CN105098824B - 用于高压直流输电系统的数据处理设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于高压直流输电系统的数据处理设备和方法。高压直流(HVDC)输电系统中的数据处理设备包括：测量模块，测量HVDC系统中的一个或多个点的电压或者电流；以及数据处理和控制单元，使用在测量模块处测量到的测量值来生成测量数据单元并且通过时分复用(TDM)来对所生成的测量数据单元执行串行发送，其中数据处理和控制单元包括多个数据单元生成部，以及多个数据单元生成部中的每个输出代表测量数据单元的发送完成的发送完成信号。

Description

用于高压直流输电系统的数据处理设备和方法
技术领域
本公开内容涉及一种用于高压直流(HVDC)输电系统的数据处理设备和方法。
背景技术
根据高压直流(HVDC)输电系统，在发送站点将在发电站处产生的交流(AC)电力转换成直流(DC)电力并且接着发送DC电力之后，接收站点再将DC电力转换成AC电力并且接着供应电力。
HVDC系统应用于海底电缆输电、大量长距离输电、AC系统间的互连等。此外，HVDC输电系统使能不同频率系统互连和异步互连。
发送站点将AC电力转换成DC电力。也就是，因为通过使用海底电缆来发送AC电力非常危险，所以发送站点将AC电力转换成DC电力以发送DC电力到接收站点。
这样的HVDC输电系统通过使用一个或多个点处的电压/电流的测量值来控制系统。
典型的HVDC输电系统通过时分复用(TDM)来发送测量值的数据。当HVDC输电系统通过使用通过TDM的串行发送来发送测量的数据时，有可能最小化光缆使用，但是，TDM具有局限性，其对传输同步敏感。
因而，需要发送测量的数据的技术，从而即使通过使用TDM来发送测量的数据，也对传输同步不敏感。
发明内容
实施例提供了一种对传输同步不敏感的用于高压直流(HVDC)输电系统的数据处理设备。
实施例还提供了一种减少电缆线的数量并且简化系统的结构的用于HVDC输电系统的数据处理设备。
在一个实施例中，高压直流(HVDC)输电系统中的数据处理设备包括：测量模块，其测量HVDC系统中的一个或多个点的电压或者电流；以及数据处理和控制单元，其使用在测量模块处测量到的测量值来生成测量数据单元并且通过时分复用(TDM)来对所生成的测量数据单元执行串行发送，其中数据处理和控制单元包括多个数据单元生成部，并且多个数据单元生成部中的每个输出代表测量数据单元的发送完成的发送完成信号。
在完成向下一数据单元生成部发送测量数据单元之后，多个数据单元生成部中的每个可以输出发送完成信号。
在完成测量数据单元的接收之后，下一数据单元生成部可以输出接收完成信号。
发送完成信号和接收完成信号中的每个可以是作为由每个数据单元生成部生成的测量数据单元的生成起始的基础的信号。
发送完成信号和接收完成信号中的每个可以是用于确定每个数据单元生成部需要插入其同步信号的定时的信号。
每个测量数据单元可以包括：第一比特组，其包括标识测量数据单元的信息和关于下一比特组的信息；第二比特组，其代表测量值；以及第三比特组，其用于测量数据单元的错误校验。
第一比特组可以包括标识域和比特组信息域，标识域包括：目的地标识符比特，其标识测量数据单元发送到的目的地；以及源标识符比特，其标识测量数据单元的发送方；所述比特组信息域包括关于第二比特组中多个较低有效比特组(less significant bitgroup)的数量的信息。
每个数据单元生成部可以基于关于多个较低有效比特组的数量的信息来确定测量数据单元的插入时间。
第三比特组可以代表循环冗余校验(CRC)。
数据处理设备可以进一步包括控制单元，控制单元对通过TDM串行发送的测量数据序列编码并且提供编码结果到外部。
在所附附图和以下描述中给出一个或多个实施例的细节。其它特征将从描述和附图、以及从权利要求中显而易见。
附图说明
图1示出了根据实施例的高压直流(HVDC)输电系统。
图2示出了根据实施例的单极HVDC输电系统。
图3示出了根据实施例的双极HVDC输电系统。
图4示出了根据实施例的三相阀桥与变压器的连接。
图5为用于解释根据实施例的数据处理设备的配置的图。
图6为根据实施例的用于解释从每个预处理单元发送数据的定时的图。
图7示出了根据实施例的具有来自每个预处理单元的数据字的数据记录。
图8为根据实施例的用于解释对测量数据编码的过程的图。
图9为根据另一实施例的数据处理设备的框图，以及图10示出了根据另一实施例的数据处理设备的实际配置。
图11为根据实施例的数据处理设备的操作方法的流程图。
图12为根据实施例的用于解释测量数据分组的结构的图。
图13为根据另一实施例的用于解释数据处理设备的配置的图。
图14为根据另一实施例的数据处理设备的操作方法的流程图。
图15为根据实施例的用于解释测量数据单元的配置的图。
图16示出了根据实施例的通过时分复用(TDM)发送的测量数据序列。
图17示出了根据实施例的数据处理设备的实际配置的示例。
具体实施方式
以下参照所附附图更具体地描述某些实施例。考虑易化说明书的撰写，给出或者混合在以下描述中的用于组件的诸如为“部件”、“模块”、以及“单元”的名词后缀。也就是，名词后缀自身不具有分别不同的含义或者作用。
图1示出了根据实施例的高压直流(HVDC)输电系统。
如图1中所示，根据实施例的HVDC输电系统100包括发电部101、发送侧交流(AC)部110、发送侧变换部103、DC输电部140、接收侧变换部105、接收侧AC部170、接收部180、以及控制部190。发送侧变换部103包括发送侧变压器部120、以及发送侧AC/DC转换器部130。接收侧变换部105包括接收侧AC/DC转换器部150、以及接收侧变压器部160。
发电部101生成三相AC电力。发电部101可以包括多个发电站。
发送侧AC部110发送由发电部101生成的三相AC电力到包括发送侧变压器部120和发送侧AC/DC转换器部130的DC变电站。
发送侧变压器部120将发送侧AC部110与发送侧AC/DC转换器部130和DC输电部140隔离。
发送侧AC/DC转换器部130将对应于发送侧变压器部120的输出的三相AC电力转换成AC电力。
DC输电部140发送发送侧DC电力到接收侧。
接收侧DC/AC转换器部150将由DC输电部140发送的DC电力转换成三相AC电力。
接收侧变压器部160将接收侧AC部170与接收侧DC/AC转换器部150和DC输电部140隔离。
接收侧AC部170将对应于接收侧变压器部160的输出的三相AC电力提供给接收部180。
