CN102576218A - 具有包括中央控制单元的变流器部分的电路组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电路组件(1、1a)、特别是逆变器(1)或不间断供电单元(1a)，该电路组件具有变流器部分(2)以及至少一个线路部分(3、4)，该变流器部分包括变流器单元(20)、中央控制单元(21)和用于待变流的电流的输入端以及用于已变流的电流的输出端，该至少一个线路部分连接于变流器部分的输入端之前或者变流器部分的输出端之后，至少一个外部控制单元(12)能连接到该电路组件，且该中央控制单元(21)适于并被设置用于接收外部控制单元(12)的控制指令。因此，必须确保电路组件即便在仅部分失效的情况下也可以快速地并尽可能对供电网没有反作用地与其分离。此问题如此来解决：每个线路部分(3、4)包括至少一个非中央控制单元(31、41)，该非中央控制单元经由通信总线(13)连接到中央控制单元(21)，并且适于并设置用于接收来自中央控制单元(21)的控制指令，并且外部控制单元(12)能连接到通信总线(13)且非中央控制单元(31、41)适于并设置用于接收外部控制单元(12)的控制指令。

Description

具有包括中央控制单元的变流器部分的电路组件
技术领域
本发明涉及一种具有变流器部分和至少一个线路部分的电路组件、特别是逆变器或不间断供电单元，该变流器部分包括变流器单元、中央控制单元和用于待变流电流的输入端以及用于已变流电流的输出端，而至少一个线路部分连接于变流器部分的输入端之前或者变流器部分的输出端之后，至少一个外部控制单元可连接到电路组件，且中央控制单元适于并被设置用于接收外部控制单元的控制指令。
背景技术
从公开号为DE 600 36 150T2的欧洲专利文献的译文中已知一种太阳能逆变器的网络，这些太阳能逆变器具有包括逆变器单元的逆变器部分和作为中央控制单元的微计算机。该网络具有与微计算机连接的遥控装置作为外部控制单元，利用该遥控装置可以控制微计算机。此外，遥控装置可针对性地操作太阳能逆变器的输入侧线路部分中的开关。
公开号为DE 600 36 150T2的欧洲专利文献的译文描述了怎样可以运行与供电网并联的太阳能逆变器。
在其供电网中馈送电能的传输网络驱动器或分布式网络驱动器做出详细的规定，为了馈送来自光电设备的电能必须如何进行网络连接。特别是对于功率大于30千瓦的光电设备，例如鉴于安全做出了特别的规定。因此，必须确保光电设备即便在例如太阳能逆变器仅部分失效的情况下也可以快速地并尽可能对供电网没有反作用地与其分离。在不间断供电单元中可能产生类似的问题。
发明内容
根据本发明，此问题如此来解决：每个线路部分包括至少一个非中央控制单元，该非中央控制单元经由通信总线连接到中央控制单元并且适于并设置用于接收来自中央控制单元的控制指令，外部控制单元能连接到通信总线且非中央控制单元适于并设置用于接收来自外部控制单元的控制指令。
与如由文献DE 600 36 150T2已知的电路组件不同，借助于根据本发明的电路组件，外部控制单元可以直接经由通信总线作用于线路部分内的非中央控制单元，以例如在输入侧和输出侧建立电路组件的完全分开。由此，外部控制单元即便在逆变器部分内的中央控制单元失效时也可进行干预。通过利用通信总线来进行信息交换，可以用简单的手段来为电路组件扩展其它的变流器部分、线路部分和/或线路部分中的其它非中央控制单元。由此，电路组件的规模可良好地缩放。
通过应用非中央控制单元，中央控制单元可摆脱下级的控制任务，这些任务由非中央控制单元来承担。
根据本发明的电路组件可具有通信单元。此通信单元可设置在通信总线与电路组件的用于外部控制单元的端口之间。电路组件的用于外部控制单元的端口可包括用于开放式通信网络的接口。外部控制单元还可经由开放式通信网对电路组件给出控制指令。通信单元可包括用于通信总线的接口和用于该接口的驱动电路。
