在高压功率转换器站中建立无线通信系统的方法和高压功率转换器站技术方案

提供了一种用于在高压功率转换器站(5a)中建立无线通信系统的方法(1)。所述高压功率转换器站包括多个功率设备(10a

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在高压功率转换器站中建立无线通信系统的方法和高压功率转换器站


[0001]本公开涉及高压功率转换器站中的无线通信，并且具体地，涉及在高压功率转换器站中建立无线通信系统。

技术介绍

[0002]在例如高压直流HVDC电力传输系统中采用的高压功率转换器站通常依赖光学链路来控制它们的高压功率转换器的切换，并且更一般地控制功率设备(诸如例如绝缘栅双极晶体管IGBT和/或晶闸管)的切换。
[0003]光学链路提供可靠并且高速的通信，同时维持所需的电压绝缘。然而，光学链路的安装和调试是耗时并且昂贵的。
[0004]高压功率转换器控制需要到多个功率设备的超低等待时间和超可靠通信。部署在2,4/5GHz频谱或相邻频率中的传统无线通信系统(例如WiFi、LTE、蓝牙)遭受有限的可用带宽，这限制了可实现的等待时间。
[0005]此外，在功率转换器站中金属障碍物(诸如，例如电磁干扰(EMI)屏蔽物、冷却管、和/或支撑结构)的存在可能限制无线电信号在控制器与功率设备之间的传播。传统无线通信的可靠性可以通过信号处理方法(诸如前向误差校正和/或重新传输)来提高。然而，这样的信号处理方法增加了通信的等待时间。此外，传统无线通信可能受到由功率转换器站外部的无线电信号(诸如，例如蜂窝网络和/或卫星链路)引起的干扰的损害和/或限制，这可能限制可用带宽和/或降低传统通信系统的可靠性。