控制部190控制以下中的至少一个：发电部101、发送侧AC部110、发送侧变换部103、DC输电部140、接收侧变换部105、接收侧AC部170、接收部180、控制部190、发送侧AC/DC转换器部130、以及接收侧DC/AC转换器部150。特别地，控制部190可以控制发送侧AC/DC转换器部130和接收侧DC/AC转换器部150中的多个阀的接通和关断定时。在这一情况中，阀可以对应于晶闸管或者绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
图2示出了根据实施例的单极HVDC输电系统。
特别地，图2示出了发送单极DC电力的系统。尽管在下面的描述中假设单个极为正极，不需要限于此。
发送侧AC部110包括AC输电线111和AC滤波器113。
AC输电线111发送由发电部101生成的三相AC电力到发送侧变换部103。
AC滤波器113从发送的三相AC电力中去除除了由变换部103使用的频率成分之外的其它频率成分。
发送侧变压器部120包括用于正极的一个或多个变压器121。对于正极，发送侧AC-DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131，以及AC/正极DC转换器131包括分别对应于该一个或多个变压器121的一个或多个三相阀桥131a。
当使用一个三相桥131a时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来生成具有六个脉冲的正极DC电力。在这一情况中，变压器121的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或者Y-Δ连接。
当使用两个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来生成具有十二个脉冲的正极DC电力。在这一情况中，两个变压器121中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接，以及两个变压器121中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ连接。
当使用三个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来生成具有十八个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲的数量越多，滤波器的价格可以降低。
DC输电部140包括发送侧正极DC滤波器141、正极DC输电线143、以及接收侧正极DC滤波器145。
发送侧正极DC滤波器141包括电感器L1和电容器C1并且对由AC/正极DC转换器131输出的正极DC电力进行DC滤波。
正极DC输电线143可以具有用于正极DC电力的传输的一个DC线路，地可以用作电流反馈路径。一个或多个开关可以设置在DC线路上。
接收侧正极DC滤波器145包括电感器L2和电容器C2并且对通过正极DC输电线143传输的正极DC电力进行DC滤波。
接收侧DC/AC转换器部150包括正极DC/AC转换器151，该正极DC/AC转换器151包括一个或多个三相阀桥151a。
接收侧变压器部160包括分别对应于用于正极的一个或多个三相阀桥151a的一个或多个变压器161。
当使用一个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来生成具有六个脉冲的AC电力。在这一情况中，变压器161的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或者Y-Δ连接。
当使用两个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来生成具有十二个脉冲的AC电力。在这一情况中，两个变压器161中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接，以及两个变压器161中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ连接。
当使用三个三相阀桥151a时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来生成具有十八个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲的数量越多，滤波器的价格可以降低。
接收侧AC部170包括AC滤波器171和AC输电线173。
AC滤波器171从由接收侧变换部105生成的AC电力中去除除了由接收部180使用的频率成分(例如，约60Hz)之外的其它频率成分。
AC输电线173发送经滤波的AC电力到接收部180。
图3示出了根据实施例的双极HVDC输电系统。
特别地，图3示出了发送两极DC电力的系统。尽管假设在下面的描述中两个极为正极和负极，无需限于此。
发送侧AC部110包括AC输电线111和AC滤波器113。
AC输电线111发送由发电部101生成的三相AC电力到发送侧变换部103。
AC滤波器113从发送的三相AC电力中去除除了由变换部103使用的频率成分之外的其它频率成分。
发送侧变压器部120包括用于正极的一个或多个变压器121以及用于负极的一个或多个变压器122。发送侧AC/DC转换器部130包括生成正极DC电力的AC/正极DC转换器131和生成负极DC电力的AC/负极DC转换器132，AC/正极DC转换器131包括分别对应于用于正极的一个或多个变压器121的一个或多个三相阀桥131a，以及AC/负极DC转换器132包括分别对应于用于负极的一个或多个变压器122的一个或多个三相阀桥132a。
当将一个三相阀桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来生成具有六个脉冲的正极DC电力。在这一情况中，变压器121的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或者Y-Δ连接。
当将两个三相桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来生成具有十二个脉冲的正极DC电力。在这一情况中，两个变压器121中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接，以及两个变压器121中的另一变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ连接。