根据本发明的电路组件的线路部分可具有熔断器(Sicherung)、开关、特别是可控式开关，诸如接触器(Schütz)、测量值接收器、绝缘监控器等等。借助于测量值接收器，测量值可经由非中央控制单元供到中央控制单元和/或外部控制单元内。然后，中央控制单元和/或外部控制单元能响应于获取的测量值对中央控制单元或非中央控制单元产生控制指令。可优选在通信总线中经由非中央控制单元提供在线路部分中获得的测量信息。
根据本发明的电路组件可具有多个开关柜(Schaltschrank)。变流器部分可设置在一个开关柜内。线路部分同样可设置在独自的开关柜内。有利的是，为变流器部分和每个线路部分分配独自的开关柜。然后，每个开关柜具有通信总线的一段。通信总线的各段可经由接口彼此连接。此外，每个有利的开关柜具有用于中央控制单元和/或非中央控制单元的辅助供电或供电的网络接头。
中央控制单元和非中央控制单元优选分别具有独立的电能供应。由此，控制单元可被彼此独立地供应电能。除了非中央控制单元的能源供应之外可经由中央控制单元来分开地进行能源供应。
电路组件可以是逆变器、特别是太阳能逆变器。这种逆变器具有输入侧线路部分和输出侧线路部分。然后，输入侧线路部分在逆变器运行时与诸如太阳能发电机的发电机连接，而输出侧线路部分与传输网络或配电系统连接，它们也被称为供电网。
电路组件还可以是不间断供电单元。它具有输出侧线路部分，其中变流器部分与发电机、用于电能的存储器或提供能量的供电网连接。输出侧线路部分可与例如家用设备的待供电网相连接。
这种不间断供电单元可具有包括控制单元的变流装置或包括控制单元的静态转换开关(Transferschalter)。这些控制单元可构成可与不间断供电单元连接的外部控制单元。
由一个或多个根据本发明的电路组件和外部控制单元可以构成网络，其中外部控制单元适于并且设置用于并行控制中央和/或非中央控制单元。外部控制单元可以是网络的主导计算机。
这种根据本发明的网络的优点在于，它可以如此运行，使得外部控制单元在电路组件中的一个电路组件的中央控制单元失效时控制并特别是切断这个电路组件的非中央控制单元。
附图说明
参照附图根据优选实施例的下述说明，本发明的其它特征及优点变得清楚。其中，以示意图示出：
图1是与多个外部控制单元连接的根据本发明的太阳能逆变器所构成的网络，
图2是由多个根据本发明的太阳能逆变器和多个外部控制单元构成的网络以及
图3是由根据本发明的不间断供电单元和多个外部控制单元构成的网络。
具体实施方式
图1中所示的根据本发明的太阳能逆变器1具有变流器部分2、输入侧电路部分3和输出侧电路部分4。输入侧电路部分3与太阳能发电机5相连接。在太阳能发电机5内，太阳的辐射能量转化成电能。太阳能发电机5提供直流电，该直流电在太阳能逆变器1内转化成交流电。在变流器部分2内直流电变流成交流电。然后，交流电经由输出侧线路部分4馈送到供电网6中。可以进行三相馈送。
在输入侧线路部分内，可以设有各种部件30。部件例如可以是熔断器301、开关302、接触器303、测量值接收器、绝缘监控器304等等。可用这些部件来例如中断电流或从测量技术上采集电流。此外，太阳能逆变器1可通过熔断器301来保护。
在变流器部分2内设有变流器单元20，由太阳能发电机5经由输入侧线路部分3馈送到太阳能逆变器1内的直流电在该变流器单元中变流成交流电。
然后，交流电经由输出侧线路部分4馈送到供电网6。各种部件40设置在输出侧线路部分4内。借助于这些部件40可例如接通电流、从测量技术上采集或监测电流。此外，太阳能逆变器1可以保护免受来自供电网6的反作用。部件40可以是熔断器401、开关402、接触器403、绝缘监控器和测量值接收器404等等。
太阳能逆变器1中的过程通常由中央控制单元21来控制、监测和/或调节。在变流器部分2内设有中央控制单元21。除了中央控制单元21外，在输入侧电路部分3和输出侧电路部分4内设有非中央控制单元31、41。这些非中央控制单元31、41与输入侧线路部分3或输出侧线路部分4内的部件30、40相连接，以控制、调节这些部件和/或分析由部件提供的测量值和/或传送到中央控制单元21。
