通讯的通讯信息中加入状态字，进而判断所发送的状态字与所接收的状态字是否一致，可以判断出通讯线路所传输的通讯信息的可信程度，所以主控制器在同时使用主从通讯线路时，可以实现通讯线路的自动切换。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。