一种镜场控制系统

文档序号:1796275 发布日期:2021-11-05 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种镜场控制系统 (Mirror field control system ) 是由 孙博烁 牛海明 陶志刚 于 2021-07-02 设计创作,主要内容包括:本申请实施例公开了一种镜场控制系统,应用于槽式太阳能复合能源站集热场中,包括一个中心控制装置和至少两个就地控制装置;其中:每个就地控制装置,与所述槽式太阳能复合能源站集热场中的集热单元相连,设置成获取所述集热单元的运行状态信息,并发送所述集热单元的运行状态信息;所述中心控制装置,与所述至少两个就地控制装置相连,设置成在从所述就地控制装置获取集热单元的运行状态信息后,根据所述集热单元的运行状态信息,生成对所述集热单元的控制命令,并发送所述集热单元的控制命令;其中,所述就地控制装置在接收到所述集热单元的控制命令后,向对应的集热单元发送所述控制命令。(The embodiment of the application discloses a mirror field control system, which is applied to a heat collection field of a groove type solar composite energy station and comprises a central control device and at least two local control devices; wherein: each local control device is connected with a heat collection unit in a heat collection field of the slot type solar composite energy station, is set to acquire the running state information of the heat collection unit and sends the running state information of the heat collection unit; the central control device is connected with the at least two local control devices, and is arranged to generate a control command for the heat collection unit according to the running state information of the heat collection unit after the running state information of the heat collection unit is acquired from the local control devices, and send the control command of the heat collection unit; and after receiving the control command of the heat collection unit, the local control device sends the control command to the corresponding heat collection unit.)

一种镜场控制系统

技术领域

本申请实施例涉及信息处理领域,尤指一种镜场控制系统。

背景技术

太阳能复合能源站是利用太阳能作为辅助能源来补充主要能源,达到减排和节省化石能源的效果。例如,在阴雨多云的天气,主要能源借助辅助能源的弥补实现供热缺口的填补,为用户提供持续稳定的热量产品。主要能源与辅助能源相互补充,节省化石燃料的同时,保证热量产品的稳定输出,为能源的可持续利用打下基础。

镜场集热系统的控制是太阳能复合能源站控制的主要部分,主要控制设备有:槽式镜场集热单元和换热循环泵。

图1为相关技术中太阳能复合能源站的工艺流程图。如图1所示,太阳能复合能源站集热场工质内循环方式,工质经循环泵加压,在通过槽式镜场的集热管道,吸收热量。与锅炉给水在表面式换热器中进行能量交换,提升锅炉给水温度,达到太阳能利用的目的。太阳能复合能源站集热场控制系统,每个集热单元布置一台性能优越的控制器运行追日计算,输出跟踪指令。或者,选用价格低廉控制器不进行追日计算,依靠服务器,通过与控制器进行第三方通讯来获取指令实现对集热场的控制。

在采用上述方式控制集热场时,太阳能复合能源站的集热场控制系统存在着维护成本高、控制方式不安全等问题。

发明内容

为了解决上述任一技术问题,本申请实施例提供了一种镜场控制系统。

为了达到本申请实施例目的,本申请实施例提供了一种镜场控制系统,应用于槽式太阳能复合能源站集热场中,包括一个中心控制装置和至少两个就地控制装置;其中:

每个就地控制装置,与所述槽式太阳能复合能源站集热场中的集热单元相连,设置成获取所述集热单元的运行状态信息,并发送所述集热单元的运行状态信息;

所述中心控制装置,与所述至少两个就地控制装置相连,设置成在从所述就地控制装置获取集热单元的运行状态信息后,根据所述集热单元的运行状态信息,生成对所述集热单元的控制命令,并发送所述集热单元的控制命令;

其中,所述就地控制装置在接收到所述集热单元的控制命令后,向对应的集热单元发送所述控制命令。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:

利用就地控制装置对集热单元的运行状态进行采集,利用中心控制装置根据得到运行状态直接生成控制命令,无需与第三方平台进行交互,从而提高控制命令的生成速度,减少数据传输的耗时。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案,并不构成对本申请实施例技术方案的限制。

图1为相关技术中太阳能复合能源站的工艺流程图;

图2为本申请实施例提供的镜场控制系统的示意图;