当将三个三相桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来生成具有十八个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲的数量越多，滤波器的价格可以降低。
当一个三相桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132可以生成具有六个脉冲的负极DC电力。在这一情况中，变压器122的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或者Y-Δ连接。
当两个三相桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132可以生成具有十二个脉冲的负极DC电力。在这一情况中，两个变压器122中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接，以及两个变压器122中的另一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ连接。
当三个三相桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132可以生成具有十八个脉冲的负极DC电力。负极DC电力的脉冲的数量越多，滤波器的价格可以降低。
DC输电部140包括发送侧正极DC滤波器141、发送侧负极DC滤波器142、正极DC输电线143、负极DC输电线144、接收侧正极DC滤波器145、以及接收侧负极DC滤波器146。
发送侧正极DC滤波器141包括电感器L1和电容器C1并且对由AC/正极DC转换器131输出的正极DC电力进行DC滤波。
发送侧负极DC滤波器142包括电感器L3和电容器C3并且对由AC/负极DC转换器132输出的负极DC电力进行DC滤波。
正极DC输电线143可以具有用于正极DC电力的传输的一个DC线路，以及可以将地用作电流反馈路径。可以将一个或多个开关设置在DC线路上。
负极DC输电线144可以具有用于负极DC电力的传输的一个DC线路，以及可以将地用作电流反馈路径。可以将一个或多个开关设置在DC线路上。
接收侧正极DC滤波器145包括电感器L2和电容器C2并且对通过正极DC输电线143传输的正极DC电力进行DC滤波。
接收侧负极DC滤波器146包括电感器L4和电容器C4并且对通过负极DC输电线144传输的负极DC电力进行DC滤波。
接收侧DC-AC转换器部50包括正极DC/A C转换器151和负极DC/AC转换器152，正极DC/AC转换器151包括一个或多个三相阀桥151a，以及负极DC/AC转换器152包括一个或多个三相阀桥152a。
接收侧变压器部160包括分别对应于用于正极的一个或多个三相阀桥151a的一个或多个变压器161，以及分别对应于用于负极的一个或多个三相阀桥152a的一个或多个变压器162。
当一个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来生成具有六个脉冲的AC电力。在这一情况中，变压器161中的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或者Y-Δ连接。
当两个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来生成具有十二个脉冲的AC电力。在这一情况中，两个变压器161中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接，以及两个变压器161中的另一变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ连接。
当三个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来生成具有十八个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲的数量越多，滤波器的价格可以降低。
当一个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152可以使用负极DC电力来生成具有六个脉冲的AC电力。在这一情况中，变压器162的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或者Y-Δ连接。
当两个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152可以使用负极DC电力来生成具有十二个脉冲的AC电力。在这一情况中，两个变压器162中的一个变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接，以及两个变压器162中的另一变压器的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ连接。
当三个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152可以使用负极DC电力来生成具有十八个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲的数量越多，滤波器的价格可以降低。
接收侧AC部170包括AC滤波器171和AC输电线173。
AC滤波器171从由接收侧变换部105生成的AC电力中去除除了由接收部180使用的频率成分(例如，约60Hz)之外的其它频率成分。
AC输电线173发送经滤波的AC电力到接收部180。
图4示出了根据实施例的三相阀桥和变压器的连接。
特别地，图4示出了用于正极的两个变压器121和用于正极的两个三相阀桥131a的连接。因为用于负极的两个变压器122和用于负极的两个三相阀桥132a的连接、用于正极的两个变压器161和用于正极的两个三相阀桥151a的连接、用于负极的两个变压器162和用于负极的两个三相阀桥152a的连接、用于正极的变压器121和用于正极的三相阀桥131a的连接、用于正极的变压器161和用于正极的三相阀桥151a的连接等等可以容易地从图4中得到，省略它们的附图和描述。
