向监测单元转送与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据的制作方法

专利名称：向监测单元转送与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据的制作方法
技术领域：
本发明涉及向监测单元转送与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据的方法，所述逆变器单元将电功率从发电机馈送到电网中，所述方法包括权利要求1的前序部分的步骤。进而，本发明涉及适合于在本发明的方法中使用并且包括权利要求14的前序部分的特征的数据处理单元。进一步地，本发明涉及根据权利要求16的前序部分的适合于由监测单元请求与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据以及向所述监测单元转送所述操作数据的数据协议，所述逆变器单元将电功率从发电机馈送到电网中。所述发电机可以例如是光伏发电机，风力发电机，热电联产(CHP)站和/或水力发电机。所述发电机也可以全都是一个种类的发电机或者是不同种类的发电机的混合。然而， 即使在后者的情况下，连接到多个逆变器之一的发电机将通常全部是相同种类的发电机。所述多个逆变器单元中的每一个能够提供与相应逆变器单元的当前操作相关的多个操作数据。从逆变器单元可获得的这些操作数据也可以包括与连接到逆变器单元的发电机的当前操作相关的操作数据。逆变器单元将电功率从发电机馈送到电网中。该电网可以是公共电网或者隔离的电网。其也可以仅是单个电负载的电源。通常，电网将是AC电网。然而，理论上，其也可以是DC电网。
背景技术：
WO 2008/128288 Al公开了一种根据权利要求1的前序部分的方法以及根据权利要求14的前序部分的数据处理单元。这里，若干逆变器单元的组分别作为从站(slave)而链接到作为主站(master)的一个逆变器单元，该作为主站的逆变器单元经由另外的数据链路向中央通信单元、数据记录器或者控制单元转送从从站接收的操作数据。在相反方向上，将控制命令转送到单个逆变器单元。该监测和控制结构的目的在于具有一个全局发电站，在该全局发电站中能够经由控制单元对馈送到电网中的功率值进行中央控制。WO 2008/138288 Al指出位于从站逆变器与主站逆变器之间的链路以及位于主站逆变器与控制和监测单元之间的数据链路可以以如下的不同技术为基础类似例如均为无线技术的ISM广播、蓝牙、WLAN、ZigBee、Z_Wave、NanoNet、EnOcean以及为基于电缆的技术的RS 485、以太网、CAN技术。然而，即使最新的数据链路技术也仅提供限制的数据传输速率，特别是在所述数据传输不得不绝对可靠并且不得不在较长的距离上发生时。该限制的数据传输速率产生如下问题在要经由主站逆变器的数据链路向控制和监测单元传输的数据量随着逆变器的数量以及连接到每一个逆变器的发电机的数量增加时，连接到每一个主站逆变器的从站逆变器的数量增加。特别地，如果要以以高采样速率测量的操作数据为基础并且通过也以高频率改变的控制信号控制逆变器，则要在一个数据链路上传送的总数据量会很快变得庞大并且对于现有的数据链路而言太大。进而，随着逆变器数量的增加，控制和监测单元向单个逆变器单元转送对于操作数据的请求以及处理通过这些请求获取的操作数据变得越来越复
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发明内容
因而，本发明的问题在于提供一种向监测单元转送与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据的方法、适合于在该方法中使用的数据处理单元、以及允许经由具有限制的数据传输速率的数据链路容易地传输数量增加的逆变器的操作数据的数据协议。根据本发明，通过权利要求1限定的方法、权利要求14限定的数据处理单元并且通过权利要求16限定的数据协议来解决所述问题。从属权利要求2到13限定了该新型方法的优选实施例。从属权利要求15限定了该新型数据处理单元的优选实施例。从属权利要求17到20限定了该新型方法和该新型数据协议二者的优选实施例。在向监测单元转送与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据的新颖方法中， 所述逆变器单元将电功率从发电机馈送到电网中，在逻辑树状架构的通信网络中将所述逆变器单元和多个中间数据处理单元连接到中央监测单元。所述树状架构朝向所述逆变器单元分支，并且若干逆变器单元连接到每一个中间单元。然而，所述树状架构在每一个中间单元处分支并不是必要的。可以存在仅沿朝向所述逆变器单元的方向连接到一个另外的中间单元或者逆变器的中间单元。在该通信网络内，从每一个逆变器单元向所述逆变器单元所连接到的中间单元转送与所述逆变器单元的当前操作相关的操作数据。在该转送当前操作数据的新颖方法中，接收所述操作数据的中间单元并不简单地沿朝向所述监测单元的方向转送这些数据。而事实上，在连接在从其转送所述操作数据的所述逆变器单元和所述监测单元之间的每一个中间单元中，合并相同类型的操作数据以降低其数据量，并且仅朝向所述监测单元转送所合并的操作数据。因而，朝向所述监测单元连续降低整体数据量，即与朝向所述监测单元的逻辑树状架构的分支数量的降低并行。结果，接近所述监测单元的数据链路不必比位于更接近所述逆变器的单元之间的数据链路处理实质上更高的数据量。这显著增强了整体通信速度。在大多数情况下，为了分析和解释，都必须压缩(condense)由多个逆变器单元原始提供的操作数据的量。通过合并相同类型的操作数据，将必要的压缩过程的至少一部分外协给(be outsourced to)所述中间单元，并且在早期阶段抑制与本申请完全无关的信息细节。例如，对多个逆变器单元的当前操作的概况感兴趣的发电厂所有者或者监管技师将不对每一个单个逆变器单元的原始操作数据的每一个单个细节感兴趣，而是对容易解释的操作数据感兴趣。