数据控制系统的制作方法

本公开内容涉及数据控制系统，特别涉及能够通过同步改善数据可靠性的数据控制系统。

背景技术：

高电压DC(HVDC)传输方案是其中在电力设备中生成的高电压的AC电力被转换成DC电力并被传输并且之后DC电力被再次转换成电力接收区中的AC电力的电力传输方案。在HVDC传输系统中，从多个院落或场地收集的数据被传输到多个控制模块，在多个控制模块中根据接收到的数据来执行控制。

然而，在典型HVDC传输系统中，存在所收集的数据在不同时间被传输到每一个控制模块的情况。因此，由于在每一个控制模块中根据在不同时间接收到的数据来执行控制，所以错误或故障可能出现。

同步对于HVDC传输系统中的阀控制是非常重要的，并且当在未执行同步的状态中执行阀控制时，可能导致相当大的电力损失。

技术实现要素：

各实施例提供能够在数据传输时传输同步信号信息以能够防止归因于异步的错误或故障的数据控制系统。

在一个实施例中，一种数据控制系统包括：传输模块，其被配置为将同步信号信息添加到在第一数据流中包含的数据以生成第二数据流；以及多个控制模块，其被配置为从传输模块接收第二数据流，其中，数据包括电力信息。

在附图和下面的描述中阐述一个或多个实施例的细节。其他特征将从说明书和附图中并且从权利要求书中变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据实施例的高电压DC(HVDC)传输系统。

图2示出了根据实施例的单极型HVDC传输系统。

图3示出了根据实施例的双极型HVDC传输系统。

图4示出了根据实施例的变压器与3相阀桥之间的连接。

图5是示出了根据实施例的数据控制系统的框图。

图6是详细示出了图5的控制单元的框图。

图7示出了用于数据传输的数据分组结构。

图8示出了由图5的控制单元接收到的数据流结构。

图9示出了从图5的控制单元传输的数据流结构。

具体实施方式

现在将对本公开内容的各实施例详细进行引用，本公开内容的各实施例的示例被示出在附图中。在下面的描述中，对诸如用于指代元件的‘模块’、‘部件’或‘单元’的后缀的使用仅仅被给出以促进解释本发明，而不具有其本身的任何重要意义。

图1示出了根据实施例的高电压DC(HVDC)传输系统。

如图1所示，根据实施例的HVDC系统100包括生成部件101、传输端AC部件110、传输端DC变换部件103、DC传输部件140、需求端DC变换部件105、需求端AC部件170、需求部件180以及控制部件190。传输端DC变换部件103包括传输端变压器部件120和传输端转换器部件130。需求端DC变换部件105包括需求端转换器部件150和需求端变压器部件160。

生成部件101生成3相AC电力。生成部件101可以包括多个电力设备。

传输端AC部件110将由生成部件101生成的3相AC电力输送到包括传输端变压器部件120和传输端转换器部件130的传输端DC变换部件103。传输端DC变换部件103可以包括DC变电站。

传输端变压器部件120将传输端AC部件110与传输端转换器部件130和DC传输部件140隔离。

传输端转换器部件130将与传输端变压器部件120的输出对应的3相AC电力转换成DC电力。

DC传输部件140将传输端DC电力输送到需求端。

需求端转换器部件150将由DC传输部件140输送的DC电力转换成3相AC电力。

需求端变压器部件160将需求端AC部件170与需求端转换器部件150和DC传输部件140隔离。

需求端AC部件170将与需求端变压器部件160的输出对应的3相AC电力提供到需求部件180。

控制部件190控制以下中的至少一个：生成部件101、传输端AC部件110、传输端DC变换部件103、DC传输部件140、需求端DC变换部件105、需求端AC部件170、需求部件180、控制部件190、传输端转换器部件130以及需求端转换器部件150。具体地，控制部件190可以控制传输端转换器部件130和需求端转换器部件150中的多个阀的打开和关闭时序。在这一点上，阀可以与晶闸管或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)对应。

