CN105098827B - 用于高压直流输电系统的数据处理装置和方法 - 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装置。所述数据处理装置包括：测量模块，其测量高压直流输电系统中的一个或多个点的电压或电流；数据处理单元，其利用测量模块测得的测量值来生成测量数据单元；以及通信模块，其通过一束光纤，利用波分复用将测量数据单元传输至外部，其中所述光纤包括多个芯。

Description

用于高压直流输电系统的数据处理装置和方法
技术领域
本公开涉及一种用于高压直流(HVDC)输电系统的数据处理装置和方法。
背景技术
根据高压直流(HVDC)输电系统，在发送站将发电厂产生的AC电力转换为DC电力，并随后将DC电力进行传输后，接收站将DC电力再转换为AC电力，然后供应电力。
HVDC系统应用于海底电缆输电、大量的长距离输电和AC系统间的互连等。另外，HVDC输电系统能够实现不同频率系统互连和异步互连。
发送站将AC电力转换为DC电力。也就是说，由于使用海底电缆传输AC电力是非常危险的，因此发送站将AC电力转换为DC电力以将DC电力传输到接收站。
这样的HVDC输电系统利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，time division multiplexing)来传输关于测量值的数据。当HVDC输电系统通过TDM利用串行传输来传输测量的数据时，能够最小化光缆的使用率，但是TDM具有对传输同步敏感的局限性。
此外，当利用TDM传输测量数据时，存在信道的瓶颈随着测量模块的数量增加而增大的局限性。
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装置。
由于利用波分复用(WDM，wavelength division multiplexing)并行地传输测量数据，实施例还提供了即使当测量模块(或数据单元生成部)的数量大时也可以满足系统需求的用于HVDC输电系统的数据处理装置。
实施例还提供了减少缆线数量并简化系统结构的用于HVDC输电系统的数据处理装置。
在一个实施例中，高压直流(HVDC)输电系统中的数据处理装置包括：测量模块，其测量HVDC系统中一个或多个点处的电压或电流；数据处理单元，其利用测量模块测得的测量值来生成测量数据单元；以及通信模块，其通过一束光纤，利用波分复用将所述测量数据单元传输至外部，其中，所述光纤包括多个芯。
所述多个芯可以分别与一个或多个测量数据单元相对应，并且所述通信模块通过所述多个芯分别将所述测量数据单元传输至外部。
所述数据处理单元可以包括多个数据单元生成部，并且所述多个数据单元生成部中的每一个数据单元生成部利用所述测量模块测得的测量值来生成测量数据单元，并将所生成的所述测量数据单元发送给所述通信模块。
所述多个芯可以分别对应于配置所述数据处理单元的多个数据单元生成部。
所述多个芯可以分别对应于至少两个数据单元生成部。
所述通信模块可以通过一束光纤并行传输所述测量数据单元。
所述通信模块可以将多个波长带(wavelength bands)分别分配给所述测量数据单元并传输所述测量数据单元。
数据处理装置还可以进一步包括控制单元，该控制单元对所述测量数据单元编码并将编码结果发送至外部。
每一个所述数据单元生成部可以对测量模块测得的测量值进行预处理，以生成经预处理的测量数据单元。
结合附图和下面的详细描述对一个或多个实施例的细节进行说明。通过详细描述、附图和权利要求，其他特征将显而易见。
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(three-phase valve bridge)和变压器的连接。
图5是说明根据实施例的数据处理装置的配置的图。
图6是说明根据实施例从每个预处理单元发送数据的时序的图。
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是说明根据实施例的对测量数据编码的过程的图。
图9是根据另一个实施例的数据处理装置的框图，且图10示出了根据另一个实施例的数据处理装置的实际配置。
图11是根据实施例的数据处理装置的操作方法的流程图。
图12是说明根据实施例的测量数据包的结构的图。
图13是说明根据另一个实施例的数据处理装置的配置的图。
图14是说明根据本发明的实施例的利用WDM的数据传输方法的图。
图15示出了根据另一个实施例的数据处理装置的实际配置的示例。
图16是根据另一个实施例的数据处理装置的操作方法的流程图。
具体实施方式
下面参考附图更详细地描述一些实施例。考虑到易于撰写说明书，在下面的详细描述中，给出或混合了部件的例如“部”、“模块”和“单元”的名词词尾。也就是说，名词词尾本身各自不具有能区别的含义或作用。
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、发送侧变压部103、DC传输部140、接收侧变压部105、接收侧AC部170、接收部180和控制部190。发送侧变压部103包括：发送侧变压器部120和发送侧AC/DC转换器部130。接收侧变压部105包括：接收侧AC/DC转换器部150和接收侧变压器部160。
发电部101产生三相AC电力。发电部101可以包括多个发电站。
发送侧AC部110将发电部101产生的三相AC电力发送到DC变电站，所述DC变电站包括发送侧变压器部120和发送侧AC/DC转换器部130。
发送侧变压器部120使发送侧AC部110与发送侧AC/DC转换器部130和DC传输部140隔离开。
发送侧AC/DC转换器部130将与发送侧变压器部120的输出相对应的三相AC电力转换为DC电力。
DC传输部140将发送侧DC电力传输到接收侧。
接收侧DC/AC转换器部150将DC传输部140传输的DC电力转换为三相AC电力。
接收侧变压器部160使接收侧AC部170与接收侧DC/AC转换器部150和DC传输部140隔离开。
接收侧AC部170向接收部180提供与接收侧变压器部160的输出相对应的三相AC电力。
控制部190控制发电部101、发送侧AC部110、发送侧变压部103、DC传输部140、接收侧变压部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和接收侧DC/AC转换器部150中的至少一个。特别的，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内的多个阀的导通定时和关断定时。在该情况下，阀可以与晶闸管或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)相对应。
