TWI763020B - 電能資料通訊系統 - Google Patents

Abstract

本發明電能資料通訊系統，其包含有至少一綠能集電設備、一統籌設備及一傳輸媒介，而前述該統籌設備係設於一具儲存電能機構上，是以，藉由該綠能集電設備具有集收綠能資源轉換為電力的特性，同時亦能將一外部資料控制器之資料信號，在進行編碼調變技術中並將電力與資料信號匯整封包為一具有通訊能力的電力波形的能力，以通過一信號線便能完成集收之電力與資料信號的傳送，而該統籌設備便能針對該封包中的電力與資料信號予以分離出，並進行還原後，再予以傳輸連接至該儲存電能機構上進行記錄與儲存，不但有效簡化傳輸流程與設備，避免綠能資源傳輸過程之耗損，以提升傳輸效益。

Description

電能資料通訊系統

本創作係有關於一種電能傳輸設計，特別是指一種電能資料通訊系統。

現今能源短缺與用電量需求急遽的環境下，為環境考量與避免二氧化碳過度排放而對地球環境造成負擔，太陽光照為一種乾淨且無污染的環保的綠色能源，且為再生能源之首，而太陽能更是再生能源中最具有發展潛力的能源，其具有無污染、無公害，以及取之不盡用之不竭之特性，因此為使民生供電與工業發展可以永續，與有效達到節能減碳的效應下，即藉由替代型綠色能源進行發電，已為重要發展方向之一，如此可以減少原電力廠供電量異常而造成用戶使用電能不足的缺失。

然而，在台灣地狹人稠的土地上要尋找多個大型場地可長時間架設集收太陽幅射光結構的設置實在有點困難，因此近幾年政府一直鼓勵民間設置個人的太陽能發電設備，不但可集收發電自已使用以減輕用電負擔，亦可將多餘電力轉售給電力公司，有效解決電力公司有供電不足的窘態；惟，在以傳統的集電裝置的設備上，如圖1所示，是需要多個綠能轉換模組1利用一導線連接專用之變頻器2，因此在該綠能轉換模組1產生電能後，需統一經由專用之變頻器2耦合至供電平台，並且藉由此變頻器2輸出至供電平台之電量計費，倘若該每一綠能轉換模組1若需計算自身產生的電量，則需要額外增加計量設備11，同時若在各個控制系統上設有該計量設備11時，其又需額外架設一通訊平台12，如此在設備架設上不但構件多且複雜、同時架設花費成本高，導致參加意願不高，實有待改善。

因此，本發明之目的是在提供一種電能資料通訊系統，其綠能集電設備得以先將複數欲傳輸的資料信號與綠能資源轉換之電力進行調變，並匯整合成一具有資料信號與電力之封包輸出，且透過單一信號線即能達到傳輸電力與資料，使綠能資源傳輸更加簡化與提升。

於是，本發明一種電能資料通訊系統，其用以針對將綠能資源轉換進行傳輸以提供儲能供需使用，而該電能資料通訊系統包含有至少一綠能集電設備、一統籌設備及一傳輸媒介，而該統籌設備設在一具儲存電能機構上；其中，藉由綠能集電設備中之綠能集收裝置及集電控制裝置，係可先針對集收之綠能資源進行電的轉換，與進行電力的統整，並將接收之外部資料信號與轉換之電力，運用編碼調變技術中並將電力與資料信號匯整封包為一具有通訊能力的電力波形態設置，且經該傳輸媒介進行傳遞至該統籌設備中，透過該統籌設備之分離模組、電力換算模組及資料辨別匯整模組，以針對匯整為一具有資料信號與電力予以分離出，並還原出原輸送之資料信號，同時再對分離出的電力波形之電流信號轉換為計算變數，而後再與還原的資料信號計算，而再將該電力與計算之資料信號予以傳輸至該儲存電能機構，使該儲存電能機構進行資料信號的記錄與電力的儲存；因此，利用該綠能集電設備得以將綠能資源轉換之電力、資料信號匯整封包為一具有通訊能力的電力資訊，且通過一信號線傳輸連結的效益，大大有效簡化綠能資源傳輸流程與設備效益。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

