CN106877312B - 电气设备布置结构的数据传送的方法及电气设备布置结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于电气设备布置结构的数据传送的方法，该电气设备布置结构包括多个换流器设备，所述多个换流器设备包括第一换流器设备和第二换流器设备，所述多个换流器设备中的每个都包括第一换流器单元，第一换流器单元具有第一电力连接和第二电力连接，第一电力连接被布置成向第一换流器单元提供直流电力，第二电力连接被布置成提供来自第一换流器单元的电力，各个第一换流器单元的第一电力连接彼此电连接。该方法包括以下步骤：通过引起第一换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接的电压的变化，来通过第一换流器设备发送信息；以及基于对第二换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接的电压的变化进行识别，来通过第二换流器设备接收信息。

Description

电气设备布置结构的数据传送的方法及电气设备布置结构
技术领域
本发明涉及在电气设备布置结构的各设备之间的数据传送。
背景技术
已知的电气设备布置结构包括多个换流器设备例如变频器，其直流电压中间电路彼此电连接以使得各个换流器设备之间能够进行电力传输。许多换流器设备包括设置有发送器的第一换流器设备和设置有接收器的第二换流器设备。第一换流器设备的发送器和第二换流器设备的接收器通过数据传送线缆而连接。第一换流器设备被布置成通过其发送器经由数据传送线缆向第二换流器设备的接收器发送信息。
这样的发送器、接收器和数据传送线缆增加了电气设备布置结构的部件成本和空间需求。此外，通过发送器、接收器和数据传送线缆来实现电气设备布置结构的各设备之间的数据传送会引起与调测和服务相关的额外的工作量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法和实现该方法的电气设备布置结构来使得上文提及的问题能够解决。本发明的目的通过下文描述的方法和电气设备布置结构来实现。
本发明基于通过将电气设备布置结构的换流器设备的直流电压连接用于数据传送来实现各个换流器设备之间的数据传送，直流电压连接彼此电连接以使得换流器设备之间能够进行电力传输。
根据本发明的方法和电气设备布置结构的优势在于：对于换流器设备之间的数据传送而言，无需单独的发送器、接收器或数据传送线缆。在一些电气设备布置结构中，根据本发明，在换流器设备之间的数据传送可以完全通过软件来实现，而无需任何专有地用于数据传送的物理部件。
附图说明
现在结合优选实施方式并且参照附图来更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明的一种实施方式的电气设备布置结构；以及
图2示出了根据本发明的另一种实施方式的电气设备布置结构。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一种实施方式的电气设备布置结构，其包括第一换流器设备CA1、第二换流器设备CA2以及第三换流器设备CA3。每个换流器设备都包括第一换流器单元和第二换流器单元。第一换流器设备CA1包括第一换流器单元X11和第二换流器单元X12。第二换流器设备CA2包括第一换流器单元X21和第二换流器单元X22。第三换流器设备CA3包括第一换流器单元X31和第二换流器单元X32。
每个第一换流器单元都具有第一电力连接和第二电力连接。第一换流器设备CA1的第一换流器单元X11具有第一电力连接CN111和第二电力连接CN112。第二换流器设备CA2的第一换流器单元X21具有第一电力连接CN211和第二电力连接CN212。第三换流器设备CA3的第一换流器单元X31具有第一电力连接CN311和第二电力连接CN312。每个换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接被布置成向第一换流器单元提供直流电力，第二电力连接被布置成提供来自第一换流器单元的电力。第一换流器单元X11、X21和X31的第一电力连接CN111、CN211和CN311通过直流电压中间电路彼此电连接，直流电压中间电路包括第一母线BB+和第二母线BB-。直流电压中间电路被布置成使得各个换流器设备之间能够进行电力传输。
