CN102801210B - 电力分配系统的开关设备、电力线通信接口、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电力分配系统中的开关设备，其配备有多相的电力线通信接口，而且该开关设备可以根据检测到的各个相线的电流信息，从该多个相线中选择一个相线作为指定相线，并使得所述电力线通信接口在该指定相线上收、发数据。本发明实施例还提出了用于上述开关设备的电力线通信接口、实现电力线通信的方法和系统。采用本发明实施例能够减少布线成本和维护成本，同时优选地可以避免因相线故障而导致电力线通信中断。

Description

电力分配系统的开关设备、电力线通信接口、方法和系统

技术领域

本发明涉及电力分配技术领域，特别涉及一种电力分配系统中的开关设备、电力线通信接口、在此电力分配系统中实现电力线通信的方法和电力线通信系统。

背景技术

电力分配系统(Electrical Power Distribution System，也称为配电系统)为电力系统中将电力传送给终端用户的最后阶段，其将电力从枢纽变电站直接分配到用户区或用户的电网，其作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电，也有一部分电力不经配电变电站而直接分配到大用户，由大用户的配电装置进行配电。

在电力分配系统中，通常包括大量的开关设备，如：塑壳断路器(MCCB，Molded Case Circuit Breaker)和空气断路器(ACB，Air Circuit Breaker)等。其中，还需要设置中心控制器(如：可编程逻辑控制器)来对这些开关设备进行远程监控。

在现有技术中，中心控制器和各个开关设备之间的通信基于现场总线(Fieldbus)系统，如：MODBUS、分散式外围的PROFIBUS(PROFIBUS-DP)和设备网(DeviceNet)等系统。在具体实现中，需要在电力分配系统中增加新的通信线路来连接中心控制器和各个开关设备，以便实现它们之间的通信。然而，这种实现方案存在如下问题：由于在电力分配系统中附加了连接中心控制器和各个开关设备的通信线路，使得电力分配系统的布线成本和维护成本都比较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种电力分配系统的开关设备、一种电力线通信接口、一种在此电力分配系统中实现电力线通信的方法和一种电力线通信系统，以减少电力分配系统的布线成本和维护成本，并更优选地降低通信中断的可能性。

本发明实施例提出了一种用于电力分配系统中的开关设备，包括：电流采样单元，用于采样电力分配系统中多个相线的电流信息；第一处理单元，根据采样得到的所述多个相线的电流信息，从所述多个相线中选择一个相线作为指定相线，并生成包含所述指定相线的相线指令；生成所述开关设备的状态信息和/或指令信号，以及生成用于控制执行单元的开关命令；执行单元，响应于来自所述第一处理单元的所述开关命令对所述多个相线执行断开/接通操作；所述开关设备还包括：电力线通信接口，其耦合到所述多个相线，且响应于所述相线指令，将从所述相线指令指示的指定相线接收到的数据和/或指令信号传送给所述第一处理单元，并将来自所述第一处理单元的所述状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出。采用此开关设备，不必附加的线路就能够实现开关设备的状态信息和/或指令信号在电力分配系统中的传递，进而能显著减少电力分配系统的布线成本和维护成本。

在上述开关设备一实施例中，所述第一处理单元从所述多个相线中选择故障电流最小的相线或者任一未出现故障电流的相线作为所述指定相线。采用此开关设备，能够尽量采用状况较佳的相线进行通信，进而尽量保证开关设备的状态信息和/或指令信号在电力分配系统中的稳定传输。

在上述开关设备一实施例中，所述电力线通信接口包括电力线通信调制解调单元和第二处理单元；所述第二处理单元，响应于来自所述第一处理单元的所述相线指令，指令所述电力线通信调制解调单元从所述指定相线接收数据和/或指令信号并将来自所述第一处理单元的所述状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出，而且将所述电力线通信调制解调单元从所述指定相线接收到的数据和/或指令信号发送给所述第一处理单元；所述电力线通信调制解调单元和所述第二处理单元设置在与所述第一处理单元所在电路不同的第二电路上。此实施例中，电力线通信接口位于独立的电路中，对现有的开关设备电路进行简单改进并连接此独立的电力线通信接口就能实现，当开关设备不需要电力线通信时将此电力线通信接口去除即可，因此，其应用的灵活性较高。

