CN110915155B - 一种高压直流hvdc电力系统及其通信网络 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于至少一个电力电子元件与至少一个控制单元之间的通信的通信网络。通信网络的至少一个传输/接收单元被配置为从上游方向接收至少一个信号，并且评估至少一个信号是否正确地被接收。在至少一个信号正确地被接收的情况下，至少一个传输/接收单元被配置为在所分配的第一时隙中在下游方向上将至少一个信号转发给多个传输/接收单元，并且在所分配的第二时隙中，从多个传输/接收单元接收的、作为对所转发的至少一个信号的响应的多个信号。
Description
技术领域
本发明总体上涉及电力系统领域，例如电力传输系统。具体地，本发明涉及一种用于至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间的通信的通信网络，其中至少一个控制单元被配置为控制至少一个电力电子元件。
背景技术
例如可以被包括在转换器中的PEC(电力电子系统)可以被设置有通信装置。这样的通信装置应当优选地是鲁棒和可靠的并且具有相对低的等待时间。例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)的PEC的操作可以借助于控制单元通过使用多个光纤(OF)通信链路传输控制信号(例如包括切换命令或指令)来控制。然而，OF链路在制造、安装和/或维护上相对昂贵，并且与PEC相比还可能遭受相对短的寿命周期和/ 或高的故障率。因此，备选的解决方案(诸如，无线电力电子装置) 已被提出来替代OF链路。
由于系统可靠性是非常重要的，所以希望保证控制命令传输的完整性。例如，系统可以被配置为仅在所有所提供的PEC已正确地接收到命令的情况下执行命令。此外，如果命令由于分组长度限制而必须由多个无线分组承载，所有必要的分组必须正确地被接收，以便命令可以正确地被表示。作为基本设计原理，控制单元检查控制命令传输的成功，并且PEC检查接收到的命令的完整性。如果命令完整性为假，控制单元可以重新发送先前发送的命令或发送新的命令，而 PEC不应执行命令和/或通知控制单元和其它PEC。因为数据业务可能是非常密集的(例如，每秒千兆比特级通量)以及时序约束可能非常严格，可能需要用于完整性检测和故障通知的机制占用尽可能少的带宽(例如，时隙)，而不会损害系统的鲁棒性。
在一般无线通信的上下文中，典型的处理可以如下：首先，命令接收单元可以向命令发送单元发送确认消息(ACK)或非确认消息 (NACK)，以便通知命令是已经正确地被接收还是没有正确地被接收。其次，命令发送单元可以基于各个ACK或NACK来确定完整性，并相应地通知命令接收单元。然而，由于用于收集ACK或NACK的时间通常比用于发送命令本身的时间长N倍(N是接收器的数目)，因此这个过程相对耗时。应当注意，对于许多系统，其中N通常可能是103或104的数量级，当考虑相对长的过程时间时，这个过程甚至是不可行的。
因此，需要一种有效的机制，该机制能够在控制命令传输期间监测完整性，并且可以在仍然最小化带宽的同时通知故障。
发明内容
鉴于以上，本发明的关注点在于提供一种用于至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间的通信的通信网络，其中该通信网络能够在控制命令传输期间监测完整性，同时仍然最小化通信过程的带宽。
这个问题和其它问题由根据独立权利要求的通信网络解决。优选实施例由从属权利要求限定。