第一换流器设备CA1被布置成：通过引起其第一换流器单元X11的第一电力连接CN111的电压的变化，来经由该第一电力连接CN111发送信息。电气设备布置结构的其他换流器设备中的每一个被布置成：基于对所述其他换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接的电压的变化进行识别，来经由该第一电力连接接收信息。因此，第二换流器设备CA2被布置成：基于对其第一换流器单元X21的第一电力连接CN211的电压的变化进行识别，来经由第一电力连接CN211接收信息。第二换流器设备CA2包括电压测量装置，该电压测量装置被布置成用于识别第一换流器单元X21的第一电力连接CN211的电压的变化。图1中未示出电压测量装置。
在根据本发明的电气设备布置结构中，被布置成接收信息的第一换流器单元的数量可以大于或小于或等于被布置成发送信息的第一换流器单元的数量。在一种实施方式中，电气设备布置结构的仅第一换流器设备被布置成经由该第一换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接来发送信息，以及电气设备布置结构的仅第二换流器设备被布置成经由该第二换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接来接收信息。
换流器设备CA1、CA2和CA3中的每个换流器设备都包括控制装置，控制装置被布置成对所涉及的换流器设备进行控制。图1中未示出控制装置。在被布置成发送信息的换流器设备中，控制装置被布置成控制对信息的发送。在被布置成接收信息的换流器设备中，控制装置被布置成控制对所接收到的信息的处理。在一种实施方式中，第二换流器设备被布置成通过经由该第二换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接所接收的信息而被控制，在这种情况下，例如，可以通过经由该第一电力连接所接收的信息来控制第二换流器设备的功率、电压和/或输出频率。
第一换流器设备CA1被布置成：通过控制其第一换流器单元X11的第二电力连接CN112的负载，来引起第一换流器单元X11的第一电力连接CN111的电压的变化，以经由第一电力连接CN111提供信息。第一换流器单元X11的第二电力连接CN112耦接负载LD1。第一换流器设备CA1被布置成通过控制负载LD1的电力来发送信息。
第一换流器设备CA1被布置成：通过引起其第一换流器单元X11的第一电力连接CN111的电压的预定类型的电压变化来发送信息，这样的变化包含电压升高和电压下降。在替选实施方式中，预定类型的电压变化包含电压升高和/或电压下降。每个预定类型的电压变化的属性中，以下中的一项或更多项被预先确定：幅度、时长、变化率。
第一换流器设备CA1被布置成对其发送的信息进行编码，以使得预定类型的电压升高对应于比特“1”，以及预定类型的电压下降对应于比特“0”。在替选实施方式中，预定类型的电压变化包含多种不同类型的电压升高以及多种不同类型的电压下降。预定类型的电压变化可以例如取决于电压变化的幅度和时长而包含不同信息。例如，第一类型的幅度为5V且时长为20ms的电压升高可以包含与另一类型的幅度为10V且时长为30ms的电压升高不同的信息。
在一种实施方式中，第一换流器设备被布置成直接地控制与该第一换流器设备的第一换流器单元的第二电力连接相耦接的负载，在这种情况下，第一换流器设备被布置成对负载电力控制器进行控制。在另一种实施方式中，第一换流器设备被布置成间接地控制与该第一换流器设备的第一换流器单元的第二电力连接相耦接的负载，在这种情况下，第一换流器设备被布置成例如通过改变该第一换流器设备的第一换流器单元的第二电力连接的电压的幅度或频率来改变该电压。
第一换流器设备CA1的第一换流器单元X11是逆变器单元，其第二电力连接CN112被布置成提供来自第一换流器单元X11的交流电力。第二换流器设备CA2的第一换流器单元X21和第三换流器设备CA3的第一换流器单元X31也是逆变器单元，其第二电力连接CN212和CN312被布置成提供来自相应的第一换流器单元的交流电力。
第一换流器设备CA1的第一换流器单元X11的负载LD1是三相电机。第二换流器设备CA2的第一换流器单元X21的负载LD2是三相电阻。第三换流器设备CA3的第一换流器单元X31的负载LD3是三相泵。换流器设备CA1、CA2和CA3的负载未彼此连接，即每个换流器设备CA1、CA2和CA3仅对其自己的负载供电。
每个第二换流器单元具有第一电力连接和第二电力连接，第一电力连接被布置成向第二换流器单元提供电力，第二电力连接被布置成提供来自第二换流器单元的电力并且电连接至同一换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接。第一换流器设备CA1的第二换流器单元X12具有第一电力连接CN121和第二电力连接CN122。第二换流器设备CA2的第二换流器单元X22具有第一电力连接CN221和第二电力连接CN222。第三换流器设备CA3的第二换流器单元X32具有第一电力连接CN321和第二电力连接CN322。