在图4中，将具有Y-Y连接的变压器121称作上变压器，将具有Y-Δ连接的变压器121称作下变压器，将连接到上变压器的三相阀桥131a称作上三相阀桥，以及将连接到下变压器的三相阀桥131a称作下三相阀桥。
上三相阀桥和下三相阀桥具有作为输出DC电力的两个输出的第一输出OUT1和第二输出OUT2。
上三相阀桥包括六个阀D1至D6，以及下三相阀桥包括六个阀D7至D12。
阀D1具有连接到第一输出OUT1的阴极和连接到上变压器的次级线圈的第一端子的阳极。
阀D2具有连接到阀D5的阳极的阴极和连接到阀D6的阳极的阳极。
阀D3具有连接到第一输出OUT1的阴极和连接到上变压器的次级线圈的第二端子的阳极。
阀D4具有连接到阀D1的阳极的阴极和连接到阀D6的阳极的阳极。
阀D5具有连接到第一输出OUT1的阴极和连接到上变压器的次级线圈的第三端子的阳极。
阀D6具有连接到阀D3的阳极的阴极。
阀D7具有连接到阀D6的阳极的阴极和连接到下变压器的次级线圈的第一端子的阳极。
阀D8具有连接到阀D11的阳极的阴极和连接到第二输出OUT2的阳极。
阀D9具有连接到阀D6的阳极的阴极和连接到下变压器的次级线圈的第二端子的阳极。
阀D10具有连接到阀D7的阳极的阴极和连接到第二输出OUT2的阳极。
阀D11具有连接到阀D6的阳极的阴极和连接到下变压器的次级线圈的第三端子的阳极。
阀D12具有连接到阀D9的阳极的阴极和连接到第二输出OUT2的阳极。
图5为根据实施例的用于解释数据处理设备的配置的图。
参见图5，数据处理设备200包括多个预处理组10a至10n以及多个控制单元5a至5n。
数据处理设备200可以包括在图1中的HVDC输电系统中的控制部190中。
多个预处理组10a至10n中的每个预处理组可以包括多个预处理组。多个预处理组10a至10n可以分别对应于该多个控制单元。
第一预处理组10a中的多个预处理单元1a至1n中的每个预处理单元的输出端子可以通过光波导4连接到下一预处理单元的输入端子。多个预处理单元1a至1n中的每个预处理单元可以通过输出端子2来发送数据到下一预处理单元的输入端子。
设置在最后的预处理单元1n可以通过光波导4来连接到控制单元5a。
多个预处理单元1a至1n可以连接到各种测量单元(未示出)。
多个预处理单元1a至1n可以预处理在测量单元处测得的测量值，转换该值并且分别发送经转换的值到多个控制单元5a至5n。
第一预处理单元1a预处理从测量单元接收到的测量值并且输出第一经预处理的数据。
通过光波导4来将从第一预处理单元1a的输出端子2输出的第一经预处理的数据发送到第二预处理单元1b的输入端子3。将通过第二预处理单元1b的输入端子3发送的第一经预处理的数据与来自第二预处理单元1b的第二经预处理的数据一起发送到下一预处理单元的输入端子。将从设置在最后的第n预处理单元接收到的经预处理的数据发送到控制单元5a。
多个控制单元5a至5n分别从多个预处理组接收经预处理的数据。
多个控制单元5a至5n中的每个控制单元可以对所接收的经预处理的数据进行编码并且将经编码的数据发送到外部。
图6为根据实施例的用于解释从每个预处理单元发送数据的定时的图解。
参见图6，数据字6起始于附有起始比特8的同步信号7。可以将多个比特组9至14n和校验比特组15设置在起始比特8之后。
第一比特组9可以包括两个比特组元素10和11。该两个比特组元素10和11中的每个比特组元素具有8比特的长度。
第一比特组元素10包括标识每个预处理单元的比特序列。第二比特组元素11包括与在第一比特组9之后的多个比特组12至15有关的信息。多个比特组12至15对应于多个测量值、以及状态和校验比特组。
第二比特组12和第三比特组13包括与从测量单元测量到的测量值有关的状态信息。测量值的状态信息可以为与在预处理单元处生成的测量值有关的状态信息。测量值的状态信息可以包括与测量值的有效性有关的信息以及与预处理是否已经执行有关的信息。
在第三比特组13之后的多个比特组14a至14n分别对应于在预处理单元处生成的该多个测量值。
在多个比特组14a至14n之后的校验比特组15可以用于校验将通过使用数据字6来发送的数据是否可以为可靠的数据。
图7示出了根据实施例的具有来自每个预处理单元的数据字的数据记录。
参见图7，多个数据字6a至6n中的每个数据字对应于图6中的数据字。
第一数据记录16包括从图5中的第一预处理单元1a输出的第一数据字6a。
第二数据记录17包括第一数据字6a和从图5中的第二预处理单元1b输出的第二数据字6b。
第n数据记录18包括从多个预处理单元1a至1n输出的数据字6a至6n。
第一预处理单元1a可以用作主设备并且通过使用主同步信号19来开始数据传输。
在生成主同步信号19之后，第一预处理单元1a发送具有如图6中所示的格式的第一数据字6a。如图6中所描述的，第一数据字6a包括第二比特组元素11，该第二比特组元素11包括与在第一比特组9之后的多个比特组12至15的数量有关的信息。
可以将与多个比特组12至15的数量有关的信息用于确定插入时间，该插入时间代表第二预处理单元1b在第一数据字6a之后插入其自身的同步信号7b和第二数据字6b的定时。通过确定插入时间，可以生成第二数据记录17。
下一预处理单元中的每个预处理单元可以以这一方式来插入其同步信号和数据字以生成数据记录。最后，可以生成第n数据记录18。
可以通过光波导4来将从第n预处理单元1n输出的数据发送到控制单元5。控制单元5可以对从第n预处理单元1n输出的数据执行附加的处理。
图8为根据实施例的用于解释对测量数据编码的过程的图解。
图5中的多个控制单元中的每个控制单元可以使用二相编码来对预处理单元的测量值中的每个测量值进行编码。
当使用二相编码时，测量值可以由代表低信号的0和代表高信号的1来表达。二相编码不允许一个数据字中的连续的低或者高状态。
参见图8，代表测量值的测量数据20包括低信号和高信号。控制单元可以通过二相编码来对测量数据20编码并且生成经编码的传输信号21。经编码的传输信号21不具有连续的低信号和连续的高信号。这样的编码允许同步信号在传输信号21上被清楚地表示出。在实施例中，在第一预处理单元1a处生成的主同步信号19可以被表达，使得连续地表示13个低信号，并且从除了第一预处理单元1a之外的剩余的预处理单元生成的同步信号7b至7n中的每个同步信号可以被表达，使得连续地表示7个低信号。
接下来，描述图9至图12。
在图9至图12中，组件之间的数据传输可以基于波分复用(WDM)来执行。WDM指示通过一根光纤来传送多个波长。
