專利名稱：太陽能電逆變器的通信結(jié)構(gòu)的制作方法
太陽能電逆變器的通信結(jié)構(gòu)本發(fā)明涉及至少兩個太陽能電逆變器的通信結(jié)構(gòu)，所述通信結(jié)構(gòu)由 傳輸媒體組成。借助于所述傳輸媒體所述至少兩個太陽能電逆變器的每 一個都與通信網(wǎng)絡(luò)連接。此外，本發(fā)明涉及運行所述通信結(jié)構(gòu)的方法。太陽能電逆變器起把由太陽能電池板提供的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的 作用，以饋入市電電網(wǎng)中或者饋入?yún)^(qū)域電網(wǎng)中。在此，太陽能電逆變器 通常擁有測量電路以及各種調(diào)節(jié)可能性，借助于所述測量電路可以探測 和顯示運行狀態(tài)。測量數(shù)據(jù)(例如輸入電壓特性曲線、轉(zhuǎn)換的電能等等) 的查詢和調(diào)節(jié)的改變(例如待機時間)既可以通過把太陽能電逆變器與 一個錄入/讀取裝置直接連接也可以借助于在通信網(wǎng)絡(luò)上的直接連接進 行。在后一種情況下，所述錄入/讀取裝置構(gòu)成所述通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點并且所述數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)過該節(jié)點的物理結(jié)構(gòu)進行。例如用萬維網(wǎng)(World Wide Web)作通信網(wǎng)絡(luò)，然而也可以使用一個內(nèi)部網(wǎng)或者一個外部網(wǎng)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，要么一個光伏設(shè)備具有一個通信中心，所述設(shè)備的 所有太陽能電逆變器連接在該通信中心上，要么每個太陽能電逆變器都 包含一個本身的通信單元，所述本身的通信單元使之能夠直接連接在一個通信網(wǎng)絡(luò)上。從而例如DE 19859732 Al說明了一種光伏設(shè)備，所述光伏設(shè)備具 有許多太陽能模塊和一個中心，其中為每個太陽能模塊配屬一個逆變器， 并且每個逆變器通過一個交流電網(wǎng)線路與所述中心連接。不論是數(shù)據(jù)還 是由所述太陽能模塊產(chǎn)生的電能都以時分復(fù)用的方法通過所述網(wǎng)絡(luò)線路 進行傳輸。其中所述單個的逆變器可以只經(jīng)過所述中心與一個市電電網(wǎng) 連接，在這種情況下，整個設(shè)備于是只能夠在一種正常運行的情況下對 所述中心起作用。在這種情況下，所述數(shù)據(jù)傳輸只起對具有各自逆變器的太陽能模塊的運行狀態(tài)進行診斷的作用?？刂浦噶?例如接通/關(guān)斷) 通過在中心上的調(diào)節(jié)改變只對整個設(shè)備是可行的，無法對單個的太陽能 電逆變器進行控制。US 2004/0027004 Al公開了針對^lt發(fā)電單元的一種通用通信 結(jié)構(gòu)。其中要么每個發(fā)電單元擁有一個控制器，要么多組發(fā)電單元分別 擁有一個控制器，其中所有控制器都與一個通信網(wǎng)絡(luò)連接。為了與所述通信網(wǎng)絡(luò)進行連接，每個控制器都擁有一個通信單元(例如調(diào)制解調(diào)器)，通過所迷通信單元進行所述通信過程。這樣一種通信結(jié)構(gòu)的前提在于 每個控制器通過至少一個電話線路或者一個網(wǎng)絡(luò)纜線連接在通信網(wǎng)絡(luò) 上。這些線路非常細并且是多芯的，因此必須非常小心地進行其敷設(shè)以 避免纜線受到損傷。對于當然要分布在各種場地或者在建筑物上的太陽 能模塊的太陽能電逆變器的電纜布設(shè)往往不是可以隨意辦到的，因此有 相當?shù)拈_銷。此外，在以太網(wǎng)連接的情況下，沒有相應(yīng)中繼站的線路長 度是非常有限的。因此本發(fā)明的技術(shù)問題是，提出對現(xiàn)有技術(shù)有改善的太陽能電逆變 器的通信結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)問題通過本文開篇所述技術(shù)得以解決，其中所 述太陽能電逆變器的第一部分相應(yīng)地經(jīng)LAN接口與所述通信網(wǎng)絡(luò)連接并 且所述太陽能電逆變器的其它部分經(jīng)串行接口與所述第一部分連接。該技術(shù)方案的優(yōu)點在于在光伏設(shè)備的內(nèi)部借助于所述太陽能電逆 變器的第一部分經(jīng)LAN接口對通信網(wǎng)絡(luò)例如萬維網(wǎng)進行有效連接。此外 所述其它部分經(jīng)串行接口用簡單的傳輸媒體(例如雙芯線路)與所述第 一部分連接，所述傳輸媒體比一個電話線路或者網(wǎng)絡(luò)線路更為結(jié)實并且 可以在在進一步的線路段上進行擴展安裝。