第二换流器单元X12、X22和X32中的每一个都是直流换流器单元。换流器单元X12、X22和X32中的每一个的第一电力连接都耦接太阳能电池布置结构，该太阳能电池布置结构被布置成将光能转换成直流电。换流器单元X12的第一电力连接CN121耦接太阳能电池布置结构PVA1，换流器单元X22的第一电力连接CN221耦接太阳能电池布置结构PVA2，以及换流器单元X32的第一电力连接CN321耦接太阳能电池布置结构PVA3。
图2示出了根据本发明的替选实施方式的电气设备布置结构，其包括第一换流器设备CA1'、第二换流器设备CA2'以及第三换流器设备CA3'。根据图2的电气设备布置结构在两方面不同于图1的电气设备布置结构。首先，每个换流器设备仅包括第一换流器单元，由附图标记X11'、X12'和X13'标示。第二，每个换流器设备的第一换流器单元是直流换流器单元，其第二电力连接被布置成提供来自第一换流器单元的直流电力。从而，耦接至每个第一换流器单元的第二电力连接的负载是直流电压负载。在其他方面，图2的电气设备布置结构的结构和操作对应于图1的电气设备布置结构。
在图1和图2的电气设备布置结构中的每一个中，换流器设备由太阳能电池供电。在替选实施方式中，换流器设备还可以由其他类型的电源供电，这些电源可以包括交流源和/或直流源。在一种实施方式中，第一换流器设备是变频器设备，其第一换流器单元是逆变器单元以及第二换流器单元是整流器单元。在另一种实施方式中，第一换流器设备的第一换流器单元和第二换流器单元二者均是直流换流器单元。
在一种实施方式中，电气设备布置结构的多个换流器设备的部件彼此相同，而差异在于对换流器设备的控制装置的编程。在另一种实施方式中，电气设备布置结构的多个换流器设备彼此完全相同，在这种情况下，每个换流器设备被布置成既作用为发送信息的第一换流器设备又作用为接收信息的第二换流器设备。
本发明最适于以下实例：第一换流器设备的第一换流器单元的第一电力连接的电压是相对不固定的。清楚的是，如果电压非常固定，则更难以发送信息。例如，主电网的整流电压是固定电压，并且在通常情况下，通过改变该电压来发送信息并不明智。
在通过控制第一换流器设备的第一换流器单元的第二电力连接的负载来发送信息的实施方式中，负载必须适于控制。自然，以根据本发明的方式控制国家电网来发送信息并不合理。许多输送设备也非常不适于用作为被控制来发送信息的负载。
对于本领域技术人员而言明显的是，本发明的基本构思可以以许多不同方式来实现。从而本发明及其实施方式并不限于以上描述的示例而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (11)

1.一种用于电气设备布置结构的数据传送的方法，所述电气设备布置结构包括多个换流器设备，所述多个换流器设备包括第一换流器设备(CA1)和第二换流器设备(CA2)，所述多个换流器设备中的每个换流器设备都包括第一换流器单元(X11)，所述第一换流器单元(X11)具有第一电力连接(CN111)和第二电力连接(CN112)，所述第一电力连接(CN111)被布置成向所述第一换流器单元(X11)提供直流电力，所述第二电力连接(CN112)被布置成提供来自所述第一换流器单元(X11)的电力，各个所述第一换流器单元(X11，X21)的第一电力连接(CN111，CN211)彼此电连接，其中，所述多个换流器设备(CA1，CA2)中的每个换流器设备都包括被布置成对所涉及的换流器设备进行控制的控制装置，
所述方法包括以下步骤：
通过引起所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)的电压的变化，来通过所述第一换流器设备(CA1)发送信息，其中，所述第一换流器设备(CA1)的控制装置控制对信息的发送；
基于对所述第二换流器设备(CA2)的第一换流器单元(X21)的第一电力连接(CN211)的电压的变化进行识别，来通过所述第二换流器设备(CA2)接收信息，其中，所述第二换流器设备(CA2)的控制装置控制对所接收到的信息的处理；以及
利用所述第二换流器设备(CA2)的控制装置、通过经由所述第二换流器设备(CA2)的第一换流器单元(X21)的第一电力连接(CN211)接收的信息来控制所述第二换流器设备(CA2)，以通过经由所述第一电力连接(CN211)接收的信息来控制所述第二换流器设备(CA2)的功率、电压和/或输出频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
经由所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第二电力连接(CN112)向负载(LD1)提供电力，以及