经由通信总线13建立中央控制单元21与非中央控制单元31、41之间的连接。经由通信总线交换如测量值或控制指令之类的所有信息。中央控制单元21在此是上一级的主管单元，非中央控制单元31、41是其下一级的。
此外，太阳能逆变器1具有总线接口7，该总线接口通常连接到通信总线13。总线接口7与通信单元8相连接，该通信单元8在其侧具有至外部网络9的接口。
各种外部控制单元12与外部网络9连接。该连接直接经由外部控制单元12至网络的相应接口或者通过WLAN网络11或者开放的电信网经由DSL调制解调器16的中间连接进行。
经由外部控制单元11可以访问中央控制单元21或还可以访问非中央控制单元31、41。因此，可以通过外部控制单元12控制、调节或监测或测量输入侧线路部分3、变流器部分2和输出侧线路部分4中的直接过程。这样的优点是即便当太阳能逆变器1内的控制单元中的一个失效时，其余的控制单元也起作用，以使太阳能逆变器1停止运行。
这种太阳能逆变器1可与另一太阳能逆变器1耦接成一对。这样，两个彼此耦接的太阳能逆变器1(参见图2)经由总线接口或直接经由通信总线13彼此连接。
单个太阳能逆变器1以及成对的太阳能逆变器1也可经由通信单元与网络9相连接、与另一太阳能逆变器1或成对的太阳能逆变器1连接。太阳能逆变器1可经由同样与网络9连接的外部控制单元12控制、调节、测量或监测。在此，可由外部控制单元12同时对所有太阳能逆变器1进行控制干预。当然，也可以控制、调节、监测等与网络9相连接的单个的太阳能逆变器1或太阳能逆变器1组。
图3中所示的不间断供电单元1a可以与所述太阳能逆变器1相同的方式由外部控制单元12控制或调节或可由其监测。不间断供电单元1a同样具有变流器部分2和输出侧电路部分4。变流器部分2直接由供电网6、电池14或发电机15供给电能。电能在变流器部分内同样如此变流，使得电能可经由输出侧线路部分4馈送到待供电的网6a中。
变流器部分2同样具有变流器单元20，该变流器单元由中央控制单元21监测、调节和/或控制。此外，中央控制单元21监测、调节和/或控制输出侧线路部分4的非中央控制单元41。非中央控制单元41在其侧监测、控制和/或调节输出侧电路部分4内的部件40。中央控制单元21也通过非中央控制单元41的中间连接访问部件40。
部件40可以是熔断器401、开关402、接触器403、测量值接收器404等等，利用其可控制、调节和/或监测电流和/或电压。
中央控制单元21经由通信总线13与非中央控制单元41相连接。通信单元8经由总线接口7与通信总线13连接。此外，通信单元8与外部网络9连接，经由该外部网络9可建立与外部控制单元12中的一个外部控制单元的连接。当外部控制单元12直接与网络9连接时，与外部控制单元的连接可直接经由网络9进行。但还可以例如中间连接WLAN网络11或开放的电信网。在此情况下连接有DSL调制解调器16。
外部控制单元12可以直接访问非中央控制单元41还能访问中央控制单元21并控制、调节和/或监测与这些控制单元21、41相连的部件40或变流器单元20。

Claims (15)

1.一种电路组件(1、1a)、特别是逆变器(1)或不间断供电单元(1a)，所述电路组件具有变流器部分(2)，所述变流器部分包括变流器单元(20)、中央控制单元(21)和用于待变流的电流的输入端以及用于已变流的电流的输出端，以及至少一个线路部分(3、4)，所述至少一个线路部分连接于所述变流器部分的所述输入端之前或者所述变流器部分的所述输出端之后，至少一个外部控制单元(12)能连接到所述电路组件，且所述中央控制单元(21)适于并被设置用于接收外部控制单元(12)的控制指令，
其特征在于，
每个线路部分(3、4)包括至少一个非中央控制单元(31、41)，所述非中央控制单元经由通信总线(13)连接到所述中央控制单元(21)，并且适于并设置用于接收来自所述中央控制单元(21)的控制指令，
所述外部控制单元(12)能连接到所述通信总线(13)且所述非中央控制单元(31、41)适于并设置用于接收所述外部控制单元(12)的控制指令。