图2示出了根据实施例的单极HVDC输电系统。
特别的，图2示出了传输单极DC电力的系统。尽管在下面的描述中假设该单极是正极，但并不需要限定于此。
发送侧AC部110包括：AC传输线111和AC滤波器113。
AC传输线111将由发电部101产生的三相AC电力传输到发送侧变压部103。
AC滤波器113从传输的三相AC电力中滤除除了变压部103所使用的频率分量以外的其他频率分量。
发送侧变压器部120包括用于正极的一个或多个变压器121。对于该正极，发送侧AC-DC转换器部130包括：产生正极DC电力的AC/正极DC转换器131，并且AC/正极DC转换器131包括分别与一个或多个变压器121相对应的一个或多个三相阀桥131a。
当使用一个三相阀桥131a时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来产生具有6个脉冲的正极DC电力。在该情况下，变压器121的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或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电力来产生具有12个脉冲的正极DC电力。在该情况下，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，且两个变压器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电力来产生具有18个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲数量越多，滤波器的价格越可以降低。
DC传输部140包括：发送侧正极DC滤波器141、正极DC传输线143和接收侧正极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传输线143可以具有一条传输正极DC电力的DC线，并且大地可以用作电流反馈路径。DC线上可以配置一个或多个开关。
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传输线143传输的正极DC电力进行DC滤波。
接收侧DC/AC转换器部150包括具有一个或多个三相阀桥151a的正极DC/AC转换器151。
接收侧变压器部160包括分别与用于正极的一个或多个三相阀桥151a相对应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电力来产生具有6个脉冲的AC电力。在该情况下，变压器161的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或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电力来产生具有12个脉冲的AC电力。在该情况下，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，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电力来产生具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，滤波器的价格越可以降低。
接收侧AC部170包括：AC滤波器171和AC传输线173。
AC滤波器171从接收侧变压部105产生的AC电力中滤除除了接收部180所使用的频率分量(例如，约60Hz)以外的其他频率分量。
AC传输线173将滤波后的AC电力传输到接收部180。
图3示出了根据实施例的双极HVDC输电系统。
特别的，图3示出了传输双极DC电力的系统。尽管在下面的详细描述中假设该两个极是正极和负极，但是不需要限定于此。
发送侧AC部110包括：AC传输线111和AC滤波器113。
AC传输线111将发电部101产生的三相AC电力传输到发送侧变压部103。
AC滤波器113从传输的三相AC电力中滤除除了变压部103所使用的频率分量以外的其他频率分量。
发送侧变压器部120包括：用于正极的一个或多个变压器121和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：产生正极DC电力的AC/正极DC转换器131和产生负极DC电力的AC/负极DC转换器132，AC/正极DC转换器131包括分别与用于正极的一个或多个变压器121相对应的一个或多个三相阀桥131a，并且AC/负极DC转换器132包括分别与用于负极的一个或多个变压器122相对应的一个或多个三相阀桥132a。
当使用一个三相阀桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来产生具有6个脉冲的正极DC电力。在该情况下，变压器121的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
当使用两个三相阀桥131a用于正极时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来产生具有12个脉冲的正极DC电力。在该情况下，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，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用于正极时，AC/正极DC转换器131可以使用AC电力来产生具有18个脉冲的正极DC电力。正极DC电力的脉冲数量越多，滤波器的价格越可以降低。
当使用一个三相桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132可以产生具有6个脉冲的负极DC电力。在该情况下，变压器122的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
当使用两个三相桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132可以产生具有12个脉冲的负极DC电力。在该情况下，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，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。
当使用三个三相桥132a用于负极时，AC/负极DC转换器132可以产生具有18个脉冲的负极DC电力。负极DC电力的脉冲数量越多，滤波器的价格越可以降低。