图3为本申请实施例提供的镜场控制系统的另一示意图

图4为本申请实施例提供的镜场控制系统中数据流向的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本申请实施例的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在实现本申请过程中,对相关技术进行了技术分析,发现相关技术至少存在如下问题,包括:

①每个集热单元采用大量性能优越控制器和IO卡件,机柜空间占用大,投资及维护成本过高。

②采用服务器与控制器进行第三方通讯下发指令的方式,响应时间长,容易被干扰,同样也存在就地机柜空间占用大的问题。网络中断后,无法保证集热器不超温。

③两种方式只考虑了镜场的追日控制,均未考虑整体集热场的协调控制及保护。

由于太阳能复合能源站集热场控制系统存在上述问题,因此本申请实施例提供一种镜场控制系统。

图2为本申请实施例提供的镜场控制系统的示意图。如图2所示,所述系统应用于槽式太阳能复合能源站集热场中,包括一个中心控制装置和至少两个就地控制装置;其中:

每个就地控制装置,与所述槽式太阳能复合能源站集热场中的集热单元相连,设置成获取所述集热单元的运行状态信息,并发送所述集热单元的运行状态信息;

所述中心控制装置,与所述至少两个就地控制装置相连,设置成在从所述就地控制装置获取集热单元的运行状态信息后,根据所述集热单元的运行状态信息,生成对所述集热单元的控制命令,并发送所述集热单元的控制命令;

其中,所述就地控制装置在接收到所述集热单元的控制命令后,向对应的集热单元发送所述控制命令。

在上述系统中,就地控制装置负责对集热单元的运行状态进行采集,并上报给中心控制装置,由中心控制装置根据得到运行状态直接生成控制命令,无需与第三方平台进行交互,从而提高控制命令的生成速度,减少数据传输的耗时;另外,中心控制装置和就地控制装置采用星型网络进行通信,使命令更快的输送到就地设备,同时避免网络风暴的产生。

在上述系统中,就地控制装置的作用是转发集热单元的运行状态和控制命令,与相关技术中就地控制装置直接生成控制命令相比,明显降低了就地控制装置的处理压力和硬件成本。

本申请实施例提供的系统,利用就地控制装置对集热单元的运行状态进行采集,利用中心控制装置根据得到运行状态直接生成控制命令,无需与第三方平台进行交互,从而提高控制命令的生成速度,减少数据传输的耗时。

下面对本申请实施例提供的系统进行说明:

在一个示例性实施例中,所述中心控制装置和所述就地控制装置中的至少一个部署在机柜中。

利用机柜部署所述中心控制装置和所述就地控制装置中的至少一个,可以方便后续对上述任一装置的维护和扩展。

在一个示例性实施例中,每个所述就地控制装置所在的机柜为所述中心控制装置所在的机柜上的机柜的扩展机柜。

相比相关技术中集热系统分块控制和modbus通讯的交互方式,本申请实施例提供的系统中就地控制装置属于中心控制器扩展机架,实现集热系统一体化控制,实现响应更快速,系统更稳定的目的。

在一个示例性实施例中,所述中心控制装置通过光纤网络与所述就地控制装置相连,所述就地控制装置通过信号线与所述集热单元相连。

利用上述方式实现设备间的通信,在兼顾硬件成本的前提下,保证数据传输的及时性。

在一个示例性实施例中,所述中心控制装置中设置有互为主备的控制器,其中作为主用的控制器根据所述集热单元的运行状态信息生成所述集热单元的控制命令。

通过在中心控制装置内柜的控制器设置为主备冗余的机制,可以保证中心控制装置运行的可靠性。

在一个示例性实施例中,每个所述控制器预先存储有不同控制模式的管理策略;在接收到所述集热单元的运行状态信息后,根据预先设置的控制模式,为所述集热单元生成对应的控制命令。