因而，可以将在每一个中间单元内合并相同类型的操作数据的步骤视为中间单元内的操作数据的预估计，特别是包括降低操作数据的数据量的估计的那些部分步骤。然而，由于可以将在中间单元中合并操作数据的步骤保持得非常简单， 因此不必在中间单元中提供实质的数据处理功率。如下面将要描述的，即使具有不同类型的操作数据，所述合并步骤也可以仅具有有限数量的简单变量。如果从其转送操作数据的逆变器单元在空间上分布以使得位于通信网络的两个单元之间的至少一个数据链路具有潜在地限制其数据传输速率的实质空间延伸，则转送当前操作数据的该新颖性方法将具有特定的优点。为了降低不得不覆盖所连接的单元之间的长距离的通信网络的数据链路的数量，将中间单元设置得在空间上与逆变器单元比与监测单元更接近是有利的。关于通信网络的整体空间延伸，这意味着通过合并实现的所述操作数据的数据量的早期降低。如已经指出的，可以将在每一个中间单元中的合并操作数据的步骤保持得非常简单。下面将通过表明包括在合并的操作数据中的典型的多条信息来强调该阐述。当然，下面列出的全部信息都将提供有每一个操作数据是没有必要的。而事实上，包含在实际合并的操作数据中的所述多条信息将取决于所合并的操作数据的类型。从具有下面成员的组中选择包括在合并的操作数据中的典型的多条信息-从其转发了贡献于(contributeto)所述合并的操作数据的所述操作数据的逆变器单元的数量；-包括在贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的整体范围；-包括在贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的平均值；-包括在贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的标准偏差；-包括在贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的中间值；-包括在贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的总和；-包括在贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的多个相同离散值；-表明贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据的类型的代码；以及-从其转送了贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据的所述逆变器单元的种类。从其转送了贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据的所述逆变器单元的数量是所述合并的操作数据的权重的度量。在朝向所述监测单元的下一个中间单元中进一步合并所述合并的操作数据时应该考虑该权重，例如在计算平均值时。包括在所述操作数据中的相同类型的值的整体范围表明这些值的扩展。如果特定种类值的整体范围包括表明提供该值的单元的错误状态的种类的一个或者多个零值，则可以从包括在所述合并的操作数据中的数据范围中有目的地去除这些零值并且对其进行单独标识，因为非零的最低值可以是额外的感兴趣信息。相同类型的值的平均值通常是在合并来自逆变器单元的操作数据过程中提供的最感兴趣的压缩信息。来自该平均值的值的标准偏差是这些值的扩展的另一标识。然而， 标准偏差的计算会要求中间单元中更多的数据计算功率。相同类型的值的中间值是另一条感兴趣的信息，特别是在与所述值的平均值一起提供并且与该平均值偏离时。然而，不存在以已经合并的操作数据的中间值为基础计算原始操作数据的中间值的简单算术运算，即使是这些合并的操作数据还包括上面组中的其它条fe息。在相当多的实例中，包括在贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的总和可以是高度感兴趣的，例如与评估逆变器单元到电网的整体输出功率时类似。
在其它实例中，相同类型的多个相同的离散值在所述合并的操作数据中可以是高度感兴趣的。这样的离散值可以简单地表明逆变器单元是否在操作。因而，合并的数据中的一条信息可以表明所述操作数据所起源的逆变器单元的数量处于错误状态下。在这种情况下，也可以将离散值称为状态值。更具体地说，所述合并数据可以包括表明所述操作数据的类型的代码。该代码可以在中间单元中使用以决定要合并哪一个操作数据。所述代码也可以表明用于合并的特定规则，即在合并的操作数据中要提供哪些条信息。应该理解的是，执行合并所接收的操作数据的步骤的中间单元不需要了解所处理的操作数据的实际含义。简单的是，不得不检查所述操作数据是否是相同类型的，并且根据其类型选择用于合并这些操作数据的规则。典型地，关于逆变器单元的实际操作将存在具有完全不同含义的操作数据的不同类型，但是其仍然将根据相同规则进行合并。所述合并的操作数据也可以包括逆变器单元的类型标识，从所述逆变器单元转送了贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据。通常，单独保持来自不同类型逆变器单元的操作数据(即不合并它们)是有利的。如果仍然对其进行合并，则其是对具有贡献于所述合并的操作数据的类型的多少个逆变器单元感兴趣的一条信息。在该新方法的特定优选实施例中，由每一个中间单元接收的操作数据与合并的操作数据具有相同的格式，即所述中间单元在合并所述操作数据时不改变其格式。为此，优选的是，从所述逆变器单元转送的原始操作数据已经具有相同的格式，尽管这会导致与操作数据中包括的实际信息相比较从逆变器单元向中间单元转送的数据量的增加。然而，经证明的是，与全部中间单元不依赖于它们是否直接连接到逆变器单元或者沿朝向逆变器单元的方向连接到其它中间单元而精确地按照相同方式操作的优点相比较，该缺点通常很小。到此为止描述的该新方法在从逆变器单元朝向监测单元的方向上降低了数据量。 