DC传输部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传输线143、负极DC传输线144、接收侧正极DC滤波器145和接收侧负极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传输线143可以具有一条用于传输正极DC电力的DC线，并且大地可以用作电流反馈路径。DC线上可以配置一个或多个开关。
负极DC传输线144可以具有一条用于传输负极DC电力的DC线，并且大地可以用作电流反馈路径。DC线上可以配置一个或多个开关。
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传输线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传输线144传输的负极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，并且负极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包括分别与用于正极的一个或多个三相阀桥151a相对应的一个或多个变压器161，以及分别与用于负极的一个或多个三相阀桥152a相对应的一个或多个变压器162。
当使用一个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来产生具有6个脉冲的AC电力。在该情况下，变压器161的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
当使用两个三相阀桥151a用于正极时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来产生具有12个脉冲的AC电力。在该情况下，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，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用于正极时，正极DC/AC转换器151可以使用正极DC电力来产生具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，滤波器的价格越可以降低。
当使用一个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152可以使用负极DC电力来产生具有6个脉冲的AC电力。在该情况下，变压器162的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y连接或Y-Δ连接。
当使用两个三相阀桥152a用于负极时，负极DC/AC转换器152可以使用负极DC电力来产生具有12个脉冲的AC电力。在该情况下，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，两个变压器162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152a用于负极时，负极DC/AC转换器152可以使用负极DC电力来产生具有18个脉冲的AC电力。AC电力的脉冲数量越多，滤波器的价格越可以降低。
接收侧AC部170包括：AC滤波器171和AC传输线173。
AC滤波器171从接收侧变压部105产生的AC电力中滤除除了接收部180使用的频率分量(例如，约60Hz)以外的其他频率分量。
AC传输线173将滤波后的AC电力传输到接收部180。
图4示出了根据实施例的三相阀桥和变压器的连接。
特别的，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。由于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的连接等可以容易地从图4中获知，因此略去了它们的附图和描述。
在图4中，具有Y-Y连接的变压器121被称为上部变压器，具有Y-Δ连接的变压器122被称为下部变压器，连接到上部变压器的三相阀桥131a被称为上部三相阀桥，以及连接到下部变压器的三相阀桥131a被称为下部三相阀桥。
上部三相阀桥和下部三相阀桥具有作为用于输出DC电力的两个输出端：第一输出端OUT1和第二输出端OUT2。
上部三相阀桥包括6个阀D1至D6，下三相阀桥包括6个阀D7至D12。
阀D1的阴极连接至第一输出端OUT1，且阀D1的阳极连接至上部变压器的次级线圈的第一端子。
阀D2的阴极连接至阀D5的阳极，且阀D2的阳极连接至阀D6的阳极。
阀D3的阴极连接至第一输出端OUT1，且阀D3的阳极连接至上部变压器的次级线圈的第二端子。
阀D4的阴极连接至阀D1的阳极，且阀D4的阳极连接至阀D6的阳极。
阀D5的阴极连接至第一输出端OUT1，且阀D5的阳极连接至上部变压器的次级线圈的第三端子。
阀D6的阴极连接至阀D3的阳极。
阀D7的阴极连接至阀D6的阳极，且阀D7的阳极连接至下部变压器的次级线圈的第一端子。
阀D8的阴极连接至阀D11的阳极，且阀D8的阳极连接至第二输出端OUT2。
阀D9的阴极连接至阀D6的阳极，且阀D9的阳极连接至下部变压器的次级线圈的第二端子。
阀D10的阴极连接至阀D7的阳极，且阀D10的阳极连接至第二输出端OUT2。
阀D11的阴极连接至阀D6的阳极，且阀D11的阳极连接至下部变压器的次级线圈的第三端子。
阀D12的阴极连接至阀D9的阳极，且阀D12的阳极连接至第二输出端OUT2。
图5是用于说明根据实施例的数据处理装置的配置的图。
参考图5，数据处理装置200包括多个预处理组10a至10n和多个控制单元5a至5n。
数据处理装置200可以包括在图1的HVDC输电系统的控制部190内。
多个预处理组10a至10n中的每一个预处理组可以包括多个预处理单元。多个预处理组10a至10n可以分别与多个控制单元相对应。
第一预处理组10a中的多个预处理单元1a至1n中每一个预处理单元的输出端子可以通过光波导4连接到随后的预处理单元的输入端子。多个预处理单元1a至1n中每一个预处理单元可以通过输出端子2将数据发送到随后的预处理单元的输入端子。
配置在最末端的预处理单元1n可以通过光波导4连接到控制单元5a。
多个预处理单元1a至1n可以连接到多个测量单元(未示出)。
多个预处理单元1a至1n可以对测量单元测量的测量值进行预处理，转换这些值并将转换后的值分别发送到多个控制单元5a至5n。
第一预处理单元1a对从测量单元接收到的测量值进行预处理，并输出第一预处理数据。