控制所述负载(LD1)的电力以向所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)提供信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过引起所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)的电压的预定类型的电压变化来发送信息，所述变化包含电压升高和/或电压下降。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每个预定类型的电压变化的属性中，以下中的一项或更多项被预先确定：幅度、时长、变化率。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过所述第一换流器设备(CA1)发送的信息被用于控制所述第二换流器设备(CA2)的功率、电压和/或输出频率。
6.一种电气设备布置结构，包括：
多个换流器设备，所述多个换流器设备包括第一换流器设备(CA1)和第二换流器设备(CA2)，所述多个换流器设备中的每个换流器设备都包括第一换流器单元(X11)，所述第一换流器单元(X11)具有第一电力连接(CN111)和第二电力连接(CN112)，所述第一电力连接(CN111)被布置成向所述第一换流器单元(X11)提供直流电力，所述第二电力连接(CN112)被布置成提供来自所述第一换流器单元(X11)的电力，各个所述第一换流器单元(X11，X21)的第一电力连接(CN111，CN211)彼此电连接，
其特征在于，所述第一换流器设备(CA1)被布置成：通过引起所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)的电压的变化，来经由所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)发送信息，以及所述第二换流器设备(CA2)被布置成：基于对所述第二换流器设备(CA2)的第一换流器单元(X21)的第一电力连接(CN211)的电压的变化进行识别，来经由所述第二换流器设备(CA2)的第一换流器单元(X21)的第一电力连接(CN211)接收信息，
其中，所述多个换流器设备中的每个换流器设备都包括被布置成对所涉及的换流器设备进行控制的控制装置，在所述第一换流器设备(CA1)中，控制装置被布置成控制对信息的发送，在所述第二换流器设备(CA2)中，控制装置被布置成控制对所接收到的信息的处理，以及所述第二换流器设备(CA2)被布置成通过经由所述第二换流器设备(CA2)的第一换流器单元(X21)的第一电力连接(CN211)接收的信息而被控制，以通过经由所述第一电力连接(CN211)接收的信息来控制所述第二换流器设备(CA2)的功率、电压和/或输出频率。
7.根据权利要求6所述的电气设备布置结构，其特征在于，所述第一换流器设备(CA1)被布置成：通过控制所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第二电力连接(CN112)的负载，来引起所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)的电压的变化，以经由所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)提供信息。
8.根据权利要求6或7所述的电气设备布置结构，其特征在于，所述第一换流器设备(CA1)的第一换流器单元(X11)是逆变器单元，所述逆变器单元的第二电力连接(CN112)被布置成提供来自所述第一换流器单元(X11)的交流电力。
9.根据权利要求6或7所述的电气设备布置结构，其特征在于，所述第一换流器设备(CA1')的第一换流器单元(X11')是直流换流器单元，所述直流换流器单元的第二电力连接(CN112')被布置成提供来自所述第一换流器单元(X11')的直流电力。
10.根据权利要求6或7所述的电气设备布置结构，其特征在于，所述第一换流器设备(CA1)包括第二换流器单元(X12)，所述第二换流器单元(X12)设置有：
第一电力连接(CN121)，其被布置成向所述第二换流器单元(X12)提供电力；以及
第二电力连接(CN122)，其被布置成提供来自所述第二换流器单元(X12)的电力并且与所述第一换流器单元(X11)的第一电力连接(CN111)电连接。
11.根据权利要求6或7所述的电气设备布置结构，其特征在于，所述多个换流器设备(CA1，CA2)的部件彼此相同。
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