在相反方向上，由于通过由监测单元发出并且表明通信网络中能够转送所请求的操作数据的每一个单元应该这样进行的单个通用请求来发起朝向中央单元转送操作数据，因此可以降低数据量。该通用请求将由监测单元向直接链接到其的每一个中间单元仅发送一次，并且该通用请求将简单地通过其本身不能够提供所请求的操作数据的全部中间单元朝向逆变器单元进行处理。结果，所述请求的数据量将乘以从中间单元朝向逆变器单元延伸的通信网络的分支，但是每一个分支或者数据链路仅不得不与数据链路转送相同的数据量，所述请求最初从监测单元经由所述数据链路传输到直接连接到其上的中间单元。优点在于， 作为监测单元与逆变器单元的通信中的一种瓶颈的这些数据链路分别强加有单个通用请求，仅代替指向连接到其的每一个逆变器单元的单独请求。该单个通用请求在通信网络的整体树状架构上以大约恒定的数据传输速率在树状架构的每一个分支中分布。合并对经由通信网络沿朝向监测单元的相反方向传输的通用请求做出响应而接收的操作数据，以便也在逻辑树状架构的每一个分支中实现大约恒定的数据传输速率，从而避免朝向监测单元的瓶颈效应。作为由监测单元发出的通用请求的替代，也可以由下一个单元对操作数据的预订而在朝向监测单元的通信网络中从一个单元向该下一个单元规则地转送所述操作数据。当然可以将所述预订局限于操作数据的一个或者多个特定类型。例如，预定允许在整个系统的操作时间上保持感兴趣的操作数据的连续记录。
在该新方法中，所述通信网络可以终止于逆变器单元。然而，其也可以延伸到连接到逆变器单元的发电机，或者所述逆变器单元也可以通过单独的通信链路而从发电机接收操作数据。如果所述通信网络延伸到发电机，则在朝向监测单元转送来自所述发电机的操作数据时，可以在逆变器单元和任意的中间单元中合并所述操作数据。在该新方法中，除了监测单元、中间单元、逆变器单元和发电机的另外的单元可以是通信网络的一部分。因而，该新方法可以包括将至少一个另外的单元连接到通信网络的进一步步骤。所述另外的单元可以例如是温度传感器、风力传感器或者任何其它类型的传感器。具体地说，可以将多个各种传感器和其它另外的单元连接到通信网络。该另外的单元也可以是另外的监测单元。具体地说，这样的另外的监测单元可以是膝上型或者任何其它移动的监测单元，业务技术员经由所述膝上型或者任何其它移动的监测单元从逆变器单元或者通信网络中的任何其它单元请求操作数据。另一另外的单元可以提供通信接口，远程单元可以经由所述通信接口与连接到通信网络的全部单元进行通信。该新型方法还允许将新型单元容易地连接到现有的通信网络。不依赖于连接到通信网络的该新型单元是否是中间单元、逆变器单元、发电机或者另一类型的单元，其甚至无需为监测单元所了解其将由所述监测单元经由通用请求而寻址。唯一条件是该新单元必须符合通信网络中使用的通信协议。然而，该新单元可以容易地为监测单元所了解，因为监测单元发出请求来自特定种类的每一个单元或者甚至是来自连接到通信网络的每一个单元的单独标识的通用请求。在该新方法中对于从逆变器单元请求操作数据所使用的通用请求可以被特别地编码在具有多个编码范围的键码(key code)中。该键码的每一个编码范围可以用于根据在相应编码范围中键码的实际设置而限定要由逆变器单元以可变细节的方式转送的操作数据的一个方面。这些编码范围中的一个可以例如用于限定从其请求操作数据的逆变器单元的种类。另一编码范围可以限定要包括在操作数据中的特定物理值或者测量值。此外，所述键码可以包括所编码的请求的重要性的标识。不同请求的不同重要性可以用于决定必须首先响应哪一个请求。通常将以先到先得的方式响应具有相同重要性的请求。可以用于通用请求的键码也可以具有导致在不于任何中间单元中合并的情况下朝向监测单元转送操作数据的至少一个设置。因而，在键码中编码的请求也可以用于从一个单个的逆变器单元请求特定的操作数据。所述请求也可以限定逆变器单元的特定组，以提供将仅在该特定组上合并的操作数据。根据WO 2008/138288 Al可以了解，所述逆变器单元之一可以是其它逆变器单元的主站，所述其它逆变器单元用作所述主站的从站。由于至少一个中间单元在空间上设置在多个逆变器单元中成为主站的一个单元处，因此这可以实现。在本发明的方法中适合于作为中间单元的数据处理单元包括用于从上部单元接收对于值的请求并且将所请求的操作数据转送到所述上部单元的向上连接端口，以及用于向多个下部单元发送对于值的请求并且从所述下部单元接收所请求的操作数据的向下连接端口，其特征在于，在从未请求所述数据单元中可获得的操作数据的所述上部单元接收到通用请求时，所述数据处理单元将所述请求转送到所述多个下部单元的全部。在从所述下部单元接收对所述请求返回的操作数据时，所述数据处理单元合并这些操作数据，以降
9低其量，并且仅向所述上部单元转送所合并的操作数据。如上面已经表明的，所述数据处理单元的该功能可以利用数据处理单元中的很少数据计算功率实现，并且特别是在有关所合并的操作数据的实际含义方面不了解数据处理单元的情况下。最优选的是，所述数据处理单元在合并所述操作数据的同时不改变所述操作数据的格式。因而，由所述数据处理单元转送的所述合并的操作数据与所接收的操作数据具有相同的格式。根据本发明的数据协议尤其很好地适合于通过监测单元请求与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据并且向所述监测单元转送所述操作数据的数据协议，所述逆变器单元从发电机向电网馈送电功率。为此，所述新颖的数据协议包括通过所述监测单元发出通用请求，将所述通用请求编码在键码中，所述键码具有多个编码范围，每一个编码范围取决于所述键码在相应编码范围中的实际设置而以可变细节的方式限定所述操作数据的一个方面，并且所述通用请求表明能够转送所请求的操作数据的每一个单元应该这样；以及对通用请求做出响应通过所述逆变器单元转送操作数据，所述操作数据具有一种格式， 其能够在不改变所述格式的情况下合并包括在通过多个逆变器单元转送的所述操作数据中的相同类型的操作数据。所述键码在合并所述操作数据时限定要合并的所述相同类型的操作数据以及要据以执行合并的规则。