图9和图10为根据另一实施例的用于解释HVDC输电系统的数据处理设备的图。
图9为根据另一实施例的数据处理设备的框图，以及图10示出了根据另一实施例的数据处理设备的实际配置。
数据处理设备300可以包括在图1中的控制部190中，但是发明构思不需要限于此并且数据处理设备可以为分离的模块。
参见图9，数据处理设备300包括测量模块310、数据生成单元320、接口单元330、数据收集单元340、以及控制单元350。
测量模块310获得HVDC输电系统中的一个或多个点的测量值。在实施例中，测量模块310可以获得图1和图2中的HVDC输电系统中的任一点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压以及AC部110和170中的点的AC电流。此外，测量值可以包括DC输电部140的DC电压以及DC输电部140中的点的DC电流。但是，发明构思不需要限于此并且测量值可以包括配置HVDC输电系统的组件的输入端子或者输出端子的电压/电流。
数据生成单元320使用从测量模块310获得的测量值来生成测量数据单元。数据生成单元320可以包括多个数据单元生成部320a至320n，并且多个数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部可以使用从测量模块310获得的测量值来生成测量数据单元。数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部可以预处理从测量模块310接收的测量值。该多个数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部可以执行从测量值中去除不需要的信息的初步处理，使得控制单元350提取测量值的有效值。多个数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部可以执行预处理，以生成测量数据单元。
多个数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部可以通过接口单元330来发送经预处理的测量数据单元到数据收集单元340。
接口单元330发送分别从多个数据单元生成部320a至320n生成的多个测量数据单元到数据收集单元340。
接口单元330并行发送分别从多个数据单元生成部320a至320n生成的该多个测量数据单元到数据收集单元340。
接口单元330可以使用底板总线规范，以发送从该多个数据单元生成部320a至320n生成的测量数据单元到数据收集单元340。接口单元330可以连接该多个数据单元生成部320a至320n和数据收集单元320，以起用于测量数据单元的传输路径的作用。
数据收集单元340收集通过接口单元330发送的多个测量数据单元。
在实施例中，数据收集单元340可以同时收集通过接口单元330发送的多个测量数据单元。也就是，数据收集单元340可以通过底板总线规范来同时收集多个测量数据单元。
数据收集单元340可以起缓冲区的作用。也就是，当数据在多个数据单元生成部320a至320n与控制单元350之间发送和接收时，数据收集单元340可以利用为临时存储数据的临时存贮器。
数据收集单元340可以叫作栅模块。
数据收集单元340基于所收集的多个测量数据单元来生成测量数据分组。
在实施例中，数据收集单元340可以使用多个测量数据单元来生成一个测量数据分组。
数据收集单元340可以对所生成的测量数据分组编码，以生成经编码的测量数据分组。数据收集单元340可以对多个测量数据单元中的每个测量数据单元进行编码并且使用编码结果来生成一个测量数据分组。
数据收集单元340发送所生成的数据分组到控制单元350。
控制单元350基于触发信号来将所接收到的测量数据分组提供给外部。
触发信号可以为用于发起测量数据分组的发送的动机。
在实施例中，触发信号可以以定期的时间间隔来生成。也就是，控制单元350可以以定义的时间间隔来将测量数据分组提供给外部。
在另一实施例中，触发信号可以以不定期的时间间隔来生成。控制单元350可以以不定期的时间间隔来将测量数据分组提供给外部。
在另一实施例中，触发信号可以为来自另一控制单元的请求。也就是，图10中的第一控制单元350_1可以通过来自第二控制单元350_2的请求来提供测量数据分组到第二控制单元350_2。同样地，第二控制单元350_2可以通过来自第一控制单元350_1的请求来提供测量数据分组到第一控制单元350_1。
第一控制单元350_1或者第二控制单元350_2可以使用光缆来发送和接收测量数据分组。
在另一实施例中，触发信号可以为来自用户的请求。控制单元350可以根据来自用户的请求来提供测量数据分组到用户终端。在这一示例中，用户终端可以为计算机、笔记本式计算机、或者诸如为智能手机的移动终端，但是发明构思不需要限于此。
图10示出了第一数据处理设备300_1和第二数据处理设备300_2。第一数据处理设备300_1和第二数据处理设备300_2中的每个的配置与图9中的相同。但是，已经省略某些组件。
第一控制单元350_1可以通过第二数据收集单元340_2将来自第一数据处理设备300_1的测量数据分组发送到第二控制单元350_2。
第二控制单元350_2可以通过第一数据收集单元340_1将来自第二数据处理设备300_2的测量数据分组发送到第一控制单元350_1。
接下来，描述图11。
图11为根据实施例的数据处理设备的操作方法的流程图。
参见图11，在步骤S101中，数据处理设备300的测量模块310获得HVDC输电系统中的一个或多个点的测量值。
在实施例中，测量模块310可以获得图1和图2中的HVDC输电系统中的任一点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压以及AC部110和170中的点的AC电流。此外，测量值可以包括DC输电部140的DC电压以及DC输电部140中的点的DC电流。但是，发明构思不需要限于此并且测量值可以包括配置HVDC输电系统的组件的输入端子或者输出端子的电压/电流。
测量模块310可以包括多个测量单元(未示出)。多个测量单元中的每个测量单元可以发送测量值到多个数据单元生成部320a至320n。
在步骤S103中，多个数据单元生成部320a至320n中的每个使用从测量模块310获得的测量值来生成测量数据单元。