技术实现思路

[0006]本公开的一个目的是提供一种用于功率转换器站的可靠、低等待时间并且高速的通信系统。本公开的另一个目的是提供一种功率转换器站中的更容易地安装和调试的通信系统。为了实现这些目的和其它目的中的至少一个，提供了根据独立权利要求所述的用于在高压功率转换器站中建立无线通信系统的方法和高压功率转换器站。优选实施方案由从属权利要求限定。
[0007]根据第一方面，提供了一种用于在高压功率转换器站中建立无线通信系统的方法。所述高压功率转换器站包括多个功率设备，并且所述无线通信系统包括：多个无线通信设备。所述多个无线通信设备中的一些与功率设备相关联，使得一个功率设备和一个无线通信设备一起形成一个无线功率电子模块。所述无线通信系统还包括至少一个无线联网设备，用于在所述多个无线通信设备与控制器之间提供通信接口，所述控制器被配置为控制所述功率设备。
[0008]所述方法包括：在所述控制器处获得多个第一信道中的每个第一信道的信号质量的指示。一个第一信道对应于使用多个无线电波束方向中的一个在所述至少一个无线联网设备中的一个与所述多个无线通信设备中的一个无线通信设备之间的通信路径。所述方法
还包括：在所述控制器处获得多个第二信道中的每个第二信道的信号质量的指示。一个第二信道对应于使用多个无线电波束方向中的一个在一个无线通信设备与所述多个无线功率电子模块中的一个无线功率电子模块之间的通信路径。所述方法还包括：针对每一个无线功率电子模块，由所述控制器基于针对所述多个第一信道和所述多个第二信道获得的信号质量的指示，确定从所述控制器到所述无线功率电子模块的至少一个通信路径。确定的通信路径提供在阈值以上的信号质量。
[0009]根据第二方面，提供了一种高压功率转换器站。所述高压功率转换器站包括：多个功率设备。所述高压功率转换器站还包括多个无线通信设备。所述多个无线通信设备中的一些与功率设备相关联，使得一个功率设备和一个无线通信设备一起形成一个无线功率电子模块。所述高压功率转换器站还包括至少一个无线联网设备，用于在所述多个无线通信设备与控制器之间提供通信接口。所述控制器被配置为控制所述功率设备。所述控制器还被配置为：获得多个第一信道中的每个第一信道的信号质量的指示。一个第一信道对应于使用多个无线电波束方向中的一个在所述至少一个无线联网设备中的一个与所述多个无线通信设备中的一个无线通信设备之间的通信路径。所述控制器还被配置为获得多个第二信道中的每个第二信道的信号质量的指示。一个第二信道对应于使用多个无线电波束方向中的一个在一个无线通信设备与所述多个无线功率电子模块中的一个无线功率电子模块之间的通信路径。所述控制器还被配置为针对每一个无线功率电子模块，基于针对所述多个第一信道和所述多个第二信道获得的信号质量的指示，确定从所述控制器到所述无线功率电子模块的至少一个通信路径。确定的通信路径提供在阈值以上的信号质量。
[0010]具有多个通信设备和至少一个联网设备的无线通信系统可以是高压功率转换器站的一个不可分割的部分。功率转换器站或高压功率转换器站可以例如包括功率转换器厅(hall)、功率转换器机柜(cabinet)、功率转换器分站或包括多个(高压)功率设备的任何其他类型的功率转换器站。在这方面，功率设备可以例如包括开关设备，诸如IGBT或晶闸管、开关装置或在控制器的控制下的高压功率转换器站的任何其他功率设备。
[0011]术语“无线通信设备”是指例如无线电通信设备、微波通信设备或毫米波通信设备。如上文所提及的，无线通信设备可以与功率设备相关联以形成无线功率电子模块，其中无线通信设备可以从功率转换器站的控制器接收控制消息并且可以向控制器传输状态消息。不与功率设备相关联的无线通信设备可以被理解为例如继电器或继电设备。
[0012]此外，无线联网设备可以包括用作例如控制器与无线通信设备之间的无线接口的任何设备。无线联网设备也可以被称为无线集线器。无线联网设备可以经由导线连接连接到控制器，同时它被配置为与无线通信设备进行无线通信。
[0013]此外，尽管在描述本公开中的方法和功率转换器站时提到“一个控制器”，但是应理解，功率转换器站可以包括多个控制器。例如，控制器中的每个可以被配置为控制功率转换器站的功率设备的一个子集。控制器也可以被称为控制单元或控制实体。
[0014]在上文中，信号质量的指示可以例如包括值、注释、消息或索引。所述指示可以经由例如信道探测来获得。
[0015]基于多个第一信道和第二信道的信号质量的指示，可以确定从控制器到无线功率电子模块的至少一个通信路径。此“确定”可以被理解为例如路径选择。
[0016]本方法和高压功率转换器站提供比传统无线通信系统更可靠的通信。此外，与有
线通信系统的安装所需的时间相比，所述通信系统的安装和调试所需的时间被减少。换句话说，所述方法和所述高压功率转换器站的益处包括用于所述控制功率转换器站的功率设备的通信系统的较少耗时和昂贵的安装和调试。
[0017]还应理解，在本方法和功率转换器站中，由控制器选择(或确定)的从控制器到无线功率电子模块的至少一个通信路径可以包括第一信道和/或第二信道，只要由所述通信路径提供的信号质量在阈值以上。选择的通信路径可以包括：控制器与联网设备(或集线器)之间的通信(所述通信可以是有线的)，以及其他实体之间的无线通信，诸如联网设备与无线功率电子模块之间的直接无线通信(所述通信对应于第一信道中的一个)，或经由用作继电器的无线通信设备从联网设备到无线功率电子模块的间接(或继电的)无线通信，从而既包括(在联网设备与无线通信设备之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在高压功率转换器站(5a
‑
5c)中建立无线通信系统的方法(1)，所述高压功率转换器站包括多个功率设备(10a
‑
10c)，其中所述无线通信系统包括：多个无线通信设备(15a
‑
15c)，所述多个无线通信设备中的一些与功率设备相关联，使得功率设备和无线通信设备一起形成无线功率电子模块(25a
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25c)；以及至少一个无线联网设备(20)，用于在所述多个无线通信设备与控制器(100)之间提供通信接口，所述控制器被配置为控制所述功率设备，所述方法包括：在所述控制器处获得多个第一信道中的每个第一信道的信号质量的指示(S1)，其中第一信道(31)对应于使用多个无线电波束方向(35)中的一个在所述至少一个无线联网设备中的一个与所述多个无线通信设备中的一个无线通信设备之间的通信路径；在所述控制器处获得多个第二信道中的每个第二信道的信号质量的指示(S2)，其中第二信道(32)对应于使用多个无线电波束方向中的一个在无线通信设备与所述多个无线功率电子模块中的一个无线功率电子模块之间的通信路径；以及针对每一个无线功率电子模块，由所述控制器基于针对所述多个第一信道和所述多个第二信道获得的信号质量的指示，确定从所述控制器到所述无线功率电子模块的至少一个通信路径，其中确定的通信路径提供在阈值以上的信号质量(S3)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器被配置为沿提供两个最高信号质量的至少两个通信路径与无线功率电子模块通信。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述控制器被配置为基于信号质量来评定确定的通信路径的优先级。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中关于至少一个确定的通信路径的信息被传输到所述至少一个无线联网设备和所述无线通信设备。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述控制器被配置为：在操作期间沿提供最高信号质量的通信路径与无线功率模块通信，并且如果在预定时间段内未从所述无线功率模块接收到状态消息而确定所述通信路径是不活跃的时，则切换到提供所述第二最高信号质量的通信路径。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述多个第一信道中的一个第一信道的信号质量的指示包括：从所述无线联网设备向所述无线通信设备传输第一探测消息(S11)；响应于所述第一探测消息，在所述无线联网设备处接收来自所述无线通信设备的消息(S12)，以及基于响应于所述第一探测消息而接收的所述消息，从所述无线联网设备向所述控制器传输关于所述第一信道的信号质量的信息(S13)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得所述多个第二信道中的一个第二信道的信号质量的指示包括：从所述无线通信设备向所述无线功率电子模块转发在所述无线通信设备处从所述至少一个无线联网设备中的一个无线联网设备接收的第二探测消息(S21)，响应于所述第二探测消息，在所述通信设备处接收来自所述无线功率电子模块的消息(S22)，以及基于响应于所述第二探测消息而接收的所述消息，经由无线联网设备从所述无线通信
设备向所述控制器传输关于所述第二信道的信号质量的信息(S23)。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中无线联网设备和无线通信设备各自包括用于引导它们相应的无线电波束的天线元件，并且其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：