根据本发明的第一方面，提供一种用于至少一个控制单元与多个电力电子元件之间的通信的通信网络。至少一个控制单元被配置为借助于向多个电力电子元件传输至少一个信号来控制多个电力电子元件，其中每个电力电子元件包括被配置为传输和/或接收至少一个信号的传输/接收单元。通信网络还包括至少一个传输/接收单元的至少一个阵列，该至少一个传输/接收单元的至少一个阵列被配置为在从多个电力电子元件到至少一个控制单元的上游方向上以及在从至少一个控制单元到多个电力电子元件的下游方向上，接收通过通信网络在下游方向或上游方向上传输的至少一个信号，并且分别在下游方向或上游方向上通过通信网络传输接收到的至少一个信号。至少一个传输/ 接收单元还被配置为从上游方向接收至少一个信号，并且评估至少一个信号是否正确地被接收。在至少一个信号正确地被接收的情况下，至少一个传输/接收单元被配置为在所分配的第一时隙中在下游方向上将至少一个信号转发给多个传输/接收单元，并且在所分配的第二时隙中，在下游方向上从多个传输/接收单元接收的、作为对所转发的至少一个信号的响应的多个信号。
因此，本发明基于提供这样一种通信网络的思想，即：在该通信网络中，传输/接收单元可以在第一时隙中在下游方向上向多个传输/ 接收单元传输一个或多个信号，并且此后在第二时隙中从(多个)信号被传输到的传输/接收单元并发地接收响应。分别地，这些个别响应允许(多个)阵列中的(多个)传输/接收单元评估(多个传输/接收单元中的)哪些单元已成功地接收到(多个)信号，以及哪些单元未接收到(多个)信号。由于通信网络由此能够并发地而不是顺序地接收这些响应，本发明的高度优势在于，它在通信过程时间方面具有高度时效性。
应当理解，本发明的优点在于，与现有技术中的系统相比，它极大地减少了与信号的正确或错误接收的处理相关联的带宽。对于每个所分配的第一时隙(其中(多个)传输/接收单元被配置为将信号转发到多个传输/接收单元)，所分配的第二时隙的数目(其中来自多个传输/接收单元的多个信号被接收)分别等于在下游/上游方向上串联布置的阵列的数目。换句话说，所分配的第二时隙的数目等于阵列梯级或跃点的数目。尽管对于根据现有技术的用于HVDC系统的通信网络，所分配的第二时隙的数目将≥5000，对于根据本发明的用于 HVDC系统的通信网络，跃点数目可以≤3，从而导致网络中通信过程的显着的时效性。更具体地，与现有技术的系统相比，本发明可以将过程时间减少到千分之一或甚至更多。
本发明的另一优点在于，对(多个)信号正确或错误接收的评估享有相对较高的安全性水平。例如，在确认通知和/或错误通知丢失的情况下，通信网络被配置为执行错误处理过程。
在本发明的一个或多个实施例的上下文中，并且为了说明本发明的一个或多个实施例的原理，通信网络可以被描述为具有采用所谓的 N跃点(多跃点)的通信网络的部分或多个部分的通信网络。通过多跃点通信(例如，可以有被包括在在通信网络中的中间传输/接收单元的一个或多个阵列)，通信网络可以促进或允许在至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间的相对长的距离(例如，高达一百米或甚至更长)，同时仍然能够为(多个)控制单元与(多个)电力电子元件之间的通信提供高可靠性、短等待时间和/或高数据速率。
由于通信网络包括至少一个传输/接收单元的至少一个阵列，术语“阵列”在此可被解释为并联地中间布置的传输/接收单元的链路、组、队列等。阵列的传输/接收单元可以被配置为(至少几乎)同时在通信网络的下游或上游方向上接收/传输(多个)信号。因此，(多个)阵列可以构成被包括在通信网络中的一个或多个中间传输/接收单元，以用于在通信网络的至少一部分上传达至少一个信号。通信网络的(多个)阵列由此可以包括多个链路，并且(多个)阵列的一个或多个传输/接收单元可以用作通信网络中的中继器或转发器。
此外，在本发明的一个或多个实施例的上下文中，术语“通信链路”可以指无线通信链路(例如，空中接口上的通信链路)或有线通信链路(例如，包括至少一个光波导)，以用于在通信网络的至少一部分上传达至少一个信号。
在本申请的上下文中，无线通信链路在原理上是指利用用于实现通信的一种或多种无线技术或手段的任何类型的通信链路、连接或耦合，诸如，例如至少一个射频(RF)通信链路和/或红外通信链路(例如，使用红外光的通信链路)或另一类型的自由空间光通信链路(例如，基于激光)。此外，在本申请的上下文中，有线通信链路在原理上是指利用一种或多种非无线技术或手段的任何类型的通信链路、连接或耦合，以用于实现与具有广播特性的通信，例如至少一个光波导或光传输线(例如光纤)、和/或至少一个电导体(例如电缆或电线，例如铜导体或电缆、或铜线)。备选地，“有线通信链路”可以被描述为“非无线通信链路”，其因此可以采用例如至少一个光波导或光传输线(诸如光纤)、和/或至少一个电缆或布线。