多个数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部可以预处理从测量模块310接收的测量值。多个数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部可以执行从测量值中去除不需要的信息的初步处理，使得控制单元350提取测量值的有效值。多个数据单元生成部320a至320n中的每个执行预处理，以生成测量数据单元。
多个数据单元生成部320a至320n中的每个可以通过接口单元330来发送经预处理的测量数据单元到数据收集单元340。
在步骤S105中，接口单元330将分别从该多个数据生成部320a至320n生成的多个测量数据单元发送到数据收集单元340。
接口单元330可以使用底板总线规范来发送从多个数据单元生成部320a至320n中的每个数据单元生成部生成的测量数据单元到数据收集单元340。接口单元330可以连接多个数据单元生成部320a至320n和数据收集单元320，以起用于测量数据单元的传输的路径的作用。
接口单元330可以通过一根光缆来发送多个测量数据单元到数据收集单元340。也就是，多个数据单元生成部320a至320n可以共享一根光缆。
因而，接口单元330可以通过一根电缆来并行地发送该多个测量数据单元。在这一情况中，接口单元330可以使用WDM来发送多个测量数据单元到数据收集单元340。
在步骤S107中，数据收集单元340收集通过接口单元330发送的多个测量数据单元。
在实施例中，数据收集单元340可以同时收集通过接口单元330发送的多个测量数据单元。也就是，数据收集单元340可以通过底板总线规范来同时收集多个测量数据单元。
数据收集单元340可以起缓冲区的作用。也就是，当数据多个数据单元生成部320a至320n与控制单元350之间发送和接收时，数据收集单元340可以利用为临时存储数据的临时存贮器。
数据收集单元340可以叫作栅模块(gate module)。
在步骤S109中，数据收集单元340基于所收集的多个测量数据单元来生成测量数据分组。
在实施例中，数据收集单元340可以使用多个测量数据单元来生成一个测量数据分组。
数据收集单元340可以对所生成的测量数据分组进行编码，以生成经编码的测量数据分组。数据收集单元340可以对多个测量数据单元中的每个测量数据单元进行编码并且使用编码结果来生成一个测量数据分组。
参照图12来描述测量数据分组的结构。
图12为根据实施例的用于解释测量数据分组的结构的图解。
参见图12，测量数据分组可以包括报头321、测量数据323以及校验码325。
报头321包括标识符域和长度域。
标识符ID域为标识测量数据分组的域。
长度域为表示在报头321之后的测量数据323和校验码325的长度的域。
报头321可以不包括每个测量数据单元的报头。每个测量数据单元可以不包括报头。因而，测量数据分组的报头可以简单地仅仅包括表示测量数据分组的信息。
报头321之后是测量数据323和校验码325。
测量数据323包括与在数据单元生成部处预处理后的多个测量值有关的信息。测量数据323包括多个测量数据域1至n。多个测量数据域分别对应于多个数据单元生成部。也就是，多个测量数据域中的每个可以代表从多个数据单元生成部接收到的多个测量值。
在测量数据323之后是校验码325。
校验码325用于校验测量数据分组是否为可靠的数据单元。也就是，校验码325可以用于校验测量数据分组中的错误。校验码325可以为循环冗余(CRC)码，其仅仅为示例。
在图12中的测量数据分组的情况中，相比于图6中，有可能减少报头的数量。也就是，根据图6中的实施例的多个数据记录包括用于每个预处理单元的多个报头。但是，因为根据图12中的实施例的测量数据分组仅仅包括一个报头，所以图12中的实施例可以相对地减少开销。
根据实施例，因为从多个数据单元生成部发送的测量数据单元在发送中不是时分的，所以存在其对传输同步不敏感的效果。
根据实施例，因为从多个数据单元生成部发送的测量数据单元通过一个接口来发送，有可能减少电缆线的数量并且简化系统的结构。
回过来参见图11。
在步骤S111中，数据收集单元340发送所生成的数据分组到控制单元350。
在实施例中，数据收集单元340可以使用WDM来发送测量数据分组到控制单元350。WDM指示通过一根光纤来传送多个波长。
在步骤S113中，控制单元350基于触发信号来将所接收到的测量数据分组提供给外部。
触发信号可以为发起测量数据分组的发送的同步。
在实施例中，触发信号可以为预设在数据处理设备300中的时间同步。触发信号可以以定期的时间间隔来生成。也就是，控制单元350可以以定义的时间间隔来将测量数据分组提供给外部。
此外，触发信号可以以不定期的时间间隔来生成。控制单元350可以以不定期的时间间隔来将测量数据分组提供到外部。
在另一实施例中，触发信号可以为来自另一控制单元的请求。也就是，图10中的第一控制单元350_1可以通过来自第二控制单元350_2的请求来提供测量数据分组到第二控制单元350_2。同样地，第二控制单元350_2可以通过来自第一控制单元350_1的请求来提供测量数据分组到第一控制单元350_1。
第一控制单元350_1或者第二控制单元350_2可以使用光缆来发送和接收测量数据分组。
在另一实施例中，触发信号可以为来自用户的请求。控制单元350可以根据来自用户的请求来提供测量数据分组到用户终端。在这一示例中，用户终端可以为计算机、笔记本式计算机、或者诸如为智能手机的移动终端，但是发明构思不需要限于此。
图13为根据另一实施例的用于解释数据处理设备的配置的图解。
参见图13，数据处理设备400包括测量模块410、数据处理和控制单元420、通信接口单元430、以及控制单元450。
测量模块410获得HVDC输电系统中的一个或多个点的测量值。在实施例中，测量模块410可以获得图1和图2中的HVDC输电系统中的任一点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压以及AC部110和170中的点的AC电流。此外，测量值可以包括DC输电部140的DC电压和DC输电部140中的点的DC电流。但是，发明构思不需要限于此，并且测量值可以包括构成HVDC输电系统的组件的输入端子或者输出端子的电压/电流。
数据处理和控制单元420使用从测量模块410获得的测量值来生成测量数据单元。