參閱圖2，本發明之第一較佳實施例，用以針對將光電轉換進行傳輸以提供儲能供需使用，該電能資料通訊系統3包含有至少一綠能集電設備31、一統籌設備32及一傳輸媒介33；其中，該綠能集電設備31包括有至少一集收綠能資源轉換為電力輸出的綠能集收裝置311，及一接收該綠能集收裝置311輸出電力之集電控制裝置312，而前述該集電控制裝置312具有一電力整合模組3121，及傳送控制模組3122，同時該電力整合模組3121能針對所接收電力進行統整，同時該電力整合模組3121亦具有計算電量的設置，藉以針對每一接收的電力量進行計算，而該傳送控制模組3122得以接收/傳送一外部資料控制器4之資料信號、編碼調變技術、自動辨識通訊頻寬與資料長度能力，以將統整後之電力與資料信號匯整為一具有通訊能力的電力波封包進行傳送，而在本實施例中，該綠能集電設備31可為太陽能、風力、水力等各式以綠能發電為主的集電設備設置，以下係以該綠能集電設備31為擷取太陽光照能源以進行光電轉換，同時該綠能集收裝置311亦也以太陽能板稱呼為例說明。

接續前述，該統籌設備32設在一具儲存電能機構5上，而該統籌設備32包括有接收該綠能集電設備31輸出之電力波封包的分離模組321，一與該分離模組321連接之電力換算模組322，及一分別與該分離模組321、電力換算模組322連接之資料辨別匯整模組323；其中，該分離模組321可將該電力波封包中的電力與資料信號予以分離出，並還原出原輸送的資料信號，且分別將該電力與資料信號連接至該電力換算模組322與資料辨別匯整模組323，使該電力換算模組321得以針對分離出的電力波形電流信號轉換為計算變數，而該資料辨別匯整模組323即分別將已還原的資料信號與電力波形之電流信號計算出傳送功率量辨別無誤後，即傳輸連接至該儲存電能機構5上，以針對資料信號、電力的接收量進行記錄與儲存，當然該儲存電能機構5可將所欲回饋的訊息透過該統籌設備32進行轉換，且傳遞至該綠能集電設備31接收，在本實施例中，特別將該綠能集電設備31設為民間個人集電用戶，而該儲存電能機構5則為電力公司的設置；至於，該傳輸媒介33分別與該綠能集電設備31及統籌設備322連接，且針對該綠能集電設備31已匯整為一具有通訊能力的電力波封包，與統籌設備32欲回饋之訊息進行傳送，以使該綠能集電設備31及該統籌設備32形成相互通訊之模式。

參閱圖2至圖4，在每個該綠能集電設備31在進行光電轉換作業時，首先會藉由該太陽能板311不斷對光照之光源進行集收，且當該太陽能板311接收到光源後會立即轉換為電力，並將該電力輸入至該集電控制裝置312中，這時該電力整合模組3121便會針對所集收之電力進行統整，同時一併針對集收於內的電力量進行統計，因此，當欲將該集電控制裝置312內的電力傳輸至該儲存電能機構5時，該傳送控制模組3122便會在接收到該外部資料控制器4的資料信號，藉由該傳送控制模組3122具有自動辨識通訊頻寬與資料長度與誤差容錯能力，以針對該資料信號進行編碼調變技術調變，同時執行將該資料信號的控制命令將該集電控制裝置312內所集收已達致設定的電力量，來與該資料信號以及具有該綠能集電設備31的辨識碼匯整為一具有通訊能力的電力波封包，因此透過調變的編碼技術，可使多個不同該綠能集電設備31所傳輸的電力波封包並列輸送時不會受到額外通訊的干擾，且更不會因正進行的多個並列傳送而具有頻率重疊的情事產生，即能以一次性方式通過該傳輸媒介33進行多並列傳輸架構的輸送作業，藉此便能使該儲存電能機構5上的該統籌設備32一一進行接收，這時該分離模組321便會將該電力波封包中的電力、資料信號與辨識碼予以分離出，並還原出原輸送的資料信號，且分別將該電力、資料信號與辨識碼連接至該電力換算模組322與資料辨別匯整模組323，使該電力換算模組322得以針對分離出的電力轉換為單位，有鑒於該電力是透過調變的編碼技術調變所進行的封包技術，因此可使該電力於傳輸過程中不會有耗損，而分離出之該電力波形之電流信號得直接連接至該資料辨別匯整模組323，而已還原的資料信號與電力波形之電流信號計算出傳送功率量分別經該資料辨別匯整模組323辨別無誤後，便會傳輸連接至該儲存電能機構5上以針對資料信號、電力的接收量進行記錄與儲存，以作為日後該儲存電能機構5與該綠能集電設備31收購電力費用的結算依據，而當下該儲存電能機構5可將所欲回饋該辨識碼的訊息透過該統籌設備32轉換為一可通過該傳輸媒介33傳送的信號，由該傳輸媒介33傳遞至該綠能集電設備31接收，再透過該傳送控制模組3122連結至該外部資料控制器4以進一步達到相互通訊的回報模式，是以，本發明利用該電能資料通訊系統3可將電力、資料信號與辨識碼整合為一具有通訊能力的電力波封包，在不用另具有通訊平台、計量設備的架設即能完成所欲傳遞轉售電力的傳輸，藉此達到以一信號線進行多並列傳輸與通訊控制目的，大大有效提升綠能資源轉換傳輸流程與設備效益。