在本申请的上下文中，电力电子元件在原理上是指包括一个或多个电力电子部件的任何元件、模块或单元，例如包括固态半导体器件或电力半导体部件，诸如IGBT。
术语“至少一个信号”，在这里实质上是指任何信号或信号集，其还可以与命令、消息等相关联。例如，在本发明的一个或多个实施例的上下文中的至少一个信号可以构成命令信号、确认信号、错误通知信号、消息等。
根据本发明的第一方面，阵列的至少一个传输/接收单元被配置为从上游方向接收至少一个信号，并且评估至少一个信号是否正确地被接收。因此，(多个)传输/接收单元评估(即，控制、检查)信号正确性(完整性)。在正确接收到至少一个信号的情况下，(多个)传输/接收单元可以在所分配的第一时隙中在下游方向上将至少一个信号转发到多个传输/接收单元。因此，术语“转发”在此是指(多个) 传输/接收单元被配置为传输与在通信网络中的下游方向上接收的信号相同的(多个)信号。此外，阵列的至少一个传输/接收单元被配置为在所分配的第二时隙中从多个传输/接收单元接收的、作为所转发的至少一个信号的响应的多个信号。这里，术语“所转发的至少一个信号的响应”可以表示来自位于通信网络中的下游的传输/接收单元的响应，以确认转发到该传输/接收单元的正确接收到的信号，或者类似地，来自位于通信网络中的下游的传输/接收单元的响应以通知转发到该传输/接收单元的错误接收到的信号。
根据本发明的实施例，多个传输/接收单元中的每个传输/接收单元被配置为评估至少一个信号是否正确地被接收。在正确接收到至少一个信号的情况下，每个传输/接收单元被配置为向至少一个传输/接收单元的至少一个阵列传输至少一个信号，其中至少一个信号与确认通知相关联。因此，结合本发明的第一方面，阵列的至少一个传输/ 接收单元被配置为在所分配的第二时隙中并发地接收来自多个传输/ 接收单元的确认通知。
这里，术语“确认通知”实质上是指被布置用于通知确认的任何 (多个)信号(集)、(多个)消息(集)等。例如，确认通知可以构成本领域技术人员已知的所谓的“ACK”通知。该实施例的优点在于所有传输/接收单元可以使用相同的确认方法，从而导致更具有时效性的通信网络。
根据本发明的实施例，多个传输/接收单元中的每个传输/接收单元被配置为评估至少一个信号是否错误地被接收。在错误地接收至少一个信号的情况下，每个传输/接收单元被配置为向至少一个传输/接收单元的至少一个阵列传输至少一个信号，其中至少一个信号与错误通知相关联。这里，术语“错误通知”实质上是指被布置为通知与(多个)信号的接收相关联的错误的任何(多个)信号(集)、(多个) 消息(集)等。例如，错误通知可以构成本领域技术人员已知的所谓的“NACK”通知。该实施例的优点在于，所有传输/接收单元可以使用与错误通知有关的相同方法，从而导致更具有时效性的通信网络。
根据本发明的实施例，每个控制单元包括被配置为传输和/或接收至少一个信号的传输/接收单元。应当理解，(多个)控制单元的传输 /接收单元可以构成或通信地集成(多个)传输接收单元的阵列，其中这种类型的通信网络的布置可以被称为“1跃点”(或单跃点)布置。类似地，并且根据本发明的另一实施例，每个电力电子元件包括被配置为传输和/或接收至少一个信号的传输/接收单元。因此，可能需要至少一个中间传输/接收单元分别与(多个)控制单元或(多个)电力电子元件集成，或者至少一个中间传输/接收单元直接连接/耦合到(多个)控制单元或(多个)电力电子元件。应当理解，与其中(多个) 控制单元和/或(多个)电力电子元件和相应的传输/接收单元分开地被布置的通信网络的布置相比，本发明的(多个)实施例可以获得更快和/或更可靠的通信。