在上述开关设备一实施例中，所述电力线通信接口包括：电力线通信调制解调单元，响应于来自所述第一处理单元的所述相线指令，将来自所述第一处理单元的所述状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出，并将从所述指定相线接收到的数据和/或指令信号发送给所述第一处理单元；所述电力线通信调制解调单元与所述第一处理单元设置在同一电路上。此实施例中，电力线通信接口与其它单元集成在同一电路中，开关设备的尺寸较小，且整个的实现成本较低，处理效率也较高。

本发明实施例还提出了一种用于电力分配系统中的开关设备的电力线通信接口，其耦合到包括多个相线的电力线上，该电力线通信接口包括：电力线通信处理单元，响应于来自所述开关设备的指令信号和/或电流信息，生成用于指示所述多个相线中的指定相线的相线指令；电力线通信调制解调单元，根据所述相线指令，将从所述指定相线接收到的数据和/或指令信号通过所述电力线通信处理单元传送给所述开关设备，并将所述电力线通信处理单元从所述开关设备接收到的状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出。采用此电力线通信接口，不必附加的线路就能够实现开关设备的状态信息和/或指令信号在电力分配系统中的传递，进而能显著减少电力分配系统的布线成本和维护成本。

在上述电力线通信接口一实施例中，所述电力线通信处理单元响应于来自所述开关设备的指示所述指定相线的指令信号，生成所述相线指令。此电力线通信接口的实现成本较低，且与开关设备的接口实现简单，处理效率较高。

在上述电力线通信接口一实施例中，所述电力线通信处理单元响应于来自所述开关设备的携带所述多个相线的电流信息的指令信号，从所述多个相线中选择一个作为所述指定相线，并生成所述相线指令。此电力线通信接口的实现成本较低，且与开关设备的接口实现简单，几乎不必对现有开关设备做多少改进就能应用此电力线通信接口。

在上述电力线通信接口一实施例中，从所述多个相线中选择故障电流最小的相线或者任一未出现故障电流的相线作为所述指定相线。采用此电力线通信接口，能够尽量采用状况较佳的相线进行通信，进而提高开关设备的状态信息和/或指令信号在电力分配系统中的稳定传输。

本发明实施例还提出了一种在电力分配系统中的开关装置上实现电力线通信的方法，其中所述电力线包括多个相线，该方法包括：获得所述多个相线的电流信息；根据所述电流信息，检测所述多个相线是否出现故障电流；根据所述检测结果，从所述多个相线中选择出一个相线；在所选相线上接收和/或发送数据和/或指令信号。采用此方法，能够考虑多个相线上的故障电流情况来选择相线进行通信，进而提高开关设备的状态信息和/或指令信号在电力分配系统中的传输的稳定性。

在上述方法一实施例中，所述选择步骤包括从所述多个相线中选出任一未出现故障电流的相线或者故障电流最小的相线。采用此方法，能够尽量采用况较佳的相线进行通信，进而尽量保证开关设备的状态信息和/或指令信号在电力分配系统中的稳定传输。

本发明实施例还提出了一种电力线通信系统，至少包括：包括多个相线的电力线；中心控制器；至少一个以上所述任一开关设备或者配备有以上所述任一电力线通信接口的开关设备；其中，所述中心控制器和所述至少一个开关设备经由所述电力线通信接口连接在所述多个相线上，并经由所述多个相线进行通信。采用此电力线通信系统，不必附加的线路就能够实现至少一个开关设备和中心控制器之间数据和/或指令信号在电力分配系统中的传递，进而能显著减少电力分配系统的布线成本和维护成本。

采用本发明实施例提供的开关设备、电力线通信接口、系统及方法，使得电力分配系统的布线简单，易于维护，能够显著降低电力分配系统的布线成本和维护成本。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1示出了依据本发明一实施例的电力分配系统的组成结构示意图；