不同控制模式可以为追日控制、超温保护、大风保护、循环泵自启动等高级算法,通过将高级算法直接运行于中心机柜的控制器当中,实现集热场对设备侧的稳定快速安全控制。

在一个示例性实施例中,所述就地控制装置与至少两个集热单元相连,其中所述就地控制装置的部署位置为相连的集热单元的中央位置。

在部署就地控制装置时,可以设置一个就地控制装置控制多个集热单元可以将就地控制装置所在的机柜部署多个集热单元的中央区域,减少机柜布置,节省运营维护成本。

在一个示例性实施例中,每个就地控制装置,还设置成检测与所述中心控制装置的网络通信是否正常,在检测到与所述中心控制装置的网络通信不正常时,控制相连的集热单元停止工作。

在一个示例性实施例中,每个中心控制装置,还设置成检测与所述就地控制装置的网络通信是否正常,在检测到与所述就地控制装置的网络通信不正常时,触发所述槽式太阳能复合能源站集热场中的集热单元停止工作。

相关技术中将追日算法分布于PLC控制器,在遇到通讯中断时,容易出现超温等镜场失控等情况。与此不同的是,本申请实施例提供的方案在控制系统增加中心控制器与就地IO断网保护功能,断网后自动执行镜场复位命令,避免集热器超温造成爆管事故。

图3为本申请实施例提供的镜场控制系统的另一示意图。如图3所示,图3所示系统是一种安全稳定高效经济的太阳能复合能源站集热场控制系统。其中“安全”和“稳定”主要体现在控制系统中加入了超温保护功能,断网保护功能,避免镜场持续追日造成集热管道超温,引发爆管事故。“高效”主要体现在控制器利用光纤扩展机架的方式连接各个IO卡件,1个控制器可带多个就地IO,可控制多个集热单元,不涉及第三方通讯,响应速度快。“经济”要体现在控制器和IO卡件使用数量大量降低,节省的控制柜的空间和设备成本。本控制系统采用了EDPF-CP(P2)控制器,主体网络采用星型网络结构,应用于槽式太阳能复合能源站集热场中。该系统主要由1个中心机柜和若干个扩展机柜组成,其中中心机柜包括2个互为冗余的高性能控制器,集控IO单元,机架扩展单元,每个扩展机柜包括就地IO单元和机架扩展单元。

如图3所示,中心机柜可以与多个扩展机柜通过机架扩展单元的光纤转换器(Bidirectional Fiber Converter,BFC)的光纤直接相连,集控IO单元与整场控制设备通过信号相连,就地IO单元与集热组件通过信号线相连。就地IO单元可以分布在多个集热组件的中央位置,可同时连接多个集热组件,可控制多个集热回路。集控IO和就地IO单元配备卡件。其中开关量输出DO卡件每300ms检测一次网络通断,连续10次均断开则视为网络故障,则自动发出指令使镜场复归,避免因断网引起的超温事故。

图4为本申请实施例提供的镜场控制系统中数据流向的示意图。如图4所示,以1个就地IO单元为例进行说明,就地IO单元通过信号线对槽式集热单元的温度、角度等信号进行采集,通过扩展机架上传至中心机柜的控制器。中心机柜的集控IO单元采集风速、给水温度、集热管道出口温度等信号。控制器将采集数据输入到控制器中,通过内置算法进行计算后,通过扩展机架下发至就地IO单元和集控IO单元,IO单元再将命令下发至就地设备,设备做相应动作。

本申请实施例提供的系统,具有如下优势,包括:

1、减少就地控制器的使用节约成本和背板空间。

2、相关技术中将追日算法分布于PLC控制器内,如遇到通讯中断,则容易出现超温等镜场失控等情况,此控制系统增加中心控制器与就地IO断网保护功能,断网后自动执行镜场复位命令,避免集热器超温造成爆管事故。

3、集热系统一体化控制,就地IO单元属于中心控制器扩展机架,相比相关技术中集热系统分块控制和modbus通讯的交互方式响应更快速,系统更稳定。

4、一个扩展机柜可以与多个集热单元相连,减少机柜布置,节省运营维护成本。

5、中心机柜的控制器采用主备冗余的方式,运行可靠性高。

6、通过将追日控制、超温保护、大风保护、循环泵自启动等高级算法直接运行于中心机柜的控制器当中,实现集热场对设备侧的稳定快速安全控制。

7、采用星型网络,使命令更快的输送到就地设备,同时避免网络风暴的产生。

8、采用机架扩展单元可以节省交换机的投入量,精简机柜布置。

本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器,如数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。

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