參閱圖5，本發明第二較佳實施例，本實施例特別在於：在前一實施例中係以該綠能集電設備31單一將電力波封包傳送至該統籌設備32將電力儲存於該儲存電能機構5為説明，而本實施例中另包含有至少一接收設備34，而該接收設備34透過該傳輸媒介33分別與該綠能集電設備31與統籌設備32連接，同時該接收設備34設於一蓄電裝置6上，其中，而該接收設備34具有一處理單元341，以及二分別與該處理單元341連接之電力擷取單元342及信號產生單元343，而前述該電力擷取單元342可針對該綠能集電設備31所傳輸的電力波封包進行擷取，經該處理單元341針對該電力波封包中的電力予以分離出，且輸入至該蓄電裝置6中儲存，而信號產生單元343會針對該蓄電裝置6所欲傳遞之一通知資料予以轉換為一通知資料訊號，且輸出之該統籌設備32接收，而在本實施例中該蓄電裝置6可為電池、電容設置，同時將該綠能集電設備31設為民間個人集電用戶，該儲存電能機構5則為電力公司的設置，而該蓄電裝置34則為民間個人用電用戶。

請參閱圖5及圖6，因此，當裝設有該蓄電裝置6的用戶將電力不足、不敷使用的通知資料，透過該信號產生單元343產生一通知資料信號經該傳輸媒介33連接至該統籌設備32，這時該統籌設備32接收到該蓄電裝置6的通知資料訊號時，便會針對該通知資料訊號進行還原辨別，並轉接之該儲存電能機構5上，而該儲存電能機構5即會針對該蓄電裝置6所需要的電力需求，對該蓄電裝置6鄰近的該綠能集電設備31進行搜查，以對較與該蓄電裝置6接近之其一該綠能集電設備31發出一傳輸電力訊息通知，透過該傳輸媒介33傳遞至其一該綠能集電設備31接收，以使其一該綠能集電設備31將原所欲傳輸至該儲存電能機構5之電力，依據該儲存電能機構5的指示予以匯整一可傳遞且協定接收設定的電力波封包至指定需求電力之該蓄電裝置6接收，同時一併透過該傳輸媒介33進行傳遞，而該接收設備34之電力擷取單元342便於該傳輸媒介33的傳輸中針對符合的電力波封包進行擷取，且經該處理單元341針對該電力波封包中的電力予以分離出還原，且輸入至蓄電裝置6儲存使用，而該接收設備34可依據該儲存電能機構5是否要回覆所接收的電力接收量的指示，再來進行訊息回溯，即如需要回溯，該信號產生單元343便會依據該蓄電裝置6回覆資料產生一回覆資料訊號經由該傳輸媒介33回溯，使該統籌設備32接收後將還原的回覆資料連接至該儲存電能機構5上記錄儲存，以作為日後結算依據，若該儲存電能機構5沒指示則該接收設備34便不會產生任何作動，當然該綠能集電設備31更能同時依據該儲存電能機構5的多組指示，一次亦或依序將多組電力波封包通過該傳輸媒介33傳遞至不同協定接收設定之該等蓄電裝置6接收，如此達到以一信號線進行多並列傳輸與通訊控制目的，有效提高綠能資源傳輸流程簡化後之傳輸的通用性。

歸納前述，本發明電能資料通訊系統，藉由綠能集電設備具有能將綠能資源予以轉換集收、電力量的統計，與具有資料信號進行編碼調變技術調變，得以將資料信號以及具有該綠能集電設備的辨識碼匯整為一具有通訊能力的電力波封包的能力與特性，經由傳輸媒介的傳送，使設於儲存電能機構上的統籌設備予以接收，且將電力波封包中之資料信號、辨識碼與電力分別予以分離出，並進行電力單位的轉換，且統一經辨別無誤後，便連接至該儲存電能機構上針對資料信號、電力的接收量進行記錄與儲存，同時再利用該傳輸媒介傳遞該儲存電能機構所欲反饋的訊息，故不但能有效簡化設備設置與流程傳遞效果，同時通過一信號線傳輸有效達到綠能資源傳輸連結與通訊的效益，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