图2示出了依据本发明一实施例的在图1所示电力分配系统中实现电力线通信的方法流程图；

图3示出了依据本发明一实施例的图1所示电力分配系统中开关设备的组成结构示意图；及，

图4示出了依据本发明另一实施例的图1所示电力分配系统中开关设备的组成结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提出了一种电力分配系统，其至少包括中心控制器和至少一个开关设备，其中，中心控制器和至少一个开关设备均连接在电力线上，且均具有电力线通信接口，中心控制器和至少一个开关设备通过各自的电力线通信接口能够在电力线上交互信息。具体的，中心控制器可以通过自身的电力线通信接口沿电力线向各个开关设备发出命令并从电力线上接收来自各个开关设备的状态信息，每一个开关设备可通过自身的电力线通信接口从电力线上接收来自中心控制器的指令信号并沿此电力线向中心控制器发出状态信息。其中，此状态信息由开关设备生成，包括：此开关设备根据从电力线上采样得到的电流信息而生成的电力线的状态信息、此开关设备本身的状态信息中的任一者或二者组合。

上述中心控制器和至少一个开关设备所连接的电力线可以为单相的，但优选为多相的。当电力线为单相的时，中心控制器和至少一个开关设备的电力线通信接口可以为单相电力线通信接口；当电力线为多相的时，中心控制器和至少一个开关设备的电力线通信接口可以为多相电力线通信接口。上述中心控制器可以为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，上述开关设备可以为各种断路器(circuit breaker)。

如本领域技术人员所熟知的，电力线通信(PLC，Power Line Communication)技术可以用来在电力分配系统中实现通信功能。电力线通信技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式，该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输，接收信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。因此，中心控制器和各个开关设备利用电力线通信(PLC)接口能够在电力线上交互信息。

进一步的，开关设备也可以通过电力线接收来自其下一级开关设备的指令信号，比如：在采用了区域选择互锁(ZSI，Zone-Selective Interlocking)技术的电力分配系统中，断路器通过电力线向上一级断路器发送互锁信号(此互锁信号为一种指令信号)以实现区域性保护功能，具体的，下一级的断路器可以通过其PLC接口向电力线发送互锁信号，上一级的断路器通过其PLC接口从电力线上接收来自下一级的断路器的互锁信号。这里，关于断路器收到互锁信号后的具体处理，属现有技术范畴，本文不做详述。

图1示出了依据本发明一实施例的用于向负载104提供电力的电力分配系统的组成结构示意图。如图1所示，中心控制器101和多个断路器102分别连接在三相四线的电力线上，其中，A、B、C分别为三个相线(phase line)，N为中性线。中心控制器101和每一断路器102都带有一个多相PLC接口103，它们通过各自的多相PLC接口103在电力线上交互信息，此多相PLC接口103为三相PLC接口。其中，中心控制器101通过自身的多相PLC接口103向电力线上连接的各个断路器102发出指令信号并从电力线上接收来自各个断路器102的状态信息，每一断路器102通过自身的多相PLC接口103向电力线发出状态信息并从电力线上接收来自中心控制器101的指令信号，其中采用ZSI技术的断路器102还可通过多相PLC接口在电力线上接收和/或发送互锁指令信号。

在上述本发明实施例中，中心控制器利用电力分配系统原有的电力线就能实现对于多个断路器的远程监控功能，不必在电力分配系统中铺设附加的通信线路就能实现中心控制器和各个断路器之间的通信，进而显著减少了电力分配系统的布线成本和维护成本。

基于上述本发明实施例提出的电力分配系统，本发明实施例还提出了一种在电力分配系统中实现电力线通信的方法，该方法应用于电力分配系统中的每一开关设备中，其中，电力线为包括多个相线的多相的电力线，PLC接口为多相PLC接口。该方法包括：检测多个相线中是否出现故障电流；根据所述检测结果，从所述多个相线中选择出一个相线；在所选相线上接收和/或发送数据和/或指令信号。这里，在所选相线上接收和/或发送的数据至少包括上述的开关设备所生成的状态信息，在所选相线上接收和/或发送的指令信号可以包括来自中心控制器的指令信号或采用了ZSI技术的开关设备所交互的互锁信号。