根据本发明的实施例，至少一个传输/接收单元的至少一个阵列分别在下游方向和上游方向上设置在至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间。因此，至少一个传输/接收单元的(多个)阵列可以与(多个)控制单元和(多个)电力电子元件分开布置，其中中间传输/接收单元中的每个中间传输/接收单元可以被配置为在从至少一个电力电子元件到至少一个控制单元的方向上(或者反之亦然)接收通过通信网络传输的至少一个信号，并且分别在向至少一个控制单元或至少一个电力电子元件的方向上通过通信网络传输接收到的至少一个信号。如以下将参考附图进一步描述的，(多个)阵列的中间传输 /接收单元可以被布置为使得中间传输/接收单元中的一个中间传输/ 接收单元被配置为传输/接收由布置在通信网络的上游或下游方向上的(其他)(多个)阵列的传输/接收单元来传输/接收的至少一个信号。
根据本发明的实施例，通信网络包括至少一个传输/接收单元的单个阵列。在此，术语“单个阵列”是指布置在通信网络的(多个)控制单元与(多个)电力电子元件之间的传输/接收单元的一个且仅一个阵列或链路。应当理解，这种类型的通信网络的布置可以被称为“2 跃点”布置。
根据本发明的实施例，通信网络包括至少一个传输/接收单元的多个阵列，其中至少一个传输/接收单元的多个阵列中的每个阵列分别在下游方向和上游方向上串联布置。第一阵列的任何传输/接收单元被配置为在上游方向上从设置在第一阵列下游的第二阵列的传输/接收单元接收通过通信网络传输的至少一个信号，并且在下游方向上向第二阵列的传输/接收单元传输通过通信网络接收到的至少一个信号。应当理解，这种类型的通信网络的布置可以被称为N跃点或多跃点布置。例如，如果通信网络包括串联布置的两个传输/接收单元阵列，该布置可以称为“3跃点”布置。如前所述，与现有技术的系统相比，在(多个)控制单元与(多个)电力电子元件之间提供传输接收/单元的一个或多个阵列或链路可以显著减少通信过程时间。例如，对于根据现有技术的用于HVDC系统的通信网络，要用于通知目的的时隙的数目将≥5000，这可能导致非常长的过程时间。在本发明中，另一方面，所分配的第二时隙的数目等于矩阵梯级或跃点的数目。由于跃点的数目可以≤3，因此对于用于HVDC系统的通信网络，通过本发明可以实现网络中通信过程的显著的时效性。
根据本发明的实施例，至少一个传输/接收单元中的至少一个传输 /接收单元被配置为通过无线通信链路分别接收和传输至少一个信号。应当理解，转换器的模块或构建块或单元可以相对于地电势处于相对高的电势上，例如1kV或更高，可能高达30kV或甚至更高。通过至少部分地利用无线通信链路的至少一个通信链路，可以促进或允许至少一个电力电子元件(例如，包括一个或多个转换器模块或由一个或多个转换器模块构成)与其它部件(诸如，例如至少一个控制单元和 /或至少一个中间传输/接收单元)之间的电隔离。无线通信链路可以包括至少一个射频通信链路、红外通信链路或自由空间光通信链路。
根据本发明的实施例，至少一个传输/接收单元中的至少一个被配置为通过有线通信链路分别接收和传输至少一个信号。有线通信链路可以包括以下各项中的至少一项：至少一个光波导或至少一个电导体。
根据本发明的实施例，通信网络被配置为允许基于TDMA(时分多址)、SDMA(空分多址)、FDMA(频分多址)(例如，OFDMA (正交频分多址)或COFDMA(编码正交频分多址))或CDMA(码分多址)、或它们的任何组合的、在至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间的通信。
根据本发明的第二方面，提供了一种被配置为与根据前述实施例中的任一个实施例的通信网络结合使用的控制单元。控制单元被配置为借助于经由通信网络向至少一个电力电子元件传输至少一个控制信号来控制至少一个电力电子元件。
根据本发明的第三方面，提供了一种被配置为与根据前述实施例中任一个实施例的通信网络结合使用的电力电子元件。电力电子元件被配置为经由通信网络接收由控制单元传输的至少一个控制信号。
根据本发明的第四方面，提供了一种系统，该系统包括至少一个电力电子元件、至少一个控制单元、以及根据前述实施例中的至少一个实施例的通信网络以用于至少一个电力电子元件与至少一个控制单元之间的通信。