从第一预处理单元1a的输出端子2输出的第一预处理数据通过光波导4传输到第二预处理单元1b的输入端子3。通过第二预处理单元1b的输入端子3发送的第一预处理数据与来自第二预处理单元1b的第二预处理数据一起发送到随后的预处理单元的输入端子。将从配置在最末端的第n个预处理单元1n接收到的预处理数据被发送到控制单元5a。
多个控制单元5a至5n分别从多个预处理组接收预处理数据。
多个控制单元5a至5n中的每一个控制单元可以对接收到的预处理数据编码，并将已编码的数据发送到外部。
图6是用于说明根据实施例从每个预处理单元发送数据的时序的图。
参考图6，数据字6始于同步信号7，其后附加了起始位8。多个位组9-14n和校验位组15可以设置在起始位8之后。
第一位组9可以包括两个位组元素10和11。两个位组元素10和11中的每一个位组元素有8位的长度。
第一位组元素10包括用于标识每个预处理单元的位序列。第二位组元素11包括关于第一位组9之后的多个位组12-15的信息。多个位组12至15与多个测量值、状态和校验位组相对应。
第二位组12和第三位组13包括关于测量单元所测得的测量值的状态信息。关于测量值的状态信息可以是预处理单元产生的测量值的状态信息。关于测量值的状态信息可以包括关于测量值的有效性的信息和关于预处理是否已经执行的信息。
第三位组13后的多个位组14a至14n分别与预处理单元产生的多个测量值相对应。
多个位组14a至14n后的校验位组15可以用于校验即将使用数据字6传输的数据是否可能是可靠的数据。
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。
参考图7，多个数据字6a至6n中的每一个数据字与图6中的数据字相对应。
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包括从图5中的第二预处理单元1b输出的第一数据字6a和第二数据字6b。
第n个数据记录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可以用作主机，并通过使用主同步信号19来启动数据传输。
在产生主同步信号19之后，第一预处理单元1a传输具有如图6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包括第二位组元素11，第二位组元素11包含有关于第一位组9之后的多个位组12至15的数量的信息。
关于多个位组12至15的数量的信息可以用来确定表示第二预处理单元1b在哪个正时将其自身的同步信号7b和第二数据字6b插入第一数据字6a之后的插入时间。由于确定了插入时间，因此可以产生第二数据记录17。
之后的预处理单元中的每一个预处理单元可以以同样的方式插入其同步信号和数据字以产生数据记录。最后，可以产生第n个数据记录18。
第n个预处理单元1n输出的数据可以通过光波导4传输到控制单元5。控制单元5可以对第n个预处理单元1n输出的数据执行附加的处理。
图8是说明根据实施例的对测量数据编码的过程的图。
图5中的多个控制单元中的每一个控制单元可以使用双相编码对预处理单元的测量值中的每一个测量值进行编码。
当使用双相编码时，测量值可以用代表低信号的0和代表高信号的1来表示。双相编码不允许一个数据字中出现连续的低或高状态。
参考图8，表示测量值的测量数据20包括低信号和高信号。控制单元可以通过双相编码对测量数据20编码，并产生已编码的传输信号21。已编码的传输信号21不具有连续的低信号和连续的高信号。这样的编码允许在传输信号21中清楚地表示同步信号。在一个实施例中，可以表达第一预处理单元1a产生的主同步信号19，从而连续表示13个低信号，并且可以表达除了第一预处理单元1a以外的其余的预处理单元产生的同步信号7b至7n中的每一个同步信号，从而连续表示7个低信号。
接下来描述图9至12。
在图9至图12中，各部件间的数据传输可以基于波分复用(WDM)来实现。WDM表示通过一束光纤传送多个波长。
图9和图10是用于说明根据另一个实施例的HVDC输电系统的数据处理装置的图。
图9是根据另一个实施例的数据处理装置的框图，图10示出了根据另一个实施例的数据处理装置的实际配置。
数据处理装置300可以包括在图1中的控制部190内，但是本发明的构思并不需要限定于此，并且数据处理装置可以是独立的装置。
参考图9，数据处理装置300包括测量模块310、数据生成单元320、接口单元330、数据采集单元340和控制单元350。
测量模块310获取HVDC输电系统的一个或多个点的测量值。在实施例中，测量模块310可以获取图1和图2中的HVDC输电系统中任何一个点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压和AC部110和170中的点的AC电流。另外，测量值可以包括直流传输部140的DC电压和直流传输部140中的点的DC电流。然而，本发明的构思并不需要限定于此，并且测量值可以包括用于配置HVDC输电系统的部件的输入端子或输出端子的电压/电流。
数据生成单元320利用从测量模块310获取的测量值来产生测量数据单元。数据生成单元320可以包括多个数据单元生成部320a至320n，多个数据单元生成部320a至320n中的每一个可以利用从测量模块310获取的测量值来生成测量数据单元。数据单元生成部320a至320n中的每一个可以对从测量模块310获取的测量值进行预处理。多个数据单元生成部320a至320n中的每一个可以执行从测量值中去除不必要的信息的初步处理，从而控制单元350提取测量值的有效值。多个数据单元生成部320a至320n中的每一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320a至320n中的每一个可以通过接口单元330向数据采集单元340传输经过预处理的测量数据单元。
接口单元330向数据采集单元340传输分别由多个数据单元生成部320a至320n生成的多个测量数据单元。
接口单元330以并行方式向数据采集单元340传输分别由多个数据单元生成部320a至320n生成的多个测量数据单元。
接口单元330可以使用底板总线规范向数据采集单元340传输由多个数据单元生成部320a至320n中的每一个数据单元生成部生成的测量数据单元。接口单元330可以将多个数据单元生成部320a至320n和数据采集单元320连接以起到用作传输测量数据单元的路径的功能。
数据采集单元340采集通过接口单元330传输的多个测量数据单元。
在一个实施例中，数据采集单元340可以采集通过接口单元330同时传输的多个测量数据单元。也就是说，数据采集单元340可以通过底板总线规范同时采集多个测量数据单元。