所述键码可以具有例如以可变细节的方式限定所请求的操作数据的重要性等级、 所请求的操作数据的通用种类、以及从其请求所述操作数据的所述单元的种类的至少三个不同的编码范围。可以进一步子划分这些范围。例如，可以按照从其请求所述操作数据的发电厂的区域种类以及所请求的操作数据的物理含义的种类来子划分所请求的操作数据的通用种类。所述键码范围中所述设置的可变细节可以分别包括与没有选择、限制或者部分选择以及单个种类的完全选择或者选择相对应的设置，以对所请求的操作数据施加不同的限制。本发明的有利进展由权利要求、说明书和附图得出。在说明书开始处提及的特征以及多个特征的组合的优点仅用作示例并且可以在不需要必须获得这些优点的根据本发明的实施例的情况下可选或者累积使用。根据附图可以获得进一步特征，特别是根据多个部件的设计和关于彼此的尺度以及根据其相对设置和其操作连接。独立于所选择的权利要求的引用关系，本发明不同实施例的特征组合或者不同权利要求的特征组合也是可能的， 并且在这里均有依据。这也涉及在单独附图中说明的、或者在描述其时提及的特征。这些特征也可以与不同权利要求的特征进行组合。而且，本发明的另外的实施例不具有权利要求中提及的特征也是可能的。


下面将参照附图进一步描述和解释本发明。图1示出了发电装置中通信网络的基本设计；图2示出经由图1的通信网络转送操作数据的第一步骤的实施例；图3示出合并经由根据图2的通信网络转送的操作数据的步骤的实施例；图4示出经由图1的通信网络转送操作数据的第一步骤的另一实施例；并且
图5示出合并经由根据图2的通信网络转送的操作数据的步骤的实施例。
具体实施例方式从公共控制站或者监测单元频繁操作发电装置，所述发电装置具有多个电力生成器或者发电机以及将由所述发电机提供的DC功率转换为与电网兼容的DC功率的逆变器单元。单独的逆变器单元具有存储器单元，其中能够存储与逆变器单元和所连接的电力生成器的操作相关的多个数据项。进而，也可以存储与所述单元的操作方法相关的参数。在控制站中必须能够调用全部这些值，即测量值和状态值以及参数。这可以进行以监测和控制作为实体的发电装置或者仅出于信息目的。例如，应该能够根据所述值判断所述发电机的逆变器或者PV模块是否已经发生故障，或者能够获得关于当前生成的总功率量的信息。到目前为止，单独检查了与个体逆变器单元，即特别是PV模块的逆变器单元相关的数据。这意味着，例如，必需传输高数据量以确定全部电力生成器的瞬时功率，这不仅导致所传输的数据非常难于理解，而且更重要的是花费大量的时间，在该时间期间位于监测单元和逆变器单元之间的所有数据链路被完全占用。在发电装置具有多个电力生成器(例如PV和/或风力装置)和多个逆变器单元的情况下，其中每一个逆变器单元或者连接到其上的用于数据目的的设备具有存储器单元， 其中所述存储器单元一方面记录与所述生成器的功率相关的测量值，和/或另一方面记录与所述逆变器单元的状态相关并且与所连接的发电机的状态相关的状态值和/或限定所述单元的操作方法的参数，提出了根据特定的组织方案将这些值和参数存储在存储器单元中，其中多个逆变器单元或者连接到其上的用于数据目的的设备连接到至少一个监测单元，其中所述监测单元可以是计算机(例如PC)的形式，其中将键码永久存储到监测单元中或者可以输入到其中，并且所述键码与逆变器单元的存储器单元中的组织方案相关，其中所述键码使所述值和参数从所述存储器单元读取并且使所述值和参数显示在监测单元中， 并且其中所述键码具有一个或者多个选择键或者子键，利用所述选择键或者子键进行对存储在相应逆变器单元或者相应设备中的值和参数的访问。该组织方案允许根据需要检查值和参数。至少两个选择键或者编码范围是所述键码的一部分是有利的，但是四个选择键或者编码范围是所述键码的一部分尤其有利。已经发现，在使用四个选择键时覆盖最频繁的信息情况。此外，所述监测单元可以具有一个或者多个任务，特定的键码由所述任务产生。例如，在特定的功率水平过冲(overshoot)时，必须发出警报。这要求关于当前功率水平的细节。为此，利用永久存储的键从存储器单元读取并且在监测单元中处理相关的功率数据，并且例如在达到特定值时发出警报。显然，可以从利用多个数字而输入键码所提供的多个值中选择性地过滤出值，其中可以将单独的数字指定给选择键或者子键或者编码范围，并且然后通过监测单元显示这些值。由于键码与相应逆变器单元的存储器单元中的组织方案相关联，在这种情况下尤其有利的是，使用以存储器单元中的相同组织方案为基础存储的数据，由于能够利用具有选择键或者子键的键码的特性(identity)在监测中包括新的电力生成器，例如PV和/或风力装置，因此可以将任何期望数量的(例如具有相对应的逆变器的)另外的电力生成器甚至追溯地连接到发电装置。这例如意味着，在具有多个PV模块和多个逆变器单元的发电装置以及具有逆变器单元的另外的风力装置的情况下，能够仅在逆变器的DC侧处确定PV模块的功率。这意味着，对于经由键码中的单独选择键或者子键或者编码范围的显示而言，能够宽范围地选择不同的数据项，并且尤其是仅这些数据项。也可以利用在监测单元中生成相对应的键码设置来全部或者部分地检查所述装置的当前操作数据。为此，所述监测单元可以虚拟自动地产生适合于解决相应问题的键码设置。该问题可以例如是向用户显示最新信息。用户或者可以例如通过在图形用户界面上输入键码或者敲击其感兴趣的主题区域而直接描述他的信息要求，或者由于他的行为或者装置的操作状况或者另外的信息项允许监测单元确定在该监测单元中需要什么信息，并且利用存储在监测单元中的算法根据其生成键码或者键码设置，他也能够间接描述所述信息需求。这意味着，所述系统在某种程度上可以具有独立学习能力。在装置仅具有几个逆变器单元时，从相关观点来看，即例如PV装置的逆变器，一个逆变器单元的存储器单元可以位于所述监测单元中。这意味着，所述存储器单元具有计算机单元和显示器，并且就此用作主站单元，其它逆变器附属或从属于所述主站单元。所述键码的一个或者多个数字可以由打开键占用。打开选择键或者子键是没有或者具有降低的过滤效应的键码设置。