下面通过示例性实施例描述本发明的其它目的和优点。注意，本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。当研究所附权利要求和本文的描述时，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，可以组合本发明的不同特征以创建不同于本文的那些实施例的实施例。
附图说明
下面将参考附图描述本发明示例性的实施例。
图1至图3是根据本发明实施例的通信网络的示意图。
所有附图都是示意性的，不一定是按比例的，并且通常仅示出了为了阐明本发明的实施例所必需的部分，其中可以省略或仅建议其它部分。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的本发明的实施例；相反，通过示例的方式提供这些实施例，使得本公开将向本领域技术人员传达本发明的范围。
图1是根据本发明实施例的通信网络或通信系统10的示意图。通信网络10用于电力电子元件20与控制单元30之间的通信，控制单元30可以被单独布置。
连接到网络25的控制单元30被配置为借助于向电力电子元件20 传输至少一个信号(例如，以控制信号的形式)来控制电力电子元件 20。如所示例的，电力电子元件20包括电力电子部件201、202、…、 20N，其中N基本上可以是任何整数。电力电子元件20被耦合到相应的传输/接收单元19。因此，电力电子部件201、202、…、20N分别被耦合到传输/接收单元191、192、…、19N，传输/接收单元191、192、…、 19N被配置为传输和/或接收至少一个信号。例如，传输/接收单元191、 192、…、19N可以各自包括具有天线(例如，RF天线)的无线收发器。
控制单元30经由网络25耦合到传输/接收单元21。应当理解，控制单元30与网络25之间和/或网络25与传输/接收单元21之间的连接可以包括有线和/或无线连接、光波导(例如至少一个光纤)或其组合。所例示的通信网络10的布置可以被称为1跃点。
电力电子元件20可以例如被包括在转换器中，该转换器被配置为将高压DC转换为AC，或者反之亦然。转换器可以例如包括多个单元(图1中未示出)。转换器可以例如包括HVDC转换器或由HVDC 转换器构成。控制单元30可以被配置为借助于向多个单元中的至少一个单元传输至少一个控制信号来控制转换器的多个单元中的至少一个单元。
应当理解，控制单元30可以被配置为独立于其它电力电子元件来控制每个电力电子元件201、202、…、20N。还应当理解，通信网络10可以包括若干控制单元30。
在本发明的此示例性实施例中，并且在本发明的上下文中，传输 /接收单元21对应于至少一个传输/接收单元的阵列或链路，即使传输 /接收单元21在此对应于一个单元阵列。在从多个电力电子元件20 到控制单元30的上游方向上以及在从控制单元30到多个电力电子元件20的下游方向上，传输/接收单元21被配置为在下游或上游方向上接收通过通信网络10传输的至少一个信号。类似地，传输/接收单元 21被配置为分别在下游或上游方向上通过通信网络10传输所接收的至少一个信号。
图2是根据本发明的实施例的通信网络或通信系统10的示意图，并且被呈现为图1的通信网络10的备选。因此，图2中的通信网络 10的若干特征和/或功能参见图1。
类似于图1中通信网络10，控制单元30被配置为控制电力电子元件20。如所示例的，电力电子元件20以组201、202、…、20K来布置，其中K个组201、202、…、20K中的每个组包括L个电力电子元件。应当理解，整数L和K可以基本上是任何整数。
电力电子元件20由控制单元30借助于向电力电子元件20传输例如以控制信号为形成的至少一个信号来控制。这里，电力电子元件 20的组201、202、…、20K的每个电力电子元件201,1、201,2、…、20K,L分别包括被配置为传输和/或接收至少一个信号的传输/接收单元191,1、191,2、…、19K,L。