数据采集单元340可以起到缓存器的作用。也就是说，当在多个数据单元生成部320a-320n和控制单元350之间发送和接收数据时，数据采集单元340可以被用作临时存储数据的临时存储器。
数据采集单元340可以称为门模块(gate module)。
数据采集单元340基于采集的多个测量数据单元来生成测量数据包。
在一个实施例中，数据采集单元340可以使用多个测量数据单元来生成一个测量数据包。
数据采集单元340可以对所生成的测量数据包进行编码以生成已编码的测量数据包。数据采集单元340可以对多个测量数据单元中的每一个测量数据单元进行编码，并利用编码结果来生成一个测量数据包。
数据采集单元340将生成的数据包发送到控制单元350。
控制单元350根据触发信号将已接收到的测量数据包提供给外部。
触发信号可以是用于开始测量数据包的传输的动因。
在一个实施例中，触发信号可以以有规律的时间间隔产生。也就是说，控制单元350可以以限定的时间间隔向外部提供测量数据包。
在另一个实施例中，触发信号可以以无规律的时间间隔产生。控制单元350可以以无规律的时间间隔向外部提供测量数据包。
在另一个实施例中，触发信号可以是来自另一个控制单元的请求。也就是说，图10中的第一控制单元350_1可以由于来自第二控制单元350_2的请求而向第二控制单元350_2提供测量数据包。同样地，第二控制单元350_2可以由于来自第一控制单元350_1的请求而向第一控制单元350_1提供测量数据包。
第一控制单元350_1或第二控制单元350_2可以使用光缆来传输和接收测量数据包。
在另一个实施例，触发信号可以是来自用户的请求。控制单元350可以根据来自用户的请求而向用户终端提供测量数据包。在这个例子中，用户终端可以是计算机、笔记本电脑或例如智能手机的移动终端，但是本发明的构思并不需要限定于此。
图10示出第一数据处理装置300-1和第二数据处理装置300-2。第一数据处理装置300-1和第二数据处理装置300-2中的每一个的配置与其同在图9中的配置相同，但是略去了一些部件。
第一控制单元350_1可以通过第二数据采集单元340-2将来自第一数据处理装置300-1的测量数据包发送到第二控制单元350_2。
第二控制单元350_2可以通过第一数据采集单元340-1将来自第二数据处理装置300-2的测量数据包发送到第一控制单元350_1。
接下来描述图11。
图11是根据实施例的数据处理装置的操作方法的流程图。
参考图11，在步骤S101中，数据处理装置300的测量模块310获取在HVDC输电系统中的一个或多个点的测量值。
在一个实施例，测量模块310可以获取图1和图2中的HVDC输电系统中任何一点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压和AC部110和170中的点的AC电流。另外，测量值可以包括DC传输部140的DC电压和DC传输部140中的点的DC电流。然而，本发明的构思并不需要限定于此，并且测量值可以包括用于配置HVDC输电系统的部件的输入端子或输出端子的电压/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一个测量单元可以向多个数据单元生成部320a至320n发送测量值。
在步骤S103中，多个数据单元生成部320a至320n中的每一个数据单元生成部利用从测量模块310获取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中的每一个数据单元生成部可以对从测量模块310接收到的测量值进行预处理。多个数据单元生成部320a至320n中的每一个数据单元生成部可以执行从测量值中去除不必要的信息的初步处理，从而控制单元350提取测量值的有效值。多个数据单元生成部320a至320n中的每一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中的每一个数据单元生成部可以通过接口单元330向数据采集单元340发送经过预处理的测量数据单元。
在步骤S105中，接口单元330向数据采集单元340传输分别由多个数据单元生成部320a至320n生成的多个测量数据单元。
接口单元330可以使用底板总线规范来向数据采集单元340传输由多个数据单元生成部320a至320n中的每一个生成的测量数据单元。接口单元330可以将多个数据单元生成部320a至320n和数据采集单元320连接，以起到作为传输测量数据单元的路径的作用。
接口单元330可以通过一条光缆向数据采集单元340传输多个测量数据单元。也就是说，多个数据单元生成部320a至320n可以共享一条光缆。
因此，接口单元330可以并行地通过一条缆线传输多个测量数据单元。在这种情况下，接口单元330可以使用WDM向数据采集单元340传输多个测量数据单元。
在步骤S107中，数据采集单元340采集通过接口单元330传输的多个测量数据单元。
在一个实施例中，数据采集单元340可以同时采集通过接口单元330传输的多个测量数据单元。也就是说，数据采集单元340可以通过底板总线规范同时采集多个测量数据单元。
数据采集单元340可以起到缓存器的作用。也就是说，当在多个数据单元生成部320a至320n和控制单元350之间发送和接收数据时，数据采集单元340可以用作临时存储数据的临时存储器。
数据采集单元340可以称为门模块。
在步骤109中，数据采集单元340基于采集的多个测量数据单元来生成测量数据包。
在一个实施例中，数据采集单元340可以利用多个测量数据单元来生成一个测量数据包。
数据采集单元340可以对所生成的测量数据包进行编码以生成已编码的测量数据包。数据采集单元340可以对多个测量数据单元中的每一个测量数据单元进行编码，并利用编码结果来生成一个测量数据包。
参考图12描述测量数据包的结构。
图12是说明根据实施例的测量数据包的结构的图。
参考图12，测量数据包可以包括：报头321、测量数据323和校验码325。
报头321包括：标识符域和长度域。
标识符ID域是用于标识测量数据包的域。
长度域是表示在报头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。因此，测量数据包的报头可以仅包括简单用于表示测量数据包的信息。
报头321后面是测量数据323和校验码325。
测量数据323包括与在数据单元生成部中预处理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与多个数据单元生成部相对应。也就是说，多个测量数据域中的每一个可以表示从多个数据单元生成部接收到的多个测量值。
测量数据323之后是校验码325.