具体的，上述选择相线的步骤可以为：如果多个相线均出现故障电流，则使自身的多相PLC接口采用故障电流最小的相线来进行通信；及，如果多个相线中有至少一个相线未出现故障电流，则使自身的多相PLC接口采用任一未出现故障电流的相线来进行通信。具体的，可依次判断多个相线是否存在故障电流，一旦发现其中一个相线不存在故障电流，则选出此不存在故障电流的相线，并停止对其他相线的判断。采用此方法之后，即使电力线中有相线出现故障，仍能实现开关设备与中心控制器之间的通信。

图2示出了依据本发明一实施例的在图1所示电力分配系统中实现电力线通信的方法流程图，该流程应用于此电力分配系统中的开关设备中。在此实施例中，电力线为三相的，包括A、B、C三个相线，开关设备的多相PLC接口为三相PLC接口。如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤201：判断相线A是否有故障电流，如果是，则执行步骤202；否则执行步骤206。

步骤202：判断相线B是否有故障电流，如果是，则执行步骤203；否则执行步骤207。

步骤203：判断相线C是否有故障电流，如果是，则执行步骤204；否则执行步骤208。

步骤204：比较相线A、B和C上的故障电流。

步骤205：使自身的三相PLC接口采用故障电流最小的相线来进行通信，返回步骤201以继续检测各相线是否出现故障电流。

步骤206：使自身的三相PLC接口采用相线A来进行通信，返回步骤201以继续检测各相线是否出现故障电流。

步骤207：使自身的三相PLC接口采用相线B来进行通信，返回步骤201以继续检测各相线是否出现故障电流。

步骤208：使自身的三相PLC接口采用相线C来进行通信，返回步骤201以继续检测各相线是否出现故障电流。

采用上述方法从多个相线中选择一个相线进行通信可使得电力线通信不会因其中一个相线的故障而立即中断，从而至少在一定程度上保证了通信的持续性。

基于上述本发明实施例提出的电力分配系统，本发明实施例还提出了一种此电力分配系统中的开关设备，此开关设备可连接一独立的PLC接口或者内置一PLC接口，进而能通过电力线与中心控制器进行通信。此外，此中心控制器也可内置一PLC接口或者连接一独立的PLC接口。

具体的，上述开关设备可例如安装一带有PLC接口的电子脱扣器(ETU)或者一带有PLC接口的漏电保护装置(RCD)，并利用电子脱扣器或漏电保护装置中的PLC接口来实现与中心控制器的通信。

上述开关设备所连接的电力线可以为优选为多相的。当电力线为多相的时，此开关设备的PLC接口可以为多相PLC接口。

本发明实施例还提出了一种用于电力分配系统中的开关设备，其包括：电流采样单元，用于采样电力分配系统中多个相线的电流信息；第一处理单元，根据采样得到的所述多个相线的电流信息，从所述多个相线中选择一个相线作为指定相线，并生成包含所述指定相线的相线指令；生成所述开关设备的状态信息和/或指令信号，以及生成用于控制执行单元的开关命令；执行单元，响应于来自所述第一处理单元的所述开关命令对所述多个相线执行断开/接通操作。此开关设备还包括：电力线通信接口，其耦合到所述多个相线，且响应于所述相线指令，将从所述相线指令指示的指定相线接收到的数据和/或指令信号传送给所述第一处理单元，并将来自所述第一处理单元的所述状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出。

其中，根据一个实施例，上述第一处理单元从多个相线中选择故障电流最小的相线或者任一未出现故障电流的相线作为指定相线。可选地，第一处理单元还可以参照其他标准来选择相线。比如，根据预先的约定，第一处理单元还可以在各个相线均无故障电流时固定选择其中某个相线(例如相线A或相线B)作为指定相线。在一个较具体实施例中，此第一处理单元可依次判断所述多个相线是否存在故障电流，一旦发现其中一个相线不存在故障电流，则将该相线确定为指定相线，并停止对其他相线的判断。进一步的，如果所有相线均存在故障电流，此第一处理单元可以选择故障电流最小的相线作为指定相线。