这样的结果是如已经解释的，所述键码与相应逆变器单元的存储器单元中的组织方案相关。这意味着，所述键码中的数字，即选择键或者子键能够在其处输入的数字，能够与存储器单元中的组织方案直接相关。这意味着，例如在键码中的一个数字处于用于保持与电力生成器的特性相关的选择键的限定空间中时，如果该空间不由选择键或者子键占用，而是由打开键占用，则不再可能例如仅选择确定来自PV发电机的数据，而是选择确定全部电力生成器的数据，即例如PV装置和风力装置二者的数据。这意味着，所谓的打开键不导致在由键码中的数字表明或者指定的组的上下文内进行任何选择。这意味着，在极端情况下，在键码中的全部数字分别由打开键占用时，将表明和传输全部可获得的值。各种技术替代方案对于实施而言都是可行的。例如，选择键或者子键可以假定将其识别为打开的并且完全取消该键的过滤效应的值。而且，从部分打开键具有降低的过滤效应的意义上说，用于过滤效应的部分抵消的值是可行的。而且，能够表明应该或者不应该定位待过滤的所述键的范围。利用比特屏蔽或者值的列表、或者间隔、或者算法过滤描述获得另外的过滤器选项。在一个尤其有利的变体中，可以将与相对长的比特序列相关的子键设置的逐比特链接解释为二进制数字。然后利用“从”-“到”机制表明该数字的范围。在整个键中该范围的标识使得能够在同样消除以整体键的较低比特编码的子键的过滤效应时消除任意子键的过滤效应。该实施方式对于数据存储和处理的实施提供了主要优点。在目的是在资源有限的存储器单元(小存储器，小的可获得计算能力)中对监测单元执行检查时尤其是这种情况。在其中使用部分打开键的情况下，使用包括多个子键的检查键作为线性数字值。这意味着，通过键中的单个“从”-“到”范围代替作为单独的 “从”-“到”范围已经描述的子键a到d的独立评估。这种情况下的一个有利特征在于，存储器单元中的响应组合不要求任何附加的资源，由于已经存储并且以期望的要求形式可获得所要求的测量值范围和/或参数范围，即检查键的组织方案与要在存储器单元中传输的数据设置相对应。目前为止的描述介绍了监测单元如何能够调用单独的值和参数。然而， 也能够通过相同的方式编辑和设置用于逆变器的参数。这意味着，利用键码传输导致单独参数的改变的信息。如已经提到的，多个逆变器例如连接到一个监测单元。然而，如果存在多个逆变器单元，则对于通过单个监测单元直接处置或者处理二者而言，数据量都太高。在这种情况下，提供多个中间数据处理单元，特别是设有以级联方式彼此连接的多个中间数据处理单元。这意味着，所述处理和通信单元以树状结构为基础彼此连接。在该树状结构中，组合多个逆变器单元以形成组，其中第一级联中的每一个组与一个中间数据处理单元相关联，其中所述多个组中的中间数据处理单元连接到位于至少一个下一个级联中的至少一个上级中间数据处理单元或者直接连接到监测单元。诸如这样的树状结构使得能够通过与选择键或者子键和/或打开键相对应的每一个级联中的中间数据处理单元来合并测量值或者参数，并且在中间数据处理单元中通过预定的算法，例如通过平均，处理测量值或者参数以形成在最高级联等级处的监测单元上显示的显示值。数据及其合并的该选择意味着，能够将在中间数据处理单元的树状结构中从一个级联等级传输到下一个级联等级的数据量保持得相对小。这是由于在每一个级联中合并或者组合由键码预定的值和参数。这意味着，在每一级级联中执行数据联合(fusion)或者合并，其结果是基本上仅通过相应级联中的中间数据处理单元的数量来管理从一个级联等级转送到下一个更高级联等级的数据量，而通过每一个中间数据处理单元朝向下一个更高级联等级转送的数据量总是保持相同。与多个数据项的传输相比较，其中不执行这样的联合，因此传输速度非常快。在当前情况下，以所谓的(数据)消息格式传输当前操作数据，能够合并单独消息以将这些单独消息的内容组合到一个数据消息中。所述信息内容不经过联合或者合并处理，特别是对于终端用户而言；相反，利用值和参数的合并的切实的预处理使得能够降低基本的并且因此重要的数据；其中，这通过以其重要性为基础进行分类的单独测量的值和参数来进行。在一个尤其有利的实施例中，所述联合或者合并包括下面算法中的一个或者多个确定最小值、最大值、总和、平均、用于通常作为逆变器单元的数量或者功率的平均的值的加权、或者所述单元的设置的某些状态的发生次数。在一个有利的改良中，利用可调节的值，也传送设置范围。将几个数据消息的设置范围合并或者联合为下面值中的一个或者多个能够设置的最大上限，能够设置的最小上限，以及对于下限并且对于当前设置值而言的最小值和最大值。即使在大装置的情况下，这快速允许获得设置的清晰概况，可以不同的是，也可以快速允许获得可调节参数值的清晰概况。在实际的合并处理可能发生之前，会需要对测量值或者参数进行归一化。这是例如在一个装置中使用不同功率类别的逆变器的情况。在每一种情况下，所述逆变器可以提供特定功率，其绝对值不同，但是关于相应的最大功率水平是相当的。这意味着，例如，如果一个逆变器具有1000W的额定功率而另一逆变器具有15000W的额定功率，由于其功率类别与第一逆变器的功率类别不同，但是两个逆变器都以功率极限的99%操作，然后执行归一化处理以产生百分比，因为如果希望了解所述装置如何接近其功率极限操作则其它方式的切实的(sensible)合并将是不可能的。