数据处理和控制单元420可以包括多个数据单元生成部420a至420n，并且多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以使用从测量模块410获得的测量值来生成测量数据单元。多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以预处理从测量模块410接收到的测量值。多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以执行从测量值中去除不需要的信息的初步处理，使得控制单元450提取测量值的有效值。多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以执行预处理，以生成测量数据单元。
多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以通过TDM来发送其已经生成的测量数据单元到下一数据单元生成部。
通信接口单元430将包括从第n数据单元生成部420n接收到的第n测量数据单元的测量数据序列发送到控制单元450。
控制单元450对测量数据序列进行编码并且将经编码的测量数据序列提供给外部。控制单元450可以使用二相编码来对测量数据序列编码。二相编码已经参照图8描述，因此，参见对应的部分。
控制单元350可以基于触发信号来将经编码的测量数据序列提供给外部。因为触发信号已经参照图9和图10进行了描述，省略其详细描述。
图14为根据另一实施例的数据处理设备的操作方法的流程图。
参见图14，在步骤S201中，数据处理设备400的测量模块410获得HVDC输电系统中的一个或多个点的测量值。
在实施例中，测量模块410可以获得图1和图2中的HVDC输电系统中的任一点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压以及AC部110和170中的点的AC电流。此外，测量值可以包括DC输电部140的DC电压和DC输电部140中的点的DC电流。但是，发明构思不需要限于此，并且测量值可以包括构成HVDC输电系统的组件的输入端子或者输出端子的电压/电流。
测量模块310可以包括多个测量单元(未示出)。多个测量单元中的每个可以发送测量值到多个数据单元生成部420a至420n。也就是，多个测量单元可以分别对应于多个数据单元生成部420a至420n。
在步骤S203中，第k数据单元生成部420k使用从测量模块410获得的测量值来生成第k测量数据单元。在实施例中，k可以为范围从1到n-2的自然数。
第一数据单元生成部420a可以为主数据单元生成部。当第一数据单元生成部420a为主设备时，剩余的数据单元生成部可以作为从设备操作。
主数据单元生成部可以生成主同步信号并且开始生成测量数据单元。
在步骤S205中，第k数据单元生成部420k发起所生成的第k测量数据单元到第k+1数据单元生成部420k+1的发送。在实施例中，第k数据单元生成部420k可以通过光波导来发送第k测量数据单元到第k+1数据单元生成部420k+1。光波导可以为用于通过光纤来发送测量数据单元的路径。
多个数据单元生成部中的每个的输出端子可以通过光波导来连接到下一数据单元生成部的输入端子。多个数据单元生成部中的每个可以通过输出端子来发送测量数据单元到下一数据单元生成部的输入端子。
多个数据单元生成部中的每个可以预处理从测量单元接收到的测量值并且生成测量数据单元。
参照图15来描述第k测量数据单元的配置。
图15为根据实施例的用于解释测量数据单元的配置的图解。
测量数据单元可以包括第一比特组、第二比特组以及第三比特组。
第一比特组包括标识域和比特组信息域。
标识域可以为用于标识测量数据单元的域。特别地，标识域可以包括标识测量数据单元发送到的目的地的目的地标识符比特以及标识发送测量数据单元的发送方的源标识符比特。目的地标识符比特和源标识符比特中的每个可以为4比特大小，但是仅仅为示例。
源标识符比特可以具有0至14的范围，以及目的地标识符比特可以具有比特1111，但是它们仅仅为示例。
比特组信息域包括与在第一比特组之后的第二比特组有关的信息。比特组信息域可以包括与第二比特组中多个较低有效比特组的数量有关的信息。
与该多个较低有效比特组的数量有关的信息可以用于确定第k+1测量数据单元生成部插入其同步信息和第k测量数据单元之后的第k+1测量数据单元的定时。
第二比特组包括从测量单元获得的多个测量值。第二比特组包括多个较低有效比特组。所述多个较低有效比特组分别对应于多个测量值。也就是，所述多个较低有效比特组中的每个可以包括关于所述多个测量值中的每个测量值的信息。
第三比特组可以用于校验测量数据单元中的错误。校验码325可以为循环冗余校验(CRC)码，其仅仅为示例。
回过来参见图14。
第k数据单元生成部420K已经发送所生成的第k测量数据单元到第k+1数据单元生成部420k+1，并且接着在步骤S207中输出代表第k测量数据单元的发送完成的发送完成信号。
在实施例中，发送完成信号可以是作为由第k+1数据单元生成部420k+1通过使用第k测量数据单元生成第k+1测量数据单元的起始的基础的信号。此外，发送完成信号可以用于确定第k+1数据单元生成部420k+1需要插入其同步信号的定时。
在第k+1数据单元生成部420k+1接收从第k数据单元生成部420k输出的发送完成信号之后，在步骤S209中，其输出代表第k测量数据单元已经由k+1数据单元生成部420k+1接收的接收完成信号。
也就是，第k+1数据单元生成部420k+1可以接收从第k数据单元生成部420k输出的发送完成信号，并且基于所接收到的发送完成信号来输出代表第k测量数据单元已经由第k+1数据单元生成部420k+1接收的接收完成信号。
在实施例中，接收完成信号可以是作为用于由第k+1数据单元生成部420k+1通过使用第k测量数据单元来生成第k+1测量数据单元的起始的基础的信号。此外，接收完成信号可以用于确定第k+1数据单元生成部420k+1需要插入其同步信号的定时。
在接收完成信号输出之后，在步骤S211中，第k+1数据单元生成部420k+1基于从测量模块410获得的测量值来生成第k+1测量数据单元。
在步骤S213中，第k+1数据单元生成部420k+1发起基于所接收到的第k测量数据单元而生成的第k+1测量数据单元到第k+2数据单元生成部420k+2的发送。
第k+1数据单元生成部420k+1可以基于第k测量数据单元和由第k+1数据单元生成部输出的同步信号来插入第k+1测量数据单元到测量数据序列中。也就是，所述多个数据单元生成部中的每个可以通过TDM来插入测量数据单元到测量数据序列中。
参照图16来描述测量数据序列。
图16示出了根据实施例的通过TDM发送的测量数据序列。