也就是說設(shè)置兩種不同的網(wǎng) 絡(luò)類型，其中第一網(wǎng)絡(luò)類型適用于短距離快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴蔐AN技術(shù)， 而第二個網(wǎng)絡(luò)類型用于長距離的對干擾靈敏的數(shù)據(jù)傳輸。在本發(fā)明的一個有利實施方式中，把所述與該通信網(wǎng)絡(luò)連接的太陽 能電逆變器分別構(gòu)成為通信主機，而把所述其它的太陽能電逆變器構(gòu)成 為通信從機。于是所述第一網(wǎng)絡(luò)類型優(yōu)選用于通信主機與通信網(wǎng)絡(luò)之間 的通信，而所述笫二網(wǎng)絡(luò)類型優(yōu)選用于通信主機與通信從機之間的通信。 按照這種方式可以通過構(gòu)成為所述通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的通信裝置進路所有的 太陽能電逆變器。也就是， 一個方面可以調(diào)出每個太陽能電逆變器的測 量數(shù)據(jù)或者狀態(tài)數(shù)據(jù)，而另一個方面可以通過傳輸控制數(shù)據(jù)在每個太陽 能電逆變器上改變調(diào)節(jié)。在此對于所述太陽能電逆變器的第一部分直接 構(gòu)成進路(Zugriff)，而對于所述其它的太陽能電逆變器按照主從原 理通過構(gòu)成為通信主機的太陽能電逆變器構(gòu)成進路。在這種情況下，要 么只把所述通信主機構(gòu)成為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，要么把所述通信從機也構(gòu)成為 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器并且所述通信主機接管一種路由器功能。此外，如果把所述LAN接口構(gòu)成為以太網(wǎng)接口，并且如果把所述串 行接口構(gòu)成為EIA-485接口也是有利的。這兩種接口都是非常普通并且 十分可靠的，其中所述以太網(wǎng)接口特別適用于以一個通信網(wǎng)絡(luò)有效通信， 而所述EIA-485接口特別適用于在曠野中在較長連接上的一種結(jié)實的 連接。此外，如果為每個通信主機設(shè)置至少一個備用通信主機是有利的， 所述備用通信主機在正常運行時作為通信從機工作，而在發(fā)生故障的情 況下接管所述通信主機的功能。于是，所述備用通信主機也有一個直接 的LAN連接，在所述通信主機發(fā)生故障時啟動所述直接的LAN連接，從 而可以在所述設(shè)備內(nèi)部與每個太陽能電逆變器繼續(xù)數(shù)據(jù)交換。在本發(fā)明的另一個實施方式中，在所述通信網(wǎng)絡(luò)與所述通信主機之 間接入一個路由器。許多在空間上接近布置的光伏設(shè)備就按照每設(shè)備至 少一個通信主機的方式經(jīng)公共的路由器連接到通信網(wǎng)絡(luò)上。這筒化了所 述設(shè)備的通信連接并且實現(xiàn)了各個太陽能電逆變器的有效尋址。如果不論是所述第一部分的太陽能電逆變器還是所述其它部分的太 陽能電逆變器都在結(jié)構(gòu)上相同地實施就得出進一步的優(yōu)點。這在一方面 簡化了所述太陽能電逆變器的制造并且使光伏裝置的構(gòu)成靈活。例如于 是所有的太陽能電逆變器都能夠通過所述串行接口相互連接在一起，并 且把一個通信網(wǎng)絡(luò)的連接在空間上是最近的那個太陽能電逆變器確定為 通信主機。還可以以此方式簡單地改變備用通信主機的確定。運行如本發(fā)明所述的通信結(jié)構(gòu)，其中所有從通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)所述LAN接 口向構(gòu)成為通信主機的太陽能電逆變器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都由之收集并且其中 對應(yīng)于一個地址配屬把這些數(shù)據(jù)向構(gòu)成為通信從機的太陽能電逆變器發(fā) 送。此外， 一個構(gòu)成為通信從機的太陽能電逆變器的數(shù)據(jù)由構(gòu)成為主機 的太陽能電逆變器調(diào)出并且經(jīng)所述LAN接口向所述通信網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié) 點發(fā)送。從而所述通信主機起所有太陽能電逆變器的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的作用， 從而例如可以集中在通信主機執(zhí)行存儲器功能。在此每個通信主機還有 每個通信從機都可以自行隨時向通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送信息，例如發(fā)送成 E-Mail。