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在下面的示例中引证的与特定实施例相关的键、测量值和进一步的条件缩小了其范围以辅助理解，并且不代表对本说明书的范围的任何限制。a)值的重要性(3比特，最大8个选项)首先，假设对单独的参数和测量值加以不同的权重。因而，存在其权重高的值，具有中间权重的另外的值以及其重要性并且特别是其效力以及检查其的频率方面的权重低的另外的值。因此对与这些值相关的等级的定义进行预先限定。在这种情况下，重要因素是不同等级的单独值可选地彼此相关，S卩，仅在表明与每一个等级相关联的键时才全部拒绝所述值。这意味着，所有三个键的值的和导致全部值的输出。-1:高等级，少量值-2 中间所述值的大致3/4-3 全部剩余值将通过加法(1) + (2) + (3)描述系统的全部值(参数和测量值)的整体。b)功能分组(5比特，最大32个选项)整个系统中的每一个单元支撑这些功能组中的至少一个1 单元状态(Stat)2 设备(Dev)3 DC 侧(DC)4 网络值(Grid)5 气象(Met)6电网卫士(GG，国家规定的馈送配置手册)7盗窃保护(TP)8 存储介质(Stor)9 生成器(Gen)10 电池(Batt)11极限值对象(Lim)12去耦合保护(Coup)[13-32 空]上述仅作为示例列出的12个分组部分表示为参数，部分表示为测量值，但是部分也表示为参数和测量值。在这种情况下，测量值是仅能够读取的那些值。参数是能够读取和写入的那些值，即也能够改变其设置。在该上下文中，作为示例，下面的值是DC侧上的测量值，即例如电压和电流，气象值，例如太阳辐射、环境温度、风向。详细地说，表达式单元状态例如表示所述单元是否可提供服务；2中与设备相关联的参数可以例如表示缩放比例、 关断极限、控制参数。表达式存储器表示所述单元是否设有存储器设备并且结果是否能够存储数据，以及存储器有多满。术语“极限值对象”描述传输关于单元如何接近其功能性的极限操作的信息的数据对象。例如，功率供应者限定网络电压的极限。如果所述单元发现已经达到或者过冲了这些极限，则必须停止操作。类似操作适用于所述单元的物理极限，例如能够发射的最大功率。如果达到该最大功率，则不再能够完全转换生成器的功率。或者， 例如，DC输入处的最大电压。如果超出该最大电压，则该单元会被损坏。
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在一个有利的改良中，限定极限值对象，以使得其在达到上限时取值+100%，和/ 或在达到下限时取值-100%。在一个有利的变体中，极限值对象所取的是代表相应测量值相对于其临界极限的百分比的值。具有可允许的最大值的1/2的输入电压将因此导致50%的极限值对象。在一个可选变体中，调节一些值的大小以使得所述百分比为用户提供根据问题状况感测的分离(s印aration)。-50 % -+50 % =全部完好50%-90%=装置加载90% -99% (也_)=装置很快临界100%=装置操作临界100% -200%=装置操作受限/停止，由于一个参数位于可允许范围之外。极限值对象具有的优点在于能够组合来自不同单元的先前没有以有价值的形式组合的信息。例如，输入处可允许的DC电压取决于所述单元。如果以最小值、最大值、平均值规则为基础组合DC电压，则这不会导致对于不同的单元用户能够以有价值的形式解释的任何信息，例如所述不同的单元也可以具有不同构造的生成器。令人惊讶的是，这不是将 DC电压规定为极限值对象时(即，通过“归一化”)的情况，结果是能够快速地为用户提供关于其装置距离问题状况多远的良好的概况估计，在这种情况下，需要仅以已经提及的合并规则最小值、最大值和平均值为基础合并极限值对象。也在这种情况下，如上所述，需要归一化所述值。c)值的序列号码(8比特，最大256个选项)来自组b)的每一个测量值或者参数都提供有序列号码，以唯一地表示位于该组内的所述测量值或者参数。这意味着，组中的全部测量值或者参数在全部单元上具有相同的号码，即例如每一个单元的网络侧上的电流提供有相同的号码。例如通过(d)，设备类别， 绘出关于风力或者PV的区别。这意味着，在(C)下，将所述值和参数顺序编号为序列号码并且在(a)下与分类高等级、中间等级和低等级相关联。这意味着，在(b)下的功能分组以及设备类别因此一方面以子键(a)为特征并且另一方面以号码的顺序关联(c)为特征。根据这可直接清楚地看出，利用值的重要性问题，关于功能分组的序列号码以及相应设备类别，通过合适的键码可以对单独值进行寻址。组(b)中的每一个参数提供有该组内的唯一标识的序列号码。d)设备类别(8比特，最大256个选项):每一个单元仅属于一个设备类别1 PV (太阳逆变器)2风(风能装置逆变器)3水(水电发电站逆变器)4 组加热(block heating)发电站5燃料电池(从氢储蓄器生成电力)6生成器(旋转发电机，例如柴油组)7电池(电池充电器，或者其它电池逆变器单元)
8电解器(氢生成器)9智能负载(受控负载)10其它负载11太阳跟踪系统(太阳电池板跟踪系统)12通信单元/网关可以将所述设备类别子划分为三种类型的设备，精确来讲一方面为发电机、用电设备以及用于数据目的连接到这样的发电机和用电设备的所谓设备。所述用电设备和发电机的一个共同特征在于它们分别具有逆变器单元。在这种情况下，可以在一个发电装置中提供下面的发电机1. PV2.风3.水4.组加热发电站5.燃料电池6.生成器(直流、多相、交流)7.电池这些发电机在生成直流电并且馈送到AC电网时至少具有一个逆变器单元。而且，存在例如所谓的电解器的负载。电解器是一种利用电功率(电解)生成氢的装置。此外，实际上也存在所谓的太阳跟踪系统(跟踪太阳位置的太阳电池板)以及出于数据目的连接到单独的发电机或者负载的整体通信单元/网管，这已经在其它地方有所解释。使用相同的数据机制检查这些单元也应该是可能的。检查键由这四个部分构成“abed，，现在检查单元能够生成“从”-“到”范围，用于检查每一个子键。a:从 0 到 7(3 比特)b:从 0 到 31 (5 比特)c:从 0 到 255 (8 比特)d:从 0 到 255 (8 比特)在没有作为所谓的“广播”的任何特定的一个或者多个设备地址的情况下(寻址全部单元)向通信网络中发送检查。准备接收的全部单元评估该请求或者选择键。该单元中的全部测量值和参数具有作为属性存储在本地的子键“a”、“b”和“C”。根据设备的类型获得子键“d”。如果所请求的键现在与本地可获得的测量值或者参数中的一个或者多个匹配，则通过相关单元实施所述请求。-读取请求从所述单元向请求者(例如处理和通信单元)发送期望的一个或者多个值；-写入请求通过所述单元评估所传输的一个或者多个值(例如被作为变型参数接受)。图1示出了级联形式的一个可行的装置拓扑的示例。在该级联的顶部是用作监测单元的PC。