当上述的电力线通信接口内置于开关设备中，即此电力线通信接口与所述第一处理单元集成在同一电路上时，此电力线通信接口至少包括电力线通信调制解调单元，此电力线通信调制解调单元可响应于来自第一处理单元的相线指令，将来自第一处理单元的状态信息和/或指令信号从指定相线发出，并将从指定相线接收到的数据和/或指令信号发送给第一处理单元。

当上述的电力线通信接口与开关设备分立，即此电力线通信接口置于不同于所述第一处理单元所在电路的电路上时，此电力线通信接口可包括电力线通信调制解调单元和第二处理单元。具体的，此第二处理单元，响应于来自第一处理单元的相线指令，指令电力线通信调制解调单元从指定相线接收数据和/或指令信号并将来自所述第一处理单元的状态信息和/或指令信号从指定相线发出，并将电力线通信调制解调单元从指定相线接收到的数据和/或指令信号发送给第一处理单元；其中，电力线通信调制解调单元和第二处理单元集成在与第一处理单元所在电路分立的第二电路上。

在开关设备中，第一处理单元可响应于由电力线通信接口从指定相线上接收到的数据和/或指令信号而生成开关命令，以使得执行单元对多个相线执行相应的断开/接通操作。

上述开关设备可以为安装了电子脱扣器或漏电保护装置的开关设备，此时，开关设备中的第一处理单元和/或第二处理单元可以为所安装的电子脱扣器或漏电保护装置中的处理单元，也可以为单独附加的处理单元。

在本发明实施例中，可采用各种现有技术提供的各种电力线通信调制解调单元，其至少包括耦合单元、模拟前端和电力线通信调制解调器，其具体组成结构和实现原理，本文不再详述。

这里，状态信息可包括电力线的状态信息和/或开关设备本身的状态信息，其中，第一处理单元可根据来自电流采样单元的电流信息得到电力线的状态信息，并可根据开关设备各个部件的运行情况以及所执行的操作得到开关设备的状态信息。

在上述开关设备中，通常还包括用于为电流采样供电的电源，按实现需求，还可进一步包括用于为第一处理单元和PLC接口供电的辅助电源。此开关设备还可包括人机接口(HMI)以为用户提供信息。

基于上述与开关设备分立的电力线通信接口，本发明实施例还提出了一种用于电力分配系统中的开关设备的电力线通信接口，其耦合到包括多个相线的电力线上，该电力线通信接口包括：电力线通信处理单元，响应于来自开关设备的指令信号和/或电流信息，生成用于指示多个相线中的指定相线的相线指令；电力线通信调制解调单元，根据相线指令，将从指定相线接收到的数据和/或指令信号通过电力线通信处理单元传送给开关设备，并将电力线通信处理单元从开关设备接收到的状态信息和/或指令信号从指定相线发出。

上述的电力线通信处理单元与前述开关设备中的第二处理单元类似，其有如下几种实现方式：

1、响应于来自开关设备的指示指定相线的指令信号，生成相线指令，以使电力线通信调制解调单元采用指定相线进行通信。此种情况下，由开关设备检测故障电流并确定指定相线，电力线通信处理单元按开关设备的指令信号直接确定指定相线再生成相线指令。

2、响应于来自开关设备的携带多个相线的电流信息的指令信号，从多个相线中选择一个作为指定相线，并生成相线指令。此种情况下，开关设备的处理单元把用于检测故障电流和选择指定相线的电流信息传递给电力线通信处理单元，电力线通信处理单元按这些电流信息自行检测故障电流并选择指定相线；或者，开关设备的处理单元把电流信息和故障电流检测结果传递给电力线通信处理单元，电力线通信处理单元按这些电流信息以及开关设备的故障电流检测结果选择指定相线。

3、响应于来自开关设备的电流采样单元的电流信息采样结果，从多个相线中选择一个作为指定相线，并生成相线指令。此种情况下，开关设备的电流采样单元把电流信息采样结果传递给电力线通信处理单元，电力线通信处理单元对这些采样结果进行处理后得到可以用于检测故障电流和选择指定相线的电流信息，再根据此电流信息自行检测故障电流并选择指定相线；或者，开关设备的电流采样单元把电流信息采样结果传递给电力线通信处理单元和开关设备的处理单元把故障电流检测结果传递给电力线通信处理单元，电力线通信处理单元对这些采样结果进行处理后得到可以用于选择指定相线的电流信息，再根据此电流信息以及开关设备的故障电流检测结果选择指定相线。