2.如权利要求1所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述电路组件(1、1a)、特别是变流器部分(2)具有通信单元(7、8)，所述通信单元设置在所述通信总线(13)与所述电路组件的用于所述外部控制单元(12)的端口之间。
3.如权利要求2所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述电路组件(1、1a)的用于所述外部控制单元(12)的端口包括用于开放的通信网或局域网(9)的接口。
4.如权利要求2或3所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述通信单元(7、8)包括用于所述通信总线(13)的接口和用于该接口的驱动电路(7)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述线路部分(3、4)具有熔断器(301、401)、开关(302、402)、特别是可控式开关，例如接触器(303、403)、测量值接收器(304、404)、绝缘监控器等等。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述非中央控制单元(31、41)适于并设置用于在所述通信总线(9)上提供在所述线路部分(3、4)中获得的测量信息。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述电路组件(1、1a)具有多个开关柜，且所述变流器部分(2)设置在一个开关柜内，且所述线路部分(3、4)设置在各自独自的开关柜内。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述中央控制单元(21)和所述非中央控制单元(31、41)分别具有独自的电能供应。
9.如权利要求8所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述非中央控制单元(31、41)能附加地经由所述中央控制单元(21)的能源供应而供有电能。
10.如权利要求1至9中任一项所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述电路组件(1、1a)是逆变器(1)并具有输入侧线路部分(3)和输出侧线路部分(4)，其中所述输入侧电路部分(3)能与发电机、例如太阳能发电机(5)连接，而所述输出侧线路部分能与供电网(6)连接。
11.如权利要求1至9中任一项所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述电路组件(1、1a)是不间断供电单元(1)并具有输出侧线路部分(4)，其中所述变流器部分(2)能与发电机(15)、用于电能的存储器(14)或者提供能量的供电网(6)连接，并且所述输出侧线路部分能与待供电网(6a)连接。
12.如权利要求11所述的电路组件(1、1a)，其特征在于，所述电路组件(1、1a)具有包括控制单元的中央电子变流装置或者包括控制单元的静态转换开关并且该控制单元构成所述外部控制单元(12)。
13.一种由如权利要求1至12中任一项所述的一个或多个电路组件(1、1a)和外部控制单元(12)构成的网络，其特征在于，所述外部控制单元(12)适于并且设置用于并行控制所述中央控制单元和/或非中央控制单元(21、31、41)。
14.如权利要求13所述的网络，其特征在于，所述外部控制单元(12)是主导计算机。
15.一种用于运行如权利要求12或13所述的网络的方法，其特征在于，所述外部控制单元(12)在所述电路组件(1、1a)中的一个电路组件的所述中央控制单元中的一个失效时监测、调节和/或控制并特别是切断所述非中央控制单元(21)。
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