图2示出了根据实施例的单极型的高电压DC传输系统。

具体地，图2示出了用于传输单极DC电力的系统。在下文中单极被假设为但不限于正极。

传输端AC部件110包括AC传输线路111和AC滤波器113。

AC传输线路111将由生成部件101生成的3相AC电力输送到传输端变压器部件120。

AC滤波器113从所输送的3相AC电力中去除除了由DC变换部件103使用的频率分量之外的频率分量。

传输端变压器部件120包括针对正极的一个或多个变压器。针对正极，传输端转换器部件130包括用于生成正极DC电力的AC到正极DC转换器131， 并且AC到正极DC转换器131包括分别与一个或多个变压器121对应的一个或多个3相阀桥131a。

当使用一个3相阀桥131a时，AC到正极DC转换器131可以通过使用AC电力生成具有6个脉冲的正极DC电力。在这一点上，一个变压器121的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接或Y-Δ型连接。

当使用两个3相阀桥131a时，AC到正极DC转换器131可以通过使用AC电力生成具有12个脉冲的正极DC电力。在这一点上，两个变压器121中的一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接，并且两个变压器121中的另一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ型连接。

当使用三个3相阀桥131a时，AC到正极DC转换器131可以通过使用AC电力生成具有18个脉冲的正极DC电力。随着正极DC电力的脉冲的数量变得更大，滤波器的价格可能变低。

DC传输部件140包括传输端正极DC滤波器141、正极DC传输线路143以及需求端正极DC滤波器145。

传输端正极DC滤波器141包括电感器L1和电容器C1，并且对从AC到正极DC转换器131输出的正极DC电力进行DC滤波。

正极DC传输线路143具有用于传输正极DC电力的一个DC线路并且可以使用接地线作为电流的反馈路径。一个或多个开关可以被设置在DC线路上。

需求端正极DC滤波器145包括电感器L2和电容器C2，并且对通过正极DC传输线路143输送的正极电力进行直流滤波。

需求端转换器部件150包括正极DC到AC转换器151，并且正极DC到AC转换器151包括一个或多个3相阀桥151a。

需求端变压器部件160包括针对正极的分别与一个或多个3相阀桥151a对应的一个或多个变压器161。

当使用一个3相阀桥151a时，正极DC到AC转换器151可以通过使用正极DC电力来生成具有6个脉冲的AC电力。在这一点上，一个变压器161的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接或Y-Δ型连接。

当使用两个3相阀桥151a时，正极DC到AC转换器151可以通过使用正极DC电力来生成具有12个脉冲的AC电力。在这一点上，两个变压器161中的一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接，并且两个变压器161中的另一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ型连接。

当使用三个3相阀桥151a时，正极DC到AC转换器151可以通过使用正极DC电力来生成具有18个脉冲的AC电力。随着AC电力的脉冲的数量变得更大，滤波器的价格可能变低。

需求端AC部件170包括AC滤波器171和AC传输线路173。

AC滤波器171从由需求端变压器部件160生成的AC电力中去除除了由需求部件180使用的频率分量(例如，60Hz)之外的剩余频率分量。

AC传输线路173将经滤波的AC电力输送到需求部件180。

图3示出了根据实施例的双极型HVDC传输系统。

具体地，图3示出了用于传输具有两极的DC电力的系统。在下文中两极被假设为但不限于正极和负极。

传输端AC部件110包括AC传输线路111和AC滤波器113。

AC传输线路111将由生成部件101生成的3相AC电力输送到传输端变压器部件120。

AC滤波器113从所输送的3相AC电力中去除除了由AC变换部件103使用的频率分量之外的频率分量。

传输端变压器部件120包括针对正极的一个或多个变压器121和针对负极的一个或多个变压器122。传输端转换器部件130包括用于生成正极DC电力的AC到正极DC转换器131和用于生成负极DC电力的AC到负极DC转换器132，并且AC到正极DC转换器131包括分别与针对正极的一个或多个变压器121对应的一个或多个3相阀桥131a，并且AC到负极DC转换器132包括分别与针对负极的一个或多个变压器122对应的一个或多个3相阀桥132a。

当一个3相阀桥131a用于正极时，AC到正极DC转换器131可以通过使用AC电力生成具有6个脉冲的正极DC电力。在这一点上，一个变压器121的 初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接或Y-Δ型连接。

当两个3相阀桥131a用于正极时，AC到正极DC转换器131可以通过使用AC电力生成具有12个脉冲的正极DC电力。在这一点上，两个变压器121中的一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接，并且两个变压器121中的另一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ型连接。