在本发明示例性的实施例中，通信网络10包括传输/接收单元21 的(单个)阵列37。在图2中，阵列37包括传输/接收单元211、212、…、 21N，并且由于N可以基本上是任何整数，阵列37可以包括基本上任何数目的发送/接收单元21。在从多个电力电子元件20到控制单元30 的上游方向和在从控制单元30到多个电力电子元件20的下游方向上，阵列37的传输/接收单元21被配置为在下游或上游方向上接收通过通信网络10传输的至少一个信号。类似地，阵列37的传输/接收单元21被配置为分别在下游或上游方向上通过通信网络10传输所接收的至少一个信号。
如示例的通信网络10的布置可以被称为2跃点，其中第一跃点被提供在控制单元30与阵列37之间，并且第二跃点被提供在阵列37 与多个电力电子元件20之间。然而，应当理解，可以提供包括在上游/下游方向上串联布置的两个或甚至更多个阵列的通信网络。例如，包括N-1个传输/接收单元阵列(例如，两个阵列)的通信网络可以被称为N跃点(例如，3跃点)。
应当理解，控制单元30与网络25之间和/或网络25与传输/接收单元21之间的连接可以包括有线和/或无线连接、光波导(例如至少一个光纤)或其组合。
如上文所指示，控制单元30与阵列37之间的无线通信链路原则上可以包括利用用于实现通信的一个或多个无线技术或手段(例如，至少一个RF通信链路、红外通信链路或另一类型的自由空间光通信链路)的任何类型的通信链路、连接或耦合，或者由该通信链路、连接或耦合构成。
图3是根据本发明实施例的通信网络或通信系统的流程图100的示意图。通信网络被提供用于控制单元110与耦合到多个传输/接收单元120的多个电力电子元件(未示出)之间的通信(为了简单起见，在图3中仅示意性地示出了一个传输/接收单元120)。通信网络包括至少一个传输/接收单元140的阵列130，该至少一个传输/接收单元 140被布置在控制单元110与多个传输/接收单元120之间(为简单起见，在图3中仅示意性地示出了阵列130中一个传输/接收单元140)。应当理解的是，图3中的示例性通信网络10可以被称为“2-跃点”布置，因为传输/接收单元140的(单个)阵列130被提供为分别在下游和上游方向上的、控制单元110与至少一个电力电子元件的传输/ 接收单元120之间的链路，或者通信网络。尽管图3仅公开传输/接收单元140的单个阵列130的布置，但是可以提供串联布置的多个阵列，从而导致N-跃点布置。在后一种情况，(多个)阵列的发送/接收单元可以被配置为传输/接收由布置在通信网络10的上游或下游方向上的(另一)(多个)阵列的传输/接收单元传输/接收的至少一个信号。
至少一个传输/接收单元140的阵列130与(多个)控制单元110 和(多个)电力电子元件分开布置。中间传输/接收单元140中的每个中间传输/接收单元可以被配置为在从至少一个电力电子元件到一个控制单元110的方向上(或反之亦然)接收通过通信网络10传输的至少一个信号，并且分别在向控制单元110或向至少一个电力电子元件的方向上通过通信网络传输所接收的至少一个信号。
图3中，通信网络的控制单元110被配置为(例如，经由未示出的一个多个传输/接收单元)在分配的时隙160中、在下游方向上向阵列130的传输/接收单元140发送150至少一个信号(例如，以命令信号的形式)。传输/接收单元140被配置为在分配的时隙中从上游方向接收160该命令信号。传输/接收单元140被配置为评估170命令信号是否正确地被接收。如果命令信号正确地被接收，传输/接收单元140 被配置为在分配的第一时隙190中在通信网络10的下游方向上将命令信号转发180到多个传输/接收单元120。每个传输/接收单元120 被配置为在分配的时隙中接收200(转发的)命令信号，并且评估210 命令信号是否正确地被接收。如果命令信号正确地被接收，每个传输 /接收单元120被配置为向阵列130的传输/接收单元140传输220至少一个信号，其中该至少一个信号与确认通知(例如，所谓的“ACK”通知)相关联。传输/接收单元120还被配置为将命令信号发送到电力电子元件，使得电力电子元件可以执行230与正确接收到的命令信号相关联的命令。类似地，每个传输/接收单元120被配置为评估210 命令信号是否错误地被接收。如果错误地接收到命令信号，传输/接收单元120被配置为将至少一个信号传输240到传输/接收单元140，其中至少一个信号与错误通知(例如，所谓的“NACK”通知)相关联。此外，在命令信号错误接收的情况下，传输/接收单元120被配置为执行错误处理过程250。应当理解，错误处理过程可以简单地重新发送相同的命令直到超时，或者将系统切换到安全模式，或者其他操作。无论电力电子元件已经执行230命令还是已经执行了错误处理过程 250，通信网络10都可以以迭代的方式继续260通信过程。
