[发明专利]具有改进网关模块的电设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于电力网或设备的网关模块。网关模块能够接收包括调制分量的电力信号以便从产生电的电模块中传送信息，并且能够处理电力信号以便为电力网提供兼容信号，该网关模块包括主单元，该主单元包括控制用于读取调制分量信息的读取电路的控制电路，以及用于过滤该调制分量以向电力网提供兼容信号的滤波电路。

背景技术

本发明涉及用于家庭电网的电设备的领域，并且特别涉及使用可再生能源的电设备的领域。

在图1中可见的这种设备1一般包括连接到主电力网并且连接到从诸如风力涡轮机或太阳能面板的可再生能源发电的系统2的家庭电网。这些系统可包括太阳能组件或风力涡轮机模块。从可再生能源发电的这些系统设置有一个或多个微逆变器，以便提供与家庭电网兼容的输出信号。该信号S1被发送到网关单元3。该系统S1包括允许在从可再生能源发电的系统和网关单元之间信息交换的调制分量。

网关单元3用于从调制分量中读取信息，并且然后将其过滤，以使得在被注入到家庭电网之前将任何缺陷从输出信号中移除。因此该单元包括滤波器6、读取电路5以及用于控制整个单元的控制电路4。

在现有技术中，其中从可再生能源发电的系统包括多个模块，则每一个模块提供电力信号S1、S2、S3并且与网关单元3相关联。

这种配置的缺点是，它要求每个模块有一个网关单元。由于每个网关单元包括过滤器6、读取电路5和控制电路4，乘以模块的数量，并且因此网关单元的数量导致更高的成本。

此外，根据E.Roman等人的文章2006年1月6日第4期第53卷的IEEE《工业电子装置的交易》的“并网光伏系统的智能光伏模块”(《Intelligent PV module for Grid-Connected PV systems》,IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,vol.53,no 4,1/6/2006)，存在已知的包括多个太阳能模块的系统，其中每个太阳能模块包括太阳能面板。每个太阳能面板与具有检测最大电力点跟踪点或“MPPT”的功能的DC-DC转换器相关联。整个组件然后连接到DC-AC转换器以对电力网供电。

这些太阳能面板被连接到从面板中检索信息的控制电路。

然而这些系统被设计用于单相电网，并且当施加到多相电网时，它们需要用于每个附加相的一个网关单元。

此外，根据美国专利No.2011/0031814，还存在已知的包括若干光伏面板的系统，光伏面板被布置成组并经由连接盒连接到逆变器电路。该连接盒使得可以从太阳能面板中提供信息。在此的目的是仅具有一个网关单元用于所有光伏面板，对于多相电网的应用似乎并非有意。

Kurokawa K等人的文献，荷兰阿姆斯特丹的Elsevier科学出版社的太阳能材料和太阳能电池的《AC模块组成的光伏发电系统的概念考虑》(by Kurokawa K et al:《Conceptual considerations on PV systems composed of AC modules》,Solar energy materials and solar cells,Elsevier Science Publishers,Amsterdam,NL)是描述包括AC模块的光伏系统的文献，一个该AC模块被定义为包括一个光伏模块和一个逆变器。

然而，在上述文献中描述的系统没有描述网关模块的存在，并且因此不能用于本发明的应用。

发明内容

本发明的目的是提供用于电力网的便宜、模块化并且更紧凑的网关模块。

为此，本发明涉及一种用于电设备的网关模块，网关模块能够通过相线和中性线接收电信号、电力信号，电力信号包括用于从产生电的电模块中传送信息的调制分量，并且网关模块能够处理电力信号以向电力网提供兼容信号，网关模块包括主单元，主单元包括控制接口部件以管理电力信号的调制分量的信息的控制电路，以及用于过滤调制分量并且使电力信号与电网兼容的滤波电路，该网关模块特征在于网关模块进一步包括至少一个次级单元，该至少一个次级单元设置有用于过滤由附加电模块的相线和中性线提供的电力信号的滤波电路，并且该至少一个次级单元被布置以使得接口部件可管理由附加电模块提供的电力信号的调制分量的信息，由主单元的控制电路控制该至少一个次级单元。

该配置具有在大大降低成本并且提供更紧凑的网关模块的同时允许单相电网和三相电网的简单控制的优点。

在第一优选实施例中，每个次级单元处理来自附加电模块的电力信号，每个次级单元由主单元的控制电路控制。