当三个3相阀桥131a用于正极时，AC到正极DC转换器131可以通过使用AC电力生成具有18个脉冲的正极DC电力。随着正极DC电力的脉冲的数量变得更大，滤波器的价格可能变低。

当一个3相阀桥132a用于负极时，AC到负极DC转换器132可以生成具有6个脉冲的负极DC电力。在这一点上，一个变压器122的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接或Y-Δ型连接。

当两个3相阀桥132a用于负极时，AC到负极DC转换器132可以生成具有12个脉冲的负极DC电力。在这一点上，两个变压器122中的一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接，并且两个变压器122中的另一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ型连接。

当三个3相阀桥132a用于负极时，AC到负极DC转换器132可以生成具有18个脉冲的负极DC电力。随着负极DC电力的脉冲的数量变得更大，滤波器的价格可能变低。

DC传输部件140包括传输端正极DC滤波器141、传输端负极DC滤波器142、正极DC传输线路143、负极DC传输线路144、需求端正极DC滤波器145以及需求端负极DC滤波器146.

传输端正极DC滤波器141包括电感器L1和电容器C1，并且对从AC到正极DC转换器131输出的正极电力进行DC滤波。

传输端负极DC滤波器142包括电感器L3和电容器C3，并且对从AC到负极DC转换器132输出的负极电力进行DC滤波。

正极DC传输线路143具有用于传输正极DC电力的一个DC线路并且可以使用接地线作为电流的反馈路径。一个或多个开关可以被设置在DC线路上。

负极DC传输线路144具有用于传输负极DC电力的一个DC线路并且可以使用接地线作为电流的反馈路径。一个或多个开关可以被设置在DC线路上。

需求端正极DC滤波器145包括电感器L2和电容器C2，并且对通过正极DC传输线路143输送的正极电力进行DC滤波。

需求端负极DC滤波器146包括电感器L4和电容器C4，并且对通过负极DC传输线路144输送的负极电力进行DC滤波。

需求端转换器部件150包括正极DC到AC转换器151和负极DC到AC转换器152，并且正极DC到AC转换器151包括一个或多个3相阀桥151a，并且负极DC到AC转换器152包括一个或多个3相阀桥152a。

需求端变压器部件160包括针对正极的分别与一个或多个3相阀桥151a对应的一个或多个变压器161和针对负极的分别与一个或多个3相阀桥152a对应的一个或多个变压器162。

当一个3相阀桥151a用于正极时，正极DC到AC转换器151可以通过使用正极DC电力来生成具有6个脉冲的AC电力。在这一点上，一个变压器161的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接或Y-Δ型连接。

当两个3相阀桥151a用于正极时，正极DC到AC转换器151可以通过使用正极DC电力来生成具有12个脉冲的AC电力。在这一点上，两个变压器161中的一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接，并且两个变压器161中的另一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ型连接。

当三个3相阀桥151a用于正极时，正极DC到AC转换器151可以通过使用正极DC电力来生成具有18个脉冲的AC电力。随着AC电力的脉冲的数量变得更大，滤波器的价格可能变低。

当一个3相阀桥152a用于负极时，负极DC到AC转换器152可以通过使用负极DC电力来生成具有6个脉冲的AC电力。在这一点上，一个变压器162的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接或Y-Δ型连接。

当两个3相阀桥152a用于负极时，负极DC到AC转换器152可以通过使用负极DC电力来生成具有12个脉冲的AC电力。在这一点上，两个变压器162中的一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Y型连接，并且两个变压器162中 的另一个的初级线圈和次级线圈可以具有Y-Δ型连接。

当三个3相阀桥152a用于负极时，负极DC到AC转换器152可以通过使用负极DC电力来生成具有18个脉冲的AC电力。随着AC电力的脉冲的数量变得更大，滤波器的价格可能变低。

需求端AC部件170包括AC滤波器171和AC传输线路173。

AC滤波器171从由需求端变压器部件160生成的AC电力中去除除了由需求部件180使用的频率分量(例如，60Hz)之外的剩余频率分量。

AC传输线路173将经滤波的AC电力输送到需求部件180。

图4示出了根据实施例的变压器与三相阀桥之间的连接。

具体地，图4示出了针对正极的两个变压器121与针对正极的两个3相阀桥131a之间的连接。针对负极的两个变压器122与针对负极的两个3相阀桥132a之间的连接、正极的两个变压器161与针对正极的两个3相阀桥151a之间的连接、负极的两个变压器162与针对负极的两个3相阀桥152a之间的连接、正极的一个变压器121与针对正极的一个3相阀桥131a之间的连接以及正极的一个变压器161与针对正极的一个3相阀桥151a之间的连接可以容易地从图4的实施例中导出，并且因此将省略其图和描述。