其中，具体的选择指定相线的方法在前面已有详述，这里不再赘述。

以下给出了本发明实施例所提出的两种开关设备的组成结构示意图。图3示出了内置有三相PLC接口的开关设备，而图4示出了连接独立的三相PLC接口103’的开关设备。

图3中，开关设备内置的三相PLC接口103，即PLC调制解调单元包括：耦合单元1031、模拟前端1032和PLC调制解调器1033。此开关设备还包括：电流采样单元1021、为电流采样单元1021供电的电源1022、处理单元1023、执行器1024和HMI 1025。可选的，根据实现要求，此开关设备可进一步包括辅助电源1026，其用于为处理单元1023、模拟前端1032和PLC调制解调器1033供电。这里，执行器1024就是指前述的执行单元。

图3所示的开关设备中，电流采样单元1021从电力线的各个相线(A、B、C)中采集电流信息，并输出电流信息给处理单元1023。处理单元1023生成状态信息(包括：根据来自电流采样单元1021的电流信息得到的各个相线的状态信息和/或根据开关设备内各个部件的运行情况和操作执行情况生成的开关设备的状态信息)和/或指令信号，并输出状态信息和/或指令信号给PLC调制解调器1033；同时还从PLC调制解调器1033接收来自远程中心控制器和/或来自其它开关设备的指令信号，根据此指令信号或各个相线的故障状况向执行器1024发出开关命令。处理单元1023还通过HMI 1025接收来自用户的指令，并按用户的指令输出相应的状态信息给HMI1025。执行器1024根据处理单元1023的开关命令对整个电力线中的各个相线执行开/关操作。HMI 1025接收来自用户的指令并输出给处理单元1023，接收来自处理单元1023的状态信息并呈现给用户。耦合单元1031从电力线的各个相线上接收模拟信号并将来自模拟前端1032的模拟信号输出给各个相线。模拟前端1032对来自耦合单元1031和PLC调制解调器1033的模拟信号做调整，将调整后的来自耦合单元1031的模拟信号输出给PLC调制解调器1033，将调整后的来自PLC调制解调器1033的模拟信号输出给耦合单元1031。PLC调制解调器1033将来自处理单元1023的状态信息和/或指令信号调制成模拟信号并输出给模拟前端1032，将来自模拟前端1032的模拟信号解调成数字信号并输出给处理单元1023，其中，解调得到的数字信号包括远程中心控制器通过电力线发来的命令和/或来自其它开关设备的指令信号。

上述本发明实施例提出的实现通信的方法可应用于处理单元1023，处理单元1023在收到来自电流采样单元1021的电流信息后可判断出哪些或哪个相线出现了故障电流，并能确定采用哪个相线来进行通信，此时，处理单元1023可向PLC调制解调器1033发出指令以指示其采用哪个相线来进行通信，PLC调制解调器1033可按处理单元1023的指令对相应相线的信号进行调制和解调处理。

图4中，独立的三相PLC接口103’与图3所示的内置于开关设备中的三相PLC接口103基本相同，不同之处在于，此三相PLC接口103’除了包括PLC调制解调单元之外还进一步包括处理单元1034，此处理单元1034连接PLC调制解调器1033。此外，图4所示的开关设备与图3所示的开关设备的组成结构也基本相同，不同之处在于，其中的处理单元1023连接三相PLC接口103’中的处理单元1034，可选的，辅助电源1026可进一步为处理单元1034供电。以下仅针对这些不同之处加以说明，其它组成部分的功能和工作原理不再赘述。