在運行如本發(fā)明所述的通信結(jié)構(gòu)的另一種方法中，所有從所述通信 網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的數(shù)據(jù)都經(jīng)所述構(gòu)成為通信主機的太陽能電逆變器按照地址配 屬向構(gòu)成為通信從機的太陽能電逆變器轉(zhuǎn)發(fā)并且從構(gòu)成為通信從機的太陽能電逆變器發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)所配屬的構(gòu)成為通信主機的太陽能電逆變器 向所述通信網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。在這種情況下，每個太陽能電逆變 器都起網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的作用并且自行管理自己的數(shù)據(jù)。在此所述通信主機 用作對按照所配屬的太陽能電逆變器地址來分派所述數(shù)據(jù)的路由器。在這兩種方法的情況下，有利的都是，在正常運行時相應(yīng)配屬給一 個通信主機的通信從機的所有數(shù)據(jù)都經(jīng)該通信主機處理并且當所述通信 主機出故障時所有的數(shù)據(jù)都經(jīng)一個備用通信主機處理。下面以舉例的方式參照


本發(fā)明。在附圖中 圖1示出光伏設(shè)備的通信結(jié)構(gòu)圖2示出有兩個支路和一個路由器的一個光伏設(shè)備的通信結(jié)構(gòu)在圖1中示出一個光伏設(shè)備的一個通信結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的實施方 式，其中出于簡明的目的，所示的各個太陽能電逆變器KM、 KSl…KSn 沒有示出所連接的太陽能電池板和針對電網(wǎng)的線路連接。各個太陽能電 逆變器KM、 KSl…KSn例如配屬給直至5KW功率的太陽能電池板，從而 一種有效設(shè)備在空間附近包含多個太陽能電逆變器。在這種情況下，構(gòu) 成為通信從機KS1至KSn的太陽能電逆變器經(jīng)一個適用于串行網(wǎng)絡(luò)的傳 輸媒體b相互經(jīng)一個具有總線功能的串行接口連接(例如經(jīng)一個EIA-485接口連接)。所述適用于串行網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體b例如可以是一個雙 芯銅線，于是所述EIA- 485接口以半復(fù)用的方法工作。在此例如可以在一個設(shè)備中安排直至100個通信從機KS1至KSn, 其中各個太陽能電逆變器之間的距離可以是約1公里。所述適用于串行 網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體b的一個末端與構(gòu)成為通信主機KM的太陽能電逆變器的 所述串行接口進行連接。所述構(gòu)成為通信主機KM的太陽能電逆變器經(jīng)一個附加的LAN接口 用一個適用于LAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體a連接在一個通信網(wǎng)絡(luò)KN上。該適 用于LAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體a例如可以是一個網(wǎng)絡(luò)纜線，其中所述通信主 機KM經(jīng)一個以太網(wǎng)絡(luò)接口與所述通信網(wǎng)絡(luò)KN連接。然而，所述網(wǎng)絡(luò)主 機KM還可以經(jīng)一個調(diào)制解調(diào)器連接在所述通信網(wǎng)絡(luò)KN上，于是所述適 用于LAM網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體a就是一個電話纜線。一個構(gòu)成為通信從機KS1的太陽能電逆變器同樣地經(jīng)一個LAN接口 用一個適用于LAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體a連接在所述通信網(wǎng)絡(luò)KN上。于是 該通信從機KS1用作為備用通信主機，如果通信主機KM發(fā)生故障，它就接管其功能。為了提高故障安全性，還可以把其它的通信從機作為備用通信主機并用 一個適用于LAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體a經(jīng)所述LAN接口與所 述通信網(wǎng)絡(luò)KN連接。在圖2中示出了擁有兩個支路的光伏設(shè)備，其中每個支路由一個構(gòu) 成為通信主機KM1、 KM2的太陽能電逆變器連同所配屬的作為通信從機 KSll…KSln或者KS21…KS2m的太陽能電逆變器構(gòu)成。同樣的安排也 存在于兩個或者多個設(shè)置在空間上附近的帶有相應(yīng)的一個或者多個支路 的光伏設(shè)備。在此，每個構(gòu)成為通信主機KM1、 KM2的太陽能電逆變器 都與一個路由器R連接。