在图4中，具有Y-Y型连接的变压器121被称为上变压器，具有Y-Δ型连接的变压器121被称为下变压器，连接到上变压器的3相阀桥131a被称为上3相阀桥，并且连接到下变压器的3相阀桥131a被称为下3相阀桥。

上3相阀桥和下3相阀桥具有第一输出端OUT1和第二输出端OUT2，其是通过其输出DC电力的两个输出端。

上3相阀桥包括6个阀D1到D6，并且下3相桥包括6个阀D7到D12。

阀D1包括连接到第一输出端OUT1的阴极和连接到上变压器的次级线圈的第一端的阳极。

阀D2包括连接到阀D5的阳极的阴极和连接到阀D6的阳极的阳极。

阀D3包括连接到第一输出端OUT1的阴极和连接到上变压器的次级线圈的第二端的阳极。

阀D4包括连接到阀D1的阳极的阴极和连接到阀D6的阳极的阳极。

阀D5包括连接到第一输出端OUT1的阴极和连接到上变压器的次级线圈的第三端的阳极。

阀D6包括连接到阀D3的阳极的阴极。

阀D7包括连接到阀D6的阳极的阴极和连接到下变压器的次级线圈的第一端的阳极。

阀D8包括连接到阀D11的阳极的阴极和连接到第二输出端OUT2的阳极。

阀D9包括连接到阀D6的阳极的阴极和连接到下变压器的次级线圈的第二端的阳极。

阀D10包括连接到阀D7的阳极的阴极和连接到第二输出端OUT2的阳极。

阀D11包括连接到阀D6的阳极的阴极和连接到下变压器的次级线圈的第三端的阳极。

阀D12包括连接到阀D7的阳极的阴极和连接到第二输出端OUT2的阳极。

图5是示出了根据实施例的数据控制系统的框图。

参考图5，根据实施例的数据控制系统包括传输模块10和多个控制模块60、70和80。

传输模块10通过无线通信从院落或场地无线地接收数据，并且将接收到的数据传输到多个控制模块60、70和80。

该数据与电力信息相关，电力信息包括例如但不限于电压值、电流值、错误是否出现在院落或场地中安装的传感器中或者针对院落或场地的状态信息。

控制模块60、70和80中的每一个适当控制并处理从传输模块10传输的数据。

控制模块60、70和80可以分别包括接收单元62、72和82以及多个控制单元64、74和84。例如，第一控制模块60可以包括接收单元62和多个控制单元64。从传输模块10传输并由接收单元62接收到的数据流被提供给多个控制单元64，并且多个控制单元64中的每一个可以根据在数据流中包含的数据来执 行控制。多个控制单元64可以执行彼此相同的控制或不同的控制。

传输模块10包括一个或多个GPS接收单元20和22、控制单元30、服务器40以及多个传输单元50、52和54。

GPS接收单元20和22从院落或场地无线地接收数据以将接收到的数据传输到控制单元30。

GPS接收单元20和22以及控制单元30可以通过光缆彼此连接，但是实施例不限于此。

接收单元20和22中的每一个负责若干院落或场地，并且从若干院落或场地收集的数据可以被无线地传输到GPS接收单元20和22。因此，为了覆盖大量院落和场地，GPS接收单元20和22可以由至少一个或多个提供。

控制单元30可以处理从GPS接收单元20和22传输的数据。

详细地，控制单元30可以基于从GPS接收单元20和22传输的数据来生成要传输到多个控制模块60、70和80的数据。另外，控制单元30可以将同步信号信息包含到要传输到多个控制模块60、70和80的数据中。同步信号信息可以包括对应的数据识别信号和时间信息。