处理单元1023生成状态信息和/或指令信号并输出给处理单元1034，从处理单元1034接收远程中心控制器的指令信号和/或来自其它开关设备的指令信号，根据此指令信号向执行器1024发出开关命令；处理单元1034向PLC调制解调器1033发出指令，并输出从处理单元1023接收的状态信息和/或指令信号给PLC调制解调器1033，接收PLC调制解调器1033解调得到的远程中心控制器的和/或来自其它开关设备的指令信号并输出给处理单元1023；PLC调制解调器1033将来自处理单元1034的状态信息和/或指令信号调制成模拟信号并输出给模拟前端1032，将来自模拟前端1032的模拟信号解调成数字信号并输出给处理单元1034，其中，解调得到的数字信号包括远程中心控制器通过电力线发来的和/或来自其它开关设备的指令信号。

在本发明实施例中，处理单元1023生成的指令信号可包括ZSI技术中的发往上一级开关设备的互锁信号，解调得到的来自其它开关设备的指令信号可以包括ZSI技术中的来自下一级开关设备的互锁信号，关于处理单元1023接收到互锁信号后所做的处理属现有技术范畴，本文不做详述。

上述本发明实施例提出的实现通信的方法可应用于处理单元1023，处理单元1023在收到来自电流采样单元1021的电流信息后可判断出哪些或哪个相线出现了故障电流，并能确定采用哪个相线来进行通信，此时，处理单元1023可向处理单元1034发出指令以指示其采用哪个相线来进行通信，处理单元1034再指令PLC调制解调器1033处理相应相线的信号，PLC调制解调器1033可按处理单元1034的指令对相应相线的信号进行调制和解调处理。

本发明实施例还提出了一种电力线通信系统，至少包括：包括多个相线的电力线，上述的中心控制器，至少一个如上所述的任一开关设备或者配备有如上所述的任一电力线通信接口的开关设备；其中，所述中心控制器和所述至少一个开关设备经由所述电力线通信接口连接在所述多个相线上，并经由所述多个相线进行通信。

采用上述本发明实施例提供的电力分配系统中的开关设备、电力线通信接口、实现电力线通信的方法和电力线通信系统之后，不必铺设附加的通信线路就能实现中心控制器与大量开关设备之间的通信，进而能以低布线成本和维护成本实现中心控制器对于大量开关设备的远程监控。

本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述的实现电力线通信的方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

本发明实施例提供了一种电力分配系统中的开关设备，其配备有多相的电力线通信接口，而且该开关设备可以根据检测到的各个相线的电流信息，从该多个相线中选择一个相线作为指定相线，并使得所述电力线通信接口在该指定相线上收、发数据。本发明实施例还提出了用于上述开关设备的电力线通信接口、实现电力线通信的方法和系统。采用本发明实施例能够减少布线成本和维护成本，同时优选地可以避免因相线故障而导致电力线通信中断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种用于电力分配系统中的开关设备，包括：

电流采样单元(1021)，用于采样电力分配系统中多个相线的电流信息；

第一处理单元(1023)，根据采样得到的所述多个相线的电流信息，从所述多个相线中选择一个相线作为指定相线，并生成包含所述指定相线的相线指令；生成所述开关设备的状态信息和/或指令信号，以及生成用于控制执行单元的开关命令；

执行单元(1024)，响应于来自所述第一处理单元(1023)的所述开关命令对所述多个相线执行断开/接通操作；

所述开关设备还包括：

电力线通信接口(103、103’)，其耦合到所述多个相线，且响应于所述相线指令，将从所述相线指令指示的指定相线接收到的数据和/或指令信号传送给所述第一处理单元(1023)，并将来自所述第一处理单元(1023)的所述状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出。

2.如权利要求1所述的开关设备，其中，根据采样得到的所述多个相线的电流信息，所述第一处理单元(1023)从所述多个相线中选择故障电流最小的相线或者任一未出现故障电流的相线作为所述指定相线。

3.如权利要求2所述的开关设备，其中所述第一处理单元(1023)依次判断所述多个相线是否存在故障电流，一旦发现其中一个相线不存在故障电流，则将该相线确定为指定相线，并停止对其他相线的判断。