校验码325用于校验测量数据包是否是可靠的数据单元。也就是说，校验码325可以用于校验测量数据包中的错误。校验码325可以是循环冗余校验(CRC)码，这仅是一个示例。
在图12的测量数据包的情况下，与图6的相比较，减少报头的数量是可能的。也就是说，根据图6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。然而，由于根据图12的实施例的测量数据包仅包括一个报头，所以图12的实施例可以相对地减少开销。
根据实施例，由于从多个数据单元生成部传输的测量数据单元在传输中不是时分的，因此具有对传输同步不敏感的效果。
根据实施例，由于从多个数据单元生成部传输的测量数据单元是通过一个接口传输的，因此能够减少缆线的数量并且简化系统的结构。
再次参考图11。
在步骤S111中，数据采集单元340向控制单元350发送所生成的数据包。
在实施例中，数据采集单元340可以使用WDM向控制单元350传输测量数据包。WDM表示通过一根光纤传送多个波长。
在步骤S113中，控制单元350根据触发信号向外部提供接收到的测量数据包。
触发信号可以同步启动测量数据包的传输。
在实施例中，触发信号可以是在数据处理装置300中预设的时间同步。触发信号可以以有规律的时间间隔产生。也就是说，控制单元350可以以限定的时间间隔向外部提供测量数据包。
另外，触发信号可以以无规律的时间间隔产生。控制单元350可以以无规律的时间间隔向外部提供测量数据包。
在另一个实施例中，触发信号可以是来自另一个控制单元的请求。也就是说，图10中的第一控制单元350_1可以由于来自第二控制单元350_2的请求而向第二控制单元350_2提供测量数据包。同样地，第二控制单元350_2可以由于来自第一控制单元350_1的请求而向第一控制单元350_1提供测量数据包。
第一控制单元350_1或第二控制单元350_2可以使用光缆传输和接收测量数据包。
在另一个实施例，触发信号可以是来自用户的请求。控制单元350可以根据来自用户的请求而向用户终端提供测量数据包。在这个示例中，用户终端可以是计算机、笔记本电脑或例如智能手机的移动终端，但是本发明的构思并不需限定于此。
图13是说明根据另一个实施例的数据处理装置的配置的图。
参考图13，数据处理装置400包括：测量模块410、数据处理单元420、通信接口单元430和控制单元450。
测量模块410获取HVDC输电系统中一个或多个点的测量值。在实施例中，测量模块410可以获取图1和图2中的HVDC输电系统中任何一个点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压和AC部110和170中的点的AC电流。此外，测量值可以包括DC传输部140的DC电压和DC传输部140中的点的DC电流。然而，本发明的构思并不需要限定于此，并且测量值可以包括用于配置HVDC输电系统的部件的输入端子或输出端子的电压/电流。
数据处理单元420利用从测量模块410获取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中的每一个数据单元生成部可以利用从测量模块410获取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中的每一个数据单元生成部可以对从测量模块410获取的测量值进行预处理。多个数据单元生成部420a至420n中的每一个数据单元生成部可以执行从测量值中去除不必要的信息的初步处理，从而控制单元450提取测量值的有效值。多个数据单元生成部420a至420n中的每一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420a至420n中的每一个数据单元生成部可以通过TDM将已生成的测量数据单元传输到随后的数据单元生成部。
通信模块430可以使用WDM将接收到的测量数据单元传输到控制单元450。通信模块430可以并行地向控制单元450传输多个测量数据单元。通信模块430可以使用WDM向控制单元450传输多个测量数据单元。WDM将数据分配给多个波长带中的每一个波长带以通过光纤传输数据。由于光纤可以在非常宽的频域内传输大量的数据，所以WDM是经济的并且具有提高传输率的效果。
参考图14对WDM进行描述。
图14是说明根据本发明的实施例的使用WDM的数据传输方法的图。
参考图14，通信模块430可以包括多路复用器431和光纤433。尽管图示出了光纤433包括在通信模块430中，但是本发明的构思并不限定于此，并且光纤可以是独立的部件。
多路复用器431可以对分配给多个波长带λ1至λn的测量数据单元执行多路复用以输出数据片段。
光纤433可以向控制单元450的解多路复用器451传输多路复用器431输出的数据。
解多路复用器451可以对已被多路复用的数据执行解多路复用以获取多个波长带。
再次参考图13。
通信模块430可以将从多个数据单元生成部420a至420n接收到的测量数据分别分配给多个波长带以将已分配的数据单元传输到控制单元450。
在实施例中，通信模块430可以并行地向控制单元450传输多个测量数据单元。光纤包括：芯区和用于包围芯区的包层区。芯区内可以包括一个或多个芯。
当光纤包括多个芯时，通信模块430可以将测量数据单元分配给多个芯中的每一个芯，以将已分配的数据单元传输到控制单元450。