在该级联的下一等级上是这里用作中间数据处理单元的两个数据记录器DLl和 DL2，以及其上连接有光伏发电机的一个逆变器单元PVl和其上连接有风力发电机的一个逆变器单元W1。该级联的第二等级的全部单元直接连接到PC。该级联的第三等级包括两个逆变器单元PVl和PV2以及连接到DLl的一个逆变器单元W2和连接到DL2的两个逆变器单元PV4和PV5。级联中单元之间的数据链路从监测单元朝向最低等级上的逆变器单元分支。总之，根据图1的装置包括作为监测单元的一个PC，作为中间数据处理单元的两个数据记录器DL，以及连接到光伏发电机的5个逆变器单元PV和连接到风力发电机的2个逆变器单元W。示例 1 监测单元PC希望仅由所述装置供应来自PV、风(W)或者水电发电站(HP)的-P-DC-P-AC-能量仪表。因此按照下面来生成用于相对应的通用请求的键码设置-PV、风或者水类型(d)的单元-来自1..4(c)的索弓丨-组(b)DC侧或者网络侧(AC)-仅高等级值(a)关于(C)，可以说必须按照这样的方式表述该通用请求或者选择键以使得其至少包含旨在要被显示的那些值。(c)作为最小值必须从1到2。由于所显示的全部均通过(a) 下相对应的等级在(b)下识别，因此不存在上限。通用请求的键码设置
abCd从到从到从到从到11341413仅HP、PV和W作为设备类别存在于系统中。HP 这将通过子键(d)寻址但是由于该系统中不存在“水”(HP)类型的单元而不响应，并且结果，也不会生成响应，因此不能够响应。PV (光伏)全部PV (1.. 5)均由子键(d)寻址-具有重要性(a)= 1的值P-DC、P-AC以及能量仪表。W(风)全部W(1和2)均由子键(d)寻址-具有重要性(a)= 1的值P-DC、P-AC以及能量仪表。全部PV和W单元对通用请求做出响应，在每一种情况下具有三个响应消息(在每一种情况下一个用于P-DC、P-AC和能量仪表)。除了相应的测量值，每一个响应消息还包括来自c)和b)的相关联的唯一键以及设备地址，等等。合并处理(参见图2):1.利用键所选择的全部单元生成响应消息。通过单元PV-n和W-n发送总共7X3 =21条消息(图2)。数字“3”根据PDC、PAC、能量(仪表)产生。数量“7”根据单元的总数量产生。在这种情况下，理论上也可以总是组合单独消息的内容以形成一个消息。2.作为中间数据处理单元的数据记录器如中间数据处理单元那样执行合并，即组合具有相同的选择或者检查键的值。每一个中间数据处理单元和每一个PV和W将具有以相同方式组织的存储器单元(图3)。因此，在原始的21条消息中，仅5X3 = 15条消息到达“PC”。数字5由Wl、PVl、 DL2和DLl产生，其中DLl反映来自PV2和PV3以及W2的合并数据。根据本发明，PV和W 不由DLl组合，以便不通过具有不同内容的资源的组合降低信息的值。由于到达数据记录器的每一个值也包括关于设备类别W或者PV的细节，因此数据记录器(DLl)识别这个。合并处理根据单独值产生下面的信息-合并的P-DC产生最小值、最大值、平均值和权重(单元的数量)-合并的P-AC产生最小值、最大值、平均值和权重(单元的数量)-合并的能量仪表产生最小值、最大值、加和以及权重(单元的数量)。由于全部PV单元的三个测量值中的每一个的键相同，并且全部W单元的键也相同，因此监测单元PC本身也执行合并并且将所接收的12条消息降低到6条。示例2 监测单元PC可以根据来自所述装置的组“DC侧”(b = 3)检查具有重要性1和2 的PV单元的全部值。因此按照下面来生成通用请求-PV类型(d)的单元-来自1..12(c)的索引(随机选择的“打开键”，至少l_4(c))-仅组(b)DC 侧-高等级值AND中等优先值(a)通用请求的键码设置
权利要求
1.一种向监测单元转送与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据的方法，所述逆变器单元从发电机向电网馈送电功率，所述方法包括步骤-在逻辑树状架构的通信网络中将所述逆变器单元和多个中间数据处理单元连接到中央监测单元，所述树状架构朝向所述逆变器单元分支，并且若干逆变器单元连接到每一个中间单元；以及-将来自每一个逆变器单元的所述操作数据转送到所述逆变器单元所连接到的那个中间单元，其特征在于进一步的步骤-在连接在从其转送所述操作数据的所述逆变器单元与所述监测单元之间的每一个中间单元中，合并从连接到所述中间单元的所述逆变器单元转送的相同类型的操作数据，以降低其数据量，以及-从每一个中间单元朝向所述监测单元仅转送所合并的操作数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述逆变器单元在空间上分布。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述中间单元在空间上设置得与所述逆变器单元比与所述监测单元更近。
4.如权利要求1到3中的任意一项所述的方法，其中所合并的操作数据包括至少一条信息，该至少一条信息从包括下面的多条信息的组中选出-已从其转送了贡献于所述合并的操作数据的所述操作数据的多个逆变器单元； -包括在贡献于所合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的整体范围； -包括在贡献于所合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的平均值； -包括在贡献于所合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值与其平均值的标准偏差；-包括在贡献于所合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的中间值； -包括在贡献于所合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的值的总和； -包括在贡献于所合并的操作数据的所述操作数据中的相同类型的多个相同的离散值；-表明贡献于所合并的操作数据的所述操作数据的类型的代码；以及 -已从其转送了贡献于所合并的操作数据的所述操作数据的所述逆变器单元的种类。