在此所連接的支路或者光伏設(shè)備的數(shù)量取決于所述路由器R的結(jié)構(gòu)。在所述第 一支路中 一個通信主機KM1經(jīng)一個LAN接口用 一個適用于 LAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體a連接在所述路由器R上， 一個構(gòu)成為備用通信主 機KSll的太陽能電逆變器也這樣連接在其上。此外，第一支路的所有太 陽能電逆變器KM1、 KSll…KSln都經(jīng)一個串行接口用 一個適用于串行 網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體b相互連接。以相同的方式安排所述第二支路，其中構(gòu) 成為通信從機的太陽能電逆變器KS21至KS2m的數(shù)量與所述第一支路的 這種太陽能電逆變器的數(shù)量可以不同。所述路由器R經(jīng)另 一個LAN接口用 一個適用于LAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體 a連接在所述通信網(wǎng)絡(luò)KN上。所有的數(shù)據(jù)都經(jīng)該線路在通信網(wǎng)絡(luò)KM與 路由器R之間傳輸，并且由所述路由器R配屬給正確的通信主機KM1、 KM2或者在故障的情況下配屬給一個備用通信主機KSll、 KS21。在此， 所述配屬一般地經(jīng)每個太陽能電逆變器的一個單義的地址進行，每個數(shù) 據(jù)字組都標識有所述單義的地址。從所述通信網(wǎng)絡(luò)KM (例如因特網(wǎng))對所述太陽能電逆變器的訪問可 以用兩個不同的方式進行a )從所述通信網(wǎng)絡(luò)KN只可以直接請求通信主機KM或者KM1 、 KM2 。 被請求的通信主機KM或者KM1、KM2經(jīng)所述串行接口利用作為連接線路 的適用于串行網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體b收集所述通信從機KSl…KSn或者 KSll…KSln、 KS21…KS2m的數(shù)據(jù)。所述通信從機KSl…KSn或者 KSll…KSln、 KS21…KS2m以此方式與所述通信網(wǎng)絡(luò)KN間接地連接。 在此這種情況下，只有所述通信主機KM或者KM1、 KM2的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器處 于被激活狀態(tài)。b)所述通信主機KM或者KM1、 KM2經(jīng)所述串行接口利用所述適用 于串行網(wǎng)絡(luò)的傳輸媒體b作為連接線路來建立對所述通信從機KS1… KSn或者KSll…KSln、 KS21…KS2m的一種網(wǎng)絡(luò)連接，其建立方式是 可以經(jīng)過所述通信網(wǎng)絡(luò)KN直接聯(lián)系每個太陽能電逆變器。在此情況下， 不論是所述通信主機KM或者KM1、 KM2的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器所述通信從機 KS1…KSn或者KS11…KSln、 KS21…KS2m的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器都處于激活狀 態(tài)。按照相同結(jié)構(gòu)來實施每個太陽能電逆變器是有利的。這樣每個太陽 能電逆變器都包含一個可以激活也可以失活的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。于是可以與 未來的通信要求無關(guān)地使用設(shè)備并且每個太陽能電逆變器既可以接管一 個通信主機KM1或者KM2的功能也可以接管一個通信從才幾KSl…KSn或 者KSll…KSln、 KS21…KS2m的功能。在所述備用通信主機KS11或者 KS21的情況下，從而還能夠以簡單的方式實現(xiàn)功能之間的轉(zhuǎn)換。
權(quán)利要求
1.至少兩個太陽能電逆變器(KM、KS1…KSn或者KM1、KM2、KS11…KS1n、KS21…KS2m)的通信結(jié)構(gòu)，所述通信結(jié)構(gòu)由傳輸媒體組成，借助于所述傳輸媒體所述至少兩個太陽能電逆變器(KM、KS1…KSn或者KM1、KM2、KS11…KS1n、KS21…KS2m)中的每一個都與通信網(wǎng)絡(luò)連接(KN)，其特征在于，所述太陽能電逆變器(KM或者KM1、KM2)的第一部分相應(yīng)地經(jīng)LAN接口與所述通信網(wǎng)絡(luò)(KM)連接，而所述太陽能電逆變器的其它部分(KS1…KSn或者KS11…KS1n、KS21…KS2m)經(jīng)串行接口與所述第一部分連接。