如果通信网络10已经确定210传输/接收单元120已经正确地接收到命令信号，阵列130的传输/接收单元140被配置为在相同的分配的第二时隙280中并发地接收270来自所有传输/接收单元120的、作为对所转发的命令信号的响应的(多个)确认通知或(多个)错误通知。可以理解，来自多个传输/接收单元120的(多个)错误通知和/ 或(多个)确认通知可以通过CDMA(码分多址)或FDMA(频分多址)或OFDMA(正交频分多址)或TSC-OFDMA(时间专用编码正交频分多址)或允许并发传输的其它多址方案来并发发送。可以理解，所分配的第二时隙也可以表示为并发确认(C-ACK)时隙。
阵列130的传输/接收单元140对确认通知或错误通知的评估(检测)290可以通过传输/接收单元140并行地但与每个传输/接收单元120分开地接收和解码信号来实现。如果传输/接收单元140在接收到的通知中没有检测到任何错误，则传输/接收单元140被配置为向控制单元110传输300至少一个信号，其中该至少一个信号与确认通知(例如，所谓的“ACK”通知)相关联。此外，传输/接收单元140被配置为执行310与命令信号相关联的命令。相反，如果传输/接收单元 140在接收到的通知中检测到任何错误，该传输/接收单元140被配置为执行320错误处理过程。无论传输/接收单元140是否允许执行310 命令或执行错误处理过程320，通信网络10可以以迭代的方式继续 260通信过程。
如果传输/接收单元140检测到与命令信号接收相关的错误，则传输/接收单元140被配置为向控制单元110传输340至少一个信号，其中该至少一个信号与错误通知(例如，所谓的“NACK”通知)相关联。因此，控制单元110被配置为在相同的分配时隙360(即，并发确认(C-ACK)时隙)中并发地从阵列130的所有传输/接收单元140 接收350(多个)确认通知或(多个)错误通知。如果控制单元110 在接收到的通知中检测到370任何错误，该控制单元被配置为执行 380错误处理过程。如果控制单元110在接收到的通知中未检测到任何错误，则通信过程被配置为继续390。
参考所有所示出的实施例，所描绘的通信网络的所示出的元件中的任一元件的(多个)无线收发器的(多个)天线可以例如包括RF 天线或红外天线。(多个)天线可以包括至少一个定向和/或极化天线，例如RF天线。借助于定向天线和/或极化天线，可以促进至少一个信号在通信网络上的传播，并且可以减少或者甚至最小化干扰。
总之，公开了一种用于至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间的通信的通信网络。根据本发明的一个或多个实施例，通信网络可以被描述为这样的通信网络，即：在该通信网络中，(多个)传输/接收单元可以在第一时隙中在下游方向上向多个传输/接收单元传输一个或多个信号，并且此后，在第二时隙中从(多个)信号被传输到的传输/接收单元并发地接收响应。
虽然在附图和前面的描述中已经说明了本发明，但是这样的说明被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的其它变化。在所附权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
Claims (14)
1.一种高压直流HVDC电力系统中的通信网络(10)，用于被包括在所述HVDC电力系统中的至少一个控制单元(30)与多个电力电子元件(20)之间的通信，其中所述至少一个控制单元被配置为借助于向所述多个电力电子元件传输至少一个信号来控制所述多个电力电子元件，其中所述通信网络进一步包括：
