[发明专利]级联逆变器中的公共线路通信

说明书

公开了在电源逆变器系统(100)中的方法，其中，该电源逆变器系统包括中央单元(130)和多个开关单元(110)，该多个开关单元可操作在逆变器模式下，在该逆变器模式中，它们被单独地切换以便产生在公共线路(120)中传输的组合输出电压波形和AC(V_输出)；并且可操作在通信模式下，在该通信模式中，该开关单元被切换以便产生通信信号，该通信信号在该公共线路中被传输到中央单元。该方法包括在逆变器模式下操作至少一些开关单元，使得它们响应于由中央单元所产生的命令信号的切换命令而被切换；以及在命令信号的两个连续切换命令之间，在该通信模式下操作至少一个开关单元。

技术领域

本文所公开的发明涉及电源逆变器系统中的通信。更确切地说，本发明涉及利用受控的级联开关单元进行通信的方法，该受控的级联开关单元被布置为接收输入功率并且将组合输出电压波形和交流电流传递至例如电网。

背景

开关单元被广泛用于电源逆变器系统中，用于将直流电流(DC)改变为交流电流(AC)。在这样的应用中，多个开关单元能够串联组合以形成组合的多电平输出电压波形。

已经提出并在此概念内使用了操作开关单元的许多配置和方法。在一个示例中，开关单元可以以级联配置电连接以提供期望的组合输出电压波形和AC。开关单元的单独操作可以例如借助于开关控制电路来实现，该开关控制电路要求在系统的单元之间传输信息。在例如WO2014/131734和PCT/EP2012/066782中，借助于无线通信信道在中央适配单元与开关单元之间传送控制信号。

尽管存在用于将被实施的这种通信信道的众所周知的方法，但仍需要用于以成本和能量有效的方式传送与这种电源逆变器系统相关的信息的可替代和改进的方法。

概述

本发明的至少一些实施例的目标是提供在电源逆变器系统、开关单元和中央单元中的方法，并且具体地向上述技术提供改进的可替代方案。

因此，本发明提供了具有独立权利要求的特征的方法、设备和系统。从属权利要求限定有利的实施例。

在第一方面中，提供了电源逆变器系统中的方法。电源逆变器系统包括以级联配置彼此电连接的多个开关单元。每个开关单元适于接收相应的输入功率。此外，每个开关单元可操作在其中开关单元被单独地切换以便产生组合输出电压波形的逆变器模式下，以及可操作在其中开关单元被切换以产生通信信号的通信模式下。来自开关单元的组合输出电压和通信信号可以在相同的配线或线路上传送。根据本方面，开关单元中的至少一些响应于命令信号的切换命令和/或由例如数据信号提供的其他类型的信息而在逆变器模式下被切换。此外，在由命令信号的两个连续切换命令所限定的时间段期间，至少一个开关单元操作在通信模式下。

根据第二方面，提供了中央单元中的方法。该方法包括以下步骤：经由适于传送功率和通信数据两者的公共线路接收由操作在通信模式下的开关单元所生成的通信信号，基于所接收的通信信号来计算命令信号，并且经由公共线路输出命令信号。开关单元是以级联配置电连接的多个开关单元中的一个，其中，多个开关单元中的每个开关单元适于接收相应的输入DC功率并且可操作在逆变器模式和通信模式下。在逆变器模式下，开关单元响应于命令信号的切换命令而被单独切换，以便产生在公共线路上传送的组合的输出电压波形和电流。在开关单元在命令信号的两个连续切换命令之间可操作的通信模式下，开关单元被切换以产生通信信号。

根据第三方面，提供了电源逆变器系统，该电源逆变器系统包括以级联配置电连接的多个开关单元。多个开关单元中的每个开关单元适于接收相应的输入DC功率并且可操作在逆变器模式下，在该逆变器模式下，开关单元响应于命令信号的切换命令而被单独地切换以便产生在公共线路上传送的组合的输出电压和电流波形。此外，该开关单元在命令信号的两个连续切换命令之间可操作在通信模式下，在该通信模式下，开关单元被切换以便产生通信信号，其中通信信号在公共线路中传输。