4.如权利要求3所述的开关设备，其中所述第一处理单元(1023)在所有相线均存在故障电流的情况下选择故障电流最小的相线作为所述指定相线。

5.如权利要求1所述的开关设备，其中，所述电力线通信接口(103’)包括电力线通信调制解调单元和第二处理单元(1034)；所述第二处理单元(1034)，响应于来自所述第一处理单元(1023)的所述相线指令，指令所述电力线通信调制解调单元从所述指定相线接收数据和/或指令信号并将接收到的数据和/或指令信号发送给所述第一处理单元(1023)，以及指令所述电力线通信调制解调单元将来自所述第一处理单元(1023)的所述状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出；

所述电力线通信调制解调单元和所述第二处理单元(1034)设置在与所述第一处理单元所在电路不同的电路上。

6.如权利要求1所述的开关设备，其中，所述电力线通信接口(103)包括：

电力线通信调制解调单元，响应于来自所述第一处理单元(1023)的所述相线指令，将来自所述第一处理单元(1023)的所述状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出，并将从所述指定相线接收到的数据和/或指令信号发送给所述第一处理单元(1023)；

所述电力线通信调制解调单元和所述第一处理单元设置在同一电路上。

7.根据权利要求1所述的开关设备，其中所述第一处理单元(1023)响应于由所述电力线通信接口(103、103’)从所述指定相线上接收到的数据和/或指令信号生成所述开关命令，以使得所述执行单元(1024)执行相应的断开/接通操作。

8.根据权利要求1-7中任一所述的开关设备，其中，所述开关设备包括电子脱扣器或漏电保护装置。

9.一种用于电力分配系统中的开关设备的电力线通信接口(103’)，其耦合到包括多个相线的电力线上，该电力线通信接口(103’)包括：

电力线通信处理单元(1034)，响应于来自所述开关设备的指令信号和/或电流信息，生成用于指示所述多个相线中的指定相线的相线指令；

电力线通信调制解调单元，根据所述相线指令，将从所述指定相线上接收到的数据和/或指令信号通过所述电力线通信处理单元(1034)传送给所述开关设备，并将所述电力线通信处理单元(1034)从所述开关设备接收到的状态信息和/或指令信号从所述指定相线发出。

10.如权利要求9所述的电力线通信接口，其中所述电力线通信处理单元(1034)仅响应于来自所述开关设备的指示所述指定相线的指令信号，生成所述相线指令。

11.如权利要求9所述的电力线通信接口，其中所述电力线通信处理单元(1034)响应于来自所述开关设备的所述多个相线的电流信息，从所述多个相线中选择一个作为所述指定相线，并生成所述相线指令。

12.如权利要求11所述的电力线通信接口，其中从所述多个相线中选择故障电流最小的相线或者任一未出现故障电流的相线作为所述指定相线。

13.如权利要求9-12中任一项所述的电力线通信接口，其中，所述电力线通信调制解调单元包括耦合单元(1031)、模拟前端(1032)和电力线通信调制解调器(1033)。

14.一种在电力分配系统中的开关装置上实现电力线通信的方法，其中所述电力线包括多个相线，该方法包括：

获得所述多个相线的电流信息；

根据所述多个相线的电流信息，检测所述多个相线是否出现故障电流(201～203)；

根据所述检测结果，从所述多个相线中选择出一个相线(204～208)；

在所选相线上接收和/或发送数据和/或指令信号。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述选择步骤包括从所述多个相线中选出任一未出现故障电流的相线(206～208)或者故障电流最小的相线(204～205)。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述选择步骤包括：

依次判断所述多个相线是否存在故障电流(201～203)；

一旦发现其中一个相线不存在故障电流，则选出所述不存在故障电流的相线，并停止对其他相线的判断(206～208)。

17.一种电力线通信系统，至少包括：

包括多个相线的电力线(A、B、C)；

中心控制器(101)；

至少一个如权利要求1-7中任一所述的开关设备(102)或者配备有如权利要求9-12中任一所述的电力线通信接口(103)的开关设备；

其中，所述中心控制器(101)和所述至少一个开关设备(102)经由所述电力线通信接口(103)连接在所述多个相线(A、B、C)上，并经由所述多个相线(A、B、C)中任一进行通信。