[发明专利]通信网络、功率变流器柜和用于其的方法

说明书

本发明涉及一种功率变流器柜(1)中的通信网络。功率变流器柜(1)包括至少一个控制单元(5；7a，7b)以及至少一个功率开关(6a‑d)、传感器(8‑10)或执行器，并且其中第一通信点(2)在功率变流器柜(1)内连接至少一个控制单元(5；7a，7b)，以及第二通信点(3a‑d)在功率变流器柜(1)内连接至少一个功率开关(6a‑d)、传感器(8‑10)或执行器。通信网络包括：第一通信点(2)，设置有第一天线，第一天线被配置成以20度和180度之间的张角在毫米波频带中无线发射/接收；以及第二通信点(3a‑d)，设置有第二天线，第二天线配置成以20度和180度之间的张角在毫米波频带中无线接收/发射；其中第一通信点和第二通信点被配置成设立具有多条传播路径的通信链路，以在功率变流器柜(1)内不同的有源设备和/或有源部件之间发送数据。本发明还涉及一种功率变流器柜以及一种用于在功率变流器柜内通信的方法。

技术领域

本发明涉及一种功率变流器柜内的通信网络。本发明还涉及一种功率变流器柜以及一种用于在功率变流器柜内通信的方法。

背景技术

通信是功率变流器必需和集成的部分。这类通信需要稳定、可靠且具有相当短的延时。控制单元需要与数个、甚至数百个或更多构件/电池/功率模块通信。通信单元可以被置于不同的电位(几千伏以上)，要求发射器和接收器之间具有电气绝缘。

解决这类通信问题的传统方法是使用光纤，光纤可以提供足够短的延时、充足的数据速率以及电气绝缘。这些光学部件的问题在于，它们的性能会随着时间下降。此外，它们还需要大量的安装工作，并且用于安装光缆的一些空间不一定总是可用，从而导致因过度弯折等而造成损坏。

现有技术解决方案通常应用

·光纤，价格高而且性能随着时间下降，以及需要费时安装

·其他光学解决方案，例如单独的自由空间光学方案，或者该方案与诸如以太网或工业以太网或类似的有线通信方案的组合，组合方案中自由空间光学部分提供电气绝缘。

Jong Ho Kim等人在“Antenna directivity effect on the delay spread atmillimeter-wave”,ADVANCED COMMUNICATION TECHNOLOGY(ICACT),2011 13thInternational conference on,IEEE,(2011-02-13),8-12页中，介绍了对毫米波段时延扩展特性的研究。

在US2012207138中，已经提出了无线控制功率网络开关设备的使用。

发明内容

本发明的目的是提升在柜体内功率变流器的通信可靠性。

根据第一个方面，介绍了一种功率变流器柜内的通信网络。功率变流器柜包括至少一个控制单元以及至少一个功率开关、传感器或执行器。通信网络包括：第一通信点以及第二通信点，第一通信点设置有第一天线，第一天线被配置成以20度和180度之间的张角在毫米波频带中无线发射/接收，其中第一通信点在功率变流器柜内连接到至少一个控制单元；第二通信点设置有第二天线，第二天线被配置成以20度和180度之间的张角在毫米波频带中无线接收/发射，其中第二通信点在功率变流器柜内连接到至少一个功率开关、传感器或执行器；其中第一通信点和第二通信点被配置成设立具有多条传播路径的通信链路，以在功率变流器柜内不同的有源设备和/或有源部件之间发送数据。

毫米波频带可以是30-300GHz，优选40-100GHz，并且更优选约60GHz。

张角可以是在70度和150度之间，并且优选约120度。

通信网络可以包括第三通信点，设置有第三天线，第三天线被配置成以20度和180度之间的张角在毫米波频带中无线接收/发射，其中第一通信点、第二通信点和第三通信点被配置成设立具有多条传播路径的通信链路，以在功率变流器柜内不同的有源设备和/或有源部件之间发送数据。