多个波长带可以分配给多个芯中的每一个芯。多个芯中的每一个芯也可以被分配有相同数量的波长带。当一束光纤包括多个芯时，可以同时传输大量的数据。
在实施例中，多个芯可以分别与配置数据处理单元420的多个数据单元生成部相对应。因此，多个芯可以分别将来自多个数据单元生成部的测量数据单元传输到控制单元450。
在另一个实施例中，多个芯中的每一个芯可以与至少两个数据单元生成部相对应。在这种情况下，通信模块430可以向多个芯中的每一个芯分配波长带，并且多个芯中的每一个芯可以通过已分配的波长带向控制单元450传输两个或更多个测量数据单元。
通信模块430可以对多个芯设置优先级并且根据设置的优先级来传输测量数据单元。具体地，当多个测量单元中的任何一个测量单元测量的测量值需要首先被传输时，通信模块430可以首先通过多个芯中具有高优先级的芯来传输测量数据单元。
控制单元450可以控制数据处理装置400的总体操作。
控制单元450可以对从通信模块430接收到的测量数据单元进行编码以向外部提供编码结果。
控制单元450可以使用双相编码对测量数据单元进行编码。
图15示出了根据另一个实施例的数据处理装置的实际配置的示例。
图15示出了第一数据处理装置400_1和第二数据处理装置400_2。第一数据处理装置400_1和第二数据处理装置400_2中的每一个的配置与其在图13中的配置相似。然而，略去了一些部件。
第一数据处理单元420_1向第一通信模块430_1传输多个测量数据单元。
第一通信模块430_1利用WDM向第一控制单元450_1传输多个测量数据单元。
第二数据处理单元420_2向第二通信模块430_2传输多个测量数据单元。
第二通信模块430_2利用WDM向第二控制单元450_2传输多个测量数据单元。
第一控制单元450_1可以从第二通信模块430_2接收由第二数据处理单元420_2生成的测量数据单元。甚至在这种情况下，仍可以使用WDM。
第二控制单元450_2可以从第一通信模块430_1接收由第一数据处理单元420_1生成的测量数据单元。甚至在这种情况下，仍可以使用WDM。
每个控制单元可以基于触发信号而向外部提供已接收到的测量数据单元。触发信号可以开始测量数据包的传输的同步。
在实施例中，触发信号可以是在数据处理装置400中预设的时间同步。触发信号可以以有规律的时间间隔产生。也就是说，控制单元450可以以限定的时间间隔向外部提供测量数据单元。
另外，触发信号可以以无规律的时间间隔产生。控制单元450可以以无规律的时间间隔向外部提供测量数据单元。
在另一个实施例中，触发信号可以是来自另一个控制单元的请求。也就是说，图15中的第一控制单元450_1可以由于来自第二控制单元450_2的请求而向第二控制单元450_2提供测量数据单元。同样地，第二控制单元450_2可以由于来自第一控制单元450_1的请求而向第一控制单元450_1提供测量数据单元。
第一控制单元450_1或第二控制单元450_2可以使用光缆来传输和接收测量数据单元。
在另一个实施例，触发信号可以是来自用户的请求。控制单元350可以根据来自用户的请求而向用户终端提供测量数据单元。在这个例子中，用户终端可以是计算机、笔记本电脑、例如智能手机的移动终端，等等。而本发明的构思并不需要限定于此。
图16是根据另一个实施例的数据处理装置的操作方法的流程图。
参考图16，在步骤S201中，数据处理装置400的测量模块410获取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可以获取图1和图2中的HVDC输电系统中的任何一个点的测量值。测量值可以包括AC部110和170中的点的AC电压和AC部110和170中的点的AC电流。另外，测量值可以包括DC传输部140的DC电压和DC传输部140中的点的DC电流。然而，本发明的构思并不需要限定于此，并且测量值可以包括用于配置HVDC输电系统的部件的输入端子或输出端子的电压/电流。
测量模块410可以包括多个测量单元(未示出)。多个测量单元中的每一个测量单元可以向多个数据单元生成部420a-420n传输测量值。也就是说，多个测量数据单元可以分别与多个数据单元生成部420a至420n相对应。
在步骤S203中，多个数据单元生成部420a至420n中的每一个数据单元生成部利用从测量模块410获取的测量值来生成测量数据单元。
多个数据单元生成部420a-420n中的每一个数据单元生成部可以对从测量模块410接收到的测量值进行预处理。多个数据单元生成部420a至420n中的每一个数据单元生成部可以执行从测量值中去除不必要的信息的初步处理，从而控制单元450提取测量值的有效值。多个数据单元生成部420a至420n中的每一个数据单元生成部可以执行预处理以生成测量数据单元。
在步骤205中，多个数据单元生成部420a至420n中的每一个数据单元生成部可以向通信模块430传输所生成的测量数据单元。
在步骤207中，通信模块430使用WDM将接收到的测量数据单元传输到控制单元450。
通信模块430可以并行地向控制单元450传输多个测量数据单元。通信模块430可以利用WDM向控制单元450传输多个测量数据单元。WDM将数据分分配给多个波长带中的每一个波长带以通过光纤传输数据。由于光纤可以在非常宽的频域内传输大量的数据，因此WDM是经济的并且具有提高传输率的效果。