2. 如權(quán)利要求l所述的通信結(jié)構(gòu)， 其特征在于，與所述通信網(wǎng)絡(luò)(KN)連接的太陽能電逆變器分別構(gòu)成為通信主機 (KM或者KM1、 KM2)，而所述其它的太陽能電逆變器(KSl…KSn或 者KSll…KSln、 KS21…KS2m)構(gòu)成為通信從機。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的通信結(jié)構(gòu)， 其特征在于，所述LAN接口構(gòu)成為以太網(wǎng)接口，而所述串行接口構(gòu)成為EIA-485 接口。
4 .如權(quán)利要求1至3之一所述的通信結(jié)構(gòu)， 其特征在于，為每個通信主機(KM或者KM1、 KM2 )設(shè)置至少一個備用通信主機 (KS1或者KSll、 KS21),所述備用通信主機在正常運行時作為通信 從機工作，而在發(fā)生故障時接管所述通信主機的功能。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的通信結(jié)構(gòu)， 其特征在于，在所述通信網(wǎng)絡(luò)(KN)與所述通信主才凡(KM或者KM1、 KM2)之間 接入一個路由器。
6 .如權(quán)利要求1至5之一所述的通信結(jié)構(gòu)， 其特征在于，不論是所述第一部分的太陽能電逆變器(KM或者KM1、 KM2)還是所述其它部分的太陽能電逆變器(KS1…KSn或者KS11…KSln、 KS21… KS2m)都以相同結(jié)構(gòu)實施。
7 .運行如權(quán)利要求1至6之一所述的通信結(jié)構(gòu)的方法， 其特征在于，所有從通信網(wǎng)絡(luò)(KN)經(jīng)所述LAN接口向構(gòu)成為通信主機(KM或 者KM1、 KM2)的太陽能電逆變器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都由之收集，而且按照地址 配屬把這些數(shù)據(jù)向構(gòu)成為通信從機(KSl…KSn或者KSll…KSln、 KS21…KS2m)的太陽能電逆變器發(fā)送，并且，構(gòu)成為通信從機(KS1… KSn或者KSll…KSln、 KS21…KS2m)的太陽能電逆變器的數(shù)據(jù)由構(gòu)成 為通信主機的太陽能電逆變器(KM或者KM1、 KM2)調(diào)出并經(jīng)所述LAN 接口向所述通信網(wǎng)絡(luò)(KN)中的節(jié)點發(fā)送。
8 .運行如權(quán)利要求1至6之一所述的通信結(jié)構(gòu)的方法， 其特征在于，所有從所述通信網(wǎng)絡(luò)(KN )發(fā)出的數(shù)據(jù)都經(jīng)所述構(gòu)成為通信主機(KM 或者KM1、 KM2)的太陽能電逆變器對按照地址配屬向構(gòu)成為通信從機 (KS1…KSn或者KS11…KSln、 KS21…KS2m )的太陽肯&電逆變器轉(zhuǎn)發(fā)， 并且，從構(gòu)成為通信從機(KSl…KSn或者KSll…KSln、 KS21…KS2m) 的太陽能電逆變器發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)所配屬的構(gòu)成為通信主^UKM或者KM1、 KM2)的太陽能電逆變器向所述通信網(wǎng)絡(luò)(KN)中的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。
9 .如權(quán)利要求7或者8所述的方法， 其特征在于，在正常運行時，分別配屬給通信主機(KM或者KM1、 KM2)的通信 從機(KSl…KSn或者KSll…KSln、 KS21…KS2m)的所有數(shù)據(jù)都經(jīng)該 通信主機(KM或者KM1 、 KM2 )處理并且當所述通信主才幾(KM或者KMl 、 KM2)出故障時所有的數(shù)據(jù)都經(jīng)備用通信主機(KSl或者KSll、 KS21) 處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及至少兩個太陽能電逆變器(KM、KS1…KSn或者KM1、KM2、KS11…KS1n、KS21…KS2m)的通信結(jié)構(gòu)，所述通信結(jié)構(gòu)由傳輸媒體組成，借助于所述傳輸媒體所述至少兩個太陽能電逆變器(KM、KS1…KSn或者KM1、KM2、KS11…KS1n、KS21…KS2m)的每一個都與通信網(wǎng)絡(luò)連接(KN)，其中，所述太陽能電逆變器(KM或者KM1、KM2)的第一部分相應(yīng)地經(jīng)LAN接口與所述通信網(wǎng)絡(luò)(KM)連接并且所述太陽能電逆變器的其它部分(KS1…KSn或者KM1、KM2、KS11…KS1n、KS21…KS2m)經(jīng)串行接口與所述第一部分連接。
文檔編號H04L12/40GK101336529SQ200680052042
公開日2008年12月31日 申請日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月30日
發(fā)明者F·哈克爾, F·賴思梅爾, M·?？藗惖? W·斯特羅布爾 申請人:奧地利西門子公司