参见图16，测量数据序列包括多个时隙、多个同步区、以及多个测量数据单元。
所述多个时隙分别对应于所述多个测量数据单元。所述多个测量数据单元中的每个可以插入到特定时隙中并且被发送。
所述多个同步区中的每个可以在由每个数据单元生成部生成的测量数据单元被插入到时隙中之前被插入。在每个数据单元生成部插入其测量数据单元之前生成的同步信号可以被插入到所述多个同步区中的每个中。
在实施例中，对应于由每个数据单元生成部输出的发送完成信号和接收完成信号中的任一个的信号可以被插入到该多个同步区中的每个中。例如，生成第二测量数据单元的第二数据单元生成部420b可以插入代表第一测量数据单元的接收被完成的接收完成信号到第一同步区Sync1中。
在另一实施例中，除了同步区之外，测量数据序列可以包括代表发送完成信号或者接收完成信号的完成区，并且每个数据单元生成部还可以插入发送完成信号或者接收完成信号到完成区中并且发送。
回过来参见图14。
在步骤S215中，第k+1数据单元生成部420k+1输出代表第k+1测量数据单元的发送被完成的发送完成信号到第k+2数据单元生成部420k+2。
在第k+2数据单元生成部420k+2接收到从第k+1数据单元生成部420k+1输出的发送完成信号之后，在步骤S217中，其输出代表第k+1测量数据单元已经由第k+2数据单元生成部420k+2接收的接收完成信号。
接着，当在步骤S219中k+2为n时，在步骤S221中，第n数据单元生成部420n基于所获得的测量值和第k+1测量数据单元来生成第n测量数据单元。
在步骤S223中，通信接口单元430发送所生成的第n测量数据单元到控制单元450。
另一方面，当在步骤S219中k+2不为n时，将k增加1并且返回步骤S211。
图17示出了根据实施例的数据处理设备的实际配置的示例。
参见图17，数据处理设备400可以包括多个数据单元生成部420a至420n以及通信接口430。图13中已经示出的某些组件已经被省略，诸如测量模块410和控制单元450。
多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以通过菊链(daisy chain)连接来串联连接并且发送测量数据单元。
例如，第一数据单元生成部420a通过第一数据单元生成部的输出端子来发送第一测量数据单元到第二数据单元生成部420b的输入端子。第二数据单元生成部420b的输入端子通过第二数据单元生成部的输出端子来发送第二测量数据单元和第二测量数据单元到第三数据单元生成部的输入端子。
前一数据单元生成部和下一数据单元生成部可以通过光波导来连接，通过该光波导，可以发送测量数据单元。
多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以插入其测量数据单元到测量数据序列并且通过TDM来发送它到下一数据单元生成部。
当来自前一数据单元生成部的测量数据单元的接收完成时，多个数据单元生成部420a至420n中的每个可以输出接收完成信号，以及当到下一数据单元生成部的测量数据单元的发送完成时，输出发送完成信号。
根据实施例，上述方法还可以具体化为程序记录介质上的处理器可读代码。处理器可读介质的示例为ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、以及光数据存贮设备，并且方法还可以以载波形式(诸如通过因特网的数据传输)来实现。
根据各种实施例，有可能甚至在通过TDM发送测量数据单元时降低对传输同步的敏感度。
此外，有可能通过串行传输来减少光缆的数量并且有简化系统的结构的效果。
上述实施例不限于上述配置和方法，并且实施例中的某些或者所有实施例还可以选择性地组合，使得可以实现各种变型例。
尽管已经参照其多个说明性的实施例描述了实施例，应该理解到将落入本公开内容的原理的精神和范围内的大量其它修改和实施例能够由那些本领域技术人员设计。更特别地，在本公开内容、附图以及所附权利要求的范围内的组件部件和/或主题组合安排的安排中的各种变形和修改是可能的。除了组件部件和/或安排中的变形和修改，可选的用途对那些本领域技术人员也将是显而易见的。

Claims (10)

1.一种高压直流输电系统中的数据处理设备，包括：
测量模块，其配置为测量高压直流输电系统中的一个或多个点的电压或者电流；以及
数据处理和控制单元，其包括多个数据单元生成部，所述多个数据单元生成部配置为使用在测量模块处测得的测量值来生成测量数据单元并且通过时分复用来对所生成的测量数据单元执行从所述多个数据单元生成部的每一个向下一数据单元生成部的串行发送，
其特征在于，
所述多个数据单元生成部中的每个数据单元生成部输出表示测量数据单元的发送完成的发送完成信号。
2.根据权利要求1所述的数据处理设备，在完成向下一数据单元生成部发送测量数据单元之后，所述多个数据单元生成部中的每个数据单元生成部输出发送完成信号。
3.根据权利要求2所述的数据处理设备，其中在完成测量数据单元的接收之后，下一数据单元生成部输出接收完成信号。
4.根据权利要求3所述的数据处理设备，其中所述发送完成信号和所述接收完成信号中的每个是作为由每个数据单元生成部生成的测量数据单元的生成起始的基础的信号。
5.根据权利要求3所述的数据处理设备，其中所述发送完成信号和所述接收完成信号中的每个是用于确定每个数据单元生成部需要插入其同步信号的定时的信号。
6.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中每个测量数据单元均包括：
第一比特组，其包括标识测量数据单元的信息和关于下一比特组的信息；
第二比特组，其代表测量值；以及
第三比特组，其用于测量数据单元的错误校验。
7.根据权利要求6所述的数据处理设备，其中所述第一比特组包括标识域和比特组信息域，
所述标识域包括：目的地标识符比特，其标识测量数据单元发送到的目的地；以及源标识符比特，其标识发送测量数据单元的发送方；以及
所述比特组信息域包括关于第二比特组中多个低有效比特组的数量的信息。
8.根据权利要求7所述的数据处理设备，其中每个数据单元生成部基于关于所述多个低有效比特组的数量的信息来确定测量数据单元的插入时间。
9.根据权利要求6所述的数据处理设备，其中第三比特组代表循环冗余校验。
10.根据权利要求1所述的数据处理设备，进一步包括控制单元，所述控制单元对通过时分复用串行发送的测量数据序列进行编码并且将编码结果提供给外部。
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