通信模块430可以将从多个数据单元生成部420a至420n接收到的测量数据单元分别分配给多个波长带，以向控制单元450传输已分配的数据单元。
在实施例中，通信模块430可以通过一束光纤向控制单元450传输多个测量数据单元。光纤包括：芯区以及包围芯区的包层区。芯区内可以包括一个或多个芯。
当光纤包括多个芯时，通信模块430可以将测量数据单元分别分配给多个芯以向控制单元450传输已分配的数据单元。
多个波长带可以分配给多个芯中的每一个芯。多个芯中的每一个芯也可以被分配有相同数量的波长带。当一束光纤包括多个芯时，可以同时传输大量的数据。
在实施例中，多个芯可以分别与配置数据处理单元420的多个数据单元生成部相对应。因此，多个芯可以向控制单元450分别传输来自多个数据单元生成部的测量数据单元。
在另一个实施例中，多个芯中的每一个芯可以与至少两个数据单元生成部相对应。在这种情况下，通信模块430可以为多个芯中的每一个芯分配波长带，并且多个芯中的每一个芯可以通过已分配的波长带向控制单元450传输两个或更多个测量数据单元。
通信模块430可以为多个芯设置优先级并且根据设置的优先级来传输测量数据单元。具体地，当多个测量单元中的任何一个测量的测量值需要首先被传输时，通信模块430可以首先通过多个芯中具有高优先级的芯来传输测量数据单元。
时分复用(TDM)具有信道的瓶颈随数据单元生成部的数量的增加而增大和TDM对传输同步敏感的局限性。另外，TDM具有只有在高数据传输率时才能够满足系统需求的局限性。
然而，由于根据本发明的数据处理装置400将每个测量数据单元分配给特定的波长带并且并行地传输它，所以，即使当数据单元生成部的数量巨大时，也存在降低信道瓶颈的可能，并且即使当数据传输率不高时，也存在满足系统需求的可能。
在步骤209中，控制单元450可以对从通信模块430接收到的测量数据单元进行编码以向外部提供编码结果。
根据实施例，上面描述的方法也可以具体实施为程序记录介质上的处理器可读编码。处理器可读介质的示例有ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置，并且所述方法也以载波形式(例如，通过因特网的数据传输)的形式来实现。
根据不同的实施例，即使当测量数据单元通过TDM传输时，仍存在降低对传输同步的敏感性的可能。
另外，通过串行传输能够减少光缆数量，并具有简化系统结构的效果。
上面描述的实施例不受上面描述的配置和方法的限制，一些或全部实施例也可以有选择性地组合，从而可以实现多种变型例。
尽管已经参考具体实施方式的多个示例性实施例描述了具有实施方式，应当被理解的是，本领域技术人员能够设计出的多种其他的变化和实施方式将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内的主题组合配置的组成部件和/或布置中，多种改变和变化是可能的。除了组成部件和/或布置方面的改变和变化，替代性的应用对本领域技术人员也将是显而易见的。

Claims (8)

1.一种高压直流输电系统中的数据处理装置，所述数据处理装置包括：
测量模块，其配置为测量所述高压直流输电系统中的一个或多个点的电压或电流；
数据处理单元，其配置为利用所述测量模块测得的测量值来生成测量数据单元；和
通信模块，其通过一束光纤，利用波分复用将所述测量数据单元传输至外部，
所述光纤包括多个芯，
所述多个芯中的每个芯与一个或多个测量数据单元相对应，并且
所述通信模块通过所述多个芯分别将所述测量数据单元传输至外部，
其特征在于所述通信模块进一步配置为：
对所述多个芯中的每个芯设置优先级，并且
当所述测量模块中包括的多个测量单元中的任何一个测量单元测得的测量值需要首先被传输时，通过所述多个芯中具有高优先级的芯来将测量数据单元传输到外部。
2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述数据处理单元包括多个数据单元生成部，并且
所述多个数据单元生成部中的每一个数据单元生成部利用所述测量模块测得的测量值来生成测量数据单元，并将所生成的测量数据单元发送至所述通信模块。
3.根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，所述多个芯分别与用于配置所述数据处理单元的所述多个数据单元生成部相对应。
4.根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，所述多个芯分别与至少两个所述数据单元生成部相对应。
5.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述通信模块通过一束光纤并行地传输所述测量数据单元。
6.根据权利要求5所述的数据处理装置，其中，所述通信模块将多个波长带分别分配给所述测量数据单元并传输所述测量数据单元。
7.根据权利要求1所述的数据处理装置，进一步包括控制单元，所述控制单元对所述测量数据单元进行编码并将编码结果发送至外部。
8.根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，每个所述数据单元生成部对所述测量模块测得的所述测量值进行预处理，以生成经预处理的测量数据单元。
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