5.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述操作数据与所合并的操作数据具有相同的格式。
6.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中朝向所述中央单元转送所述操作数据是由通用请求发起的，所述通用请求由所述监测单元发出并且表明所述通信网络中能够转送所请求的操作数据的每一个单元都应该这样进行。
7.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中由于下一个单元对所述操作数据的预订，在所述通信网络中从一个单元到所述下一个单元朝向所述监测单元规则地转送所述操作数据。
8.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述通信网络延伸到所述发电机， 并且其中在朝向所述监测单元转送来自所述发电机的操作数据时，在所述逆变器单元和任意的中间单元中合并来自所述发电机的所述操作数据。
9.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于进一步的步骤将至少一个另外的单元连接到所述通信网络。
10.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述另外的单元是另外的监测单元。
11.如权利要求6所述的方法，其中将所述通用请求编码在具有多个编码范围的键码中，每一个编码范围根据所述键码在相应的编码范围中的实际设置而以可变的细节限定所述操作数据的一个方面。
12.如前述权利要求所述的方法，其中所述键码具有导致如下结果的至少一个设置 朝向所述监测单元转送操作数据而不在任意的中间单元中合并所述操作数据。
13.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中将至少一个中间单元在空间上设置在所述多个逆变器单元中的一个处。
14.一种适合于作为根据前述权利要求中的任意一项所述的方法中的中间单元的数据处理单元，包括向上连接端口，用于从上部单元接收对于值的请求并且用于将所请求的操作数据转送到所述上部单元；以及向下连接端口，用于向多个下部单元发送对于值的请求并且用于从所述下部单元接收所请求的操作数据，其特征在于，在从不请求所述数据处理单元中可获得的操作数据的所述上部单元接收到通用请求后，所述数据处理单元将所述请求转送至全部所述多个下部单元，合并响应于所述请求而从所述下部单元接收的所述操作数据以降低其数据量，并且仅向所述上部单元转送所合并的操作数据。
15.如前述权利要求中的任意一项所述的数据处理单元，其中所转送的所合并的操作数据与所接收的操作数据具有相同的格式。
16.一种适合于通过监测单元请求与多个逆变器单元的当前操作相关的操作数据并且向所述监测单元转送所述操作数据的数据协议，所述逆变器单元将电功率从发电机馈送到电网中，其特征在于-通过所述监测单元发出通用请求，-将所述通用请求编码在键码中，所述键码具有多个编码范围，每一个编码范围根据所述键码在相应的编码范围中的实际设置而以可变的细节限定所述操作数据的一个方面，并且-所述通用请求表明能够转送所请求的操作数据的每一个单元都应该这样进行；以及-响应于通用请求，所述逆变器单元转送操作数据，-所述操作数据具有一种格式，该格式允许在不改变所述格式的情况下合并包括在所述多个逆变器单元转送的所述操作数据中的相同类型的操作数据。
17.如权利要求11所述的方法或者如权利要求16所述的数据协议，其中所述键码限定要合并的所述相同类型的操作数据。
18.如权利要求17所述的方法或者数据协议，其中所述键码限定合并所述相同类型的操作数据所依据的规则。
19.如权利要求11，17和18中的任意一项所述的方法或者如权利要求16到18中的任意一项所述的数据协议，其中所述键码具有至少三个不同的编码范围，所述至少三个不同的编码范围以可变的细节限定所请求的操作数据的重要性等级、所请求的操作数据的通用种类、以及从其请求所述操作数据的所述单元的种类。
20.如权利要求19所述的方法或者数据协议，其中位于所述键码范围中的设置的所述可变的细节分别包括与没有选择、有限制的选择和单个种类的选择相对应的设置。
全文摘要
用于向监测单元(PC)转送与多个逆变器单元(PV2，PV3，PV4，PV5，W2)的当前操作相关的操作数据，所述逆变器单元(PV2，PV3，PV4，PV5，W2)从发电机向电网馈送电功率，在逻辑树状架构的通信网络中所述逆变器单元(PV2，PV3，PV4，PV5，W2)和多个中间数据处理单元(DL1，DL2)连接到中央监测单元(PC)，所述树状架构朝向所述逆变器单元(PV2，PV3，PV4，PV5，W2)分支，并且几个逆变器单元(PV2，PV3和W2；PV4和PV5)连接到每一个中间单元(DL1；DL2)；将来自每一个逆变器单元(PV2，PV3，PV4，PV5，W2)的操作数据转送到其上连接有所述逆变器单元的每一个中间单元(DL2或者DL2)，并且在连接在从其转送所述操作数据的所述逆变器单元(PV2，PV3，PV4，PV5，W2)和所述监测单元(PC)之间的每一个中间单元(DL1，Dl2)中，合并从连接到所述中间单元(DL1，DL2)的所述逆变器单元(PV2，PV3，PV4，PV5，W2)转送的相同类型的操作数据以降低其数据量，并且仅朝向所述监测单元(PC)转送所合并的操作数据。
文档编号H02J13/00GK102224655SQ200980146561
公开日2011年10月19日 申请日期2009年11月23日 优先权日2008年11月21日
发明者B·马格努森, C·阿勒特, J·蒂姆勒, L·K·米勒, M·贡斯卡 申请人:艾思玛太阳能技术股份公司