(習知) 1：綠能轉換模組 2：變頻器 11：計量設備 12：通訊平台 (本發明) 3：電能資料通訊系統 31：綠能集電設備 32：統籌設備 33：傳輸媒介 34：接收設備 311：綠能集收裝置(太陽能板) 312：集電控制裝置 3121：電力整合模組 3122：傳送控制模組 321：分離模組 322：電力換算模組 323：資料辨別匯整模組 341：處理單元 342：電力擷取單元 343：信號產生單元 4：外部資料控制器 5：儲存電能機構 6：蓄電裝置(電池、電容)

圖1是習知綠能發電傳輸之示意圖。 圖2是本發明第一較佳實施例之示意圖。 圖3是該第一較佳實施例之電流信號示意圖。 圖4是該第一較佳實施例之複數傳遞示意圖。 圖5是本發明第二較佳實施例之示意圖。 圖6是該第二較佳實施例之複數傳遞示意圖。

3：電能資料通訊系統 31：綠能集電設備 32：統籌設備 33：傳輸媒介 311：綠能集收裝置(太陽能板) 312：集電控制裝置 3121：電力整合模組 3122：傳送控制模組 321：分離模組 322：電力換算模組 323：資料辨別匯整模組 4：外部資料控制器 5：儲存電能機構

Claims (6)

1. 一種電能資料通訊系統，用以針對將光電轉換進行傳輸以提供儲能供需使用，其包含有：至少一綠能集電設備，包括有至少一集收綠能資源轉換為電力輸出的綠能集收裝置，及一接收該綠能集收裝置輸出電力之集電控制裝置；其中，該集電控制裝置具有一電力整合模組，及傳送控制模組，而前述該電力整合模組能針對所接收電力進行統整，該傳送控制模組得以接收/傳送一外部資料控制器之資料信號、編碼調變技術，以將統整後之電力與資料信號匯整為一具有通訊能力的電力波封包進行傳送；一統籌設備，其設在一具儲存電能機構上，該統籌設備包括有接收該綠能集電設備輸出之電力波封包的分離模組，一與該分離模組連接之電力換算模組，及一分別與該分離模組、電力換算模組連接之資料辨別匯整模組；其中，該分離模組可將該電力波封包中的電力與資料信號予以分離出，並還原出原輸送的資料信號，且分別將該資料信號與電力連接至該電力換算模組與資料辨別匯整模組，使該電力換算模組得以針對分離出的電力波形電流信號轉換為計算變數，而該資料辨別匯整模組即分別將已還原的資料信號與電力波形之電流信號計算輸入功率辨別無誤後，即連接至該儲存電能機構上針對資料信號、電力的接收量進行記錄與儲存，同時該儲存電能機構可將所欲回饋的的訊息透過該統籌設備進行轉換，且傳遞至該綠能集電設備；及 一傳輸媒介，其分別與該綠能集電設備及統籌設備連接，且針對該綠能集電設備之具有電力及通訊資料信號匯整封包進行傳送，以及將該統籌設備之訊號進行回饋傳送。
2. 根據請求項1所述之電能資料通訊系統，另包含有至少一透過該傳輸媒介分別與該綠能集電設備與統籌設備連接之接收設備，同時該接收設備設於一蓄電裝置上，使該接收設備得以經該傳輸媒介接收該綠能集電設備輸出之電力並儲存於該蓄電裝置內。
3. 根據請求項2所述之電能資料通訊系統，其中，該接收設備具有一處理單元，以及二分別與該處理單元連接之電力擷取單元及信號產生單元，而前述該電力擷取單元可針對該綠能集電設備所傳輸的電力波封包進行擷取，經該處理單元針對該電力波封包中的電力予以分離出，且輸入至蓄電裝置中，而訊號產生單元會針對蓄電裝置所欲傳遞之資料訊號進行轉換，以輸出之該統籌設備。
4. 根據請求項2所述之電能資料通訊系統，其中，該蓄電裝置為電池、電容設置。
5. 根據請求項1或請求項2所述之電能資料通訊系統，其中，該電力整合模組具有計算電量的設置。
6. 根據請求項1所述之電能資料通訊系統，其中，該綠能集電設備可為太陽能、風力、水力等各式以綠能發電為主的集電設備設置。

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