至少一个传输/接收单元(21、140)的至少一个阵列(37、130)，被配置为在从所述多个电力电子元件到所述至少一个控制单元的上游方向上、以及在从所述至少一个控制单元到所述多个电力电子元件的下游方向上，接收通过所述通信网络在所述下游方向或所述上游方向上传输的至少一个信号，并且分别在所述下游方向或所述上游方向上通过所述通信网络传输接收到的所述至少一个信号，其中所述至少一个传输/接收单元进一步被配置为：
接收(160)来自上游方向的至少一个信号，并且评估(170)所述至少一个信号是否正确地被接收，以及
在所述至少一个信号正确地被接收的情况下，
在所分配的第一时隙(190)中，在下游方向上向多个传输/接收单元(19、120)转发(180)所述至少一个信号，以及
在所分配的第二时隙(280)中，接收(270)来自所述多个传输/接收单元的、作为对所转发的所述至少一个信号的响应的多个信号。
2.根据权利要求1所述的通信网络，其中所述多个传输/接收单元中的每个传输/接收单元被配置为：
评估(210)所述至少一个信号是否正确地被接收，以及
在所述至少一个信号正确地被接收的情况下，
向至少一个传输/接收单元的所述至少一个阵列传输(220)至少一个信号，其中所述至少一个信号与确认通知相关联。
3.根据权利要求1或2所述的通信网络，其中所述多个传输/接收单元中的每个传输/接收单元被配置为：
评估(210)所述至少一个信号是否错误地被接收，以及
在所述至少一个信号错误地被接收的情况下，
向至少一个传输/接收单元的所述至少一个阵列传输(240)至少一个信号，其中所述至少一个信号与错误通知相关联。
4.根据权利要求1或2所述的通信网络，其中每个控制单元包括被配置为传输和/或接收所述至少一个信号的传输/接收单元。
5.根据权利要求1或2所述的通信网络，其中每个电力电子元件包括被配置为传输和/或接收所述至少一个信号的传输/接收单元。
6.根据权利要求1或2所述的通信网络，其中至少一个传输/接收单元的所述至少一个阵列分别在所述下游方向和所述上游方向上被提供在所述至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间。
7.根据权利要求6所述的通信网络，包括至少一个传输/接收单元的单个阵列。
8.根据权利要求6所述的通信网络，包括至少一个传输/接收单元的多个阵列，其中至少一个传输/接收单元的所述多个阵列中的每个阵列分别被串联布置在所述下游方向和所述上游方向上，使得第一阵列的任何传输/接收单元被配置为在所述上游方向上，从被设置在所述第一阵列下游的第二阵列的传输/接收单元接收通过所述通信网络传输的至少一个信号，并且在所述下游方向上向所述第二阵列的传输/接收单元传输通过所述通信网络接收到的至少一个信号。
9.根据权利要求1或2所述的通信网络，其中所述至少一个传输/接收单元中的至少一个被配置为通过无线通信链路分别接收和传输至少一个信号。
10.根据权利要求9所述的通信网络，其中所述无线通信链路包括至少一个射频通信链路、红外通信链路或自由空间光通信链路。
11.根据权利要求1或2所述的通信网络，其中所述至少一个传输/接收单元中的至少一个被配置为通过有线通信链路分别接收和传输至少一个信号。
12.根据权利要求11所述的通信网络，其中所述有线通信链路包括以下各项中的至少一项：至少一个光波导或至少一个电导体。
13.根据权利要求1或2所述的通信网络，其中所述通信网络被配置为允许基于TDMA、SDMA、FDMA或CDMA或其任意组合的、在所述至少一个控制单元与至少一个电力电子元件之间的通信。
14.一种高压直流HVDC电力系统，包括：
至少一个电力电子元件(20)；
至少一个控制单元(30)；以及
根据权利要求1-13中任一项所述的通信网络(10)，用于所述至少一个控制单元与所述至少一个电力电子元件之间的通信。
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