例如，控制单元30可以从GPS接收单元20和22接收数据流，如图8所示。

如图8所示，数据流可以包括控制分组持续时间C和数据分组持续时间D。

因此，从院落或场地传输的数据可以被包含在数据流的数据分组持续时间D中并通过GPS接收单元20和22传输到控制单元30。

控制单元30可以从通过GPS接收单元20和22传输的数据流中提取对应的数据Data n并生成包括同步信号信息以及所提取的数据的数据流。换言之，如图9所示，从数据流中提取的数据Data n被包含在数据分组持续时间D1中，并且同步信号信息可以被包含在虚拟分组持续时间Dummy(虚拟)D1中。

如图9所示，另一数据可以被包含在数据流的数据分组时间段D2中。

对应的数据Data n和同步信号信息可以具有图7中示出的数据分组结构。

换言之，数据分组结构可以包括消息类型字段Message type(消息类型)、传输长度信息字段Transmit length(传输长度)、时间信息字段Time slot(时隙) ID、数据识别信息字段Sequence(序列)No.以及数据字段Data[0]到Data[28]。

此处，时间信息字段Time slot(时隙)ID和数据识别信息字段Sequence(序列)No.可以配置同步信号信息。

最后，控制单元30可以基于如图7所示的数据分组结构来将图9中示出的数据流传输到每一个控制模块60、70或80。

包括同步信号信息以及所提取的数据的数据流(参见图9)可以与将接收对应的数据流的每一个控制模块60、70或80对应地来生成，并且可以通过所生成的数据流与其对应的传输单元50、52和54被传输到对应的控制模块60、70或80。

作为另一示例，包括同步信号信息以及所提取的数据的数据流同时被传输到多个传输单元50、52和54，并且传输单元50、52和54可以分别将对应的数据流传输到对应的控制模块60、70和80。在这种情况下，包括同步信号信息以及所提取的数据的数据流仅仅被生成一次并同时被传输到多个传输单元50、52和54。

多个传输单元50、52和54可以将从控制单元30提供的数据流传输到对应的控制模块60、70和80。从控制单元30提供的数据流可以包括数据信息和同步信号信息。

传输单元50、52和54和控制模块60、70和80的接收单元62、72和82可以分别通过光缆连接，但是实施例不限于此。

控制模块60、70和80可以分别包括用于接收从传输模块10中的对应的传输单元50、52和54传输的数据流的接收单元62、72和82以及用于基于在从接收单元62、72和82接收到的数据流中包含的同步信号信息来执行适合于对应的数据的控制的多个控制单元64、74和84。

由于控制单元64、74和84中的每一个基于在数据流中包含的同步信号信息在相同时间在对应的数据上执行控制，可以防止由控制模块60、70和80之间的异步造成的错误或故障。

另一方面，传输模块10的服务器40与控制单元30通信，控制单元30中的信息可以被传输到服务器40并被存储，或者来自服务器40的命令可以被输 送到控制单元30并由控制单元30执行。

参考图6，将详细描述根据实施例的控制单元30。

图6是详细示出了图5的控制单元的框图。

参考图6，控制单元30可以包括数据控制单元32、光学通信传输/接收单元34以及分组生成单元36。

数据控制单元32负责控制单元30的总体控制。具体地，数据控制单元32可以控制以从自GPS接收单元20和22传输到光学通信传输/接收单元34并且之后被输送到分组生成单元36的数据流中提取数据，并且除了所提取的数据之外生成同步信号信息被添加到其的新数据流。

数据控制单元32执行与服务器40的通信以将对应的同步信号信息传输到服务器40，或者在服务器40的控制下从服务器40接收对应的同步信号信息以将接收到的同步信号信息包含在对应的数据流中，但是实施例不限于此。

光学通信传输/接收单元34可以包括通过第一光学通信线缆连接到GPS接收单元20和22的接收级和通过第二光学通信线缆连接到多个传输单元50、52和54的多个传输级。

包括从GPS接收单元20和22传输的特定数据的数据流可以通过第一光学通信线缆被输入到光学通信传输/接收单元34的接收级。被输入到接收级的数据流(在下文中，第一数据流)可以被输送到分组生成单元36。

分组生成单元36可以在数据控制单元32的控制下从数据流中提取对应的特定数据并且生成新数据流(在下文中，第二数据流)，其中从数据控制单元32提供的同步信号信息被添加到所提取的数据。

分组生成单元36可以基于如图8所示的第一数据流来生成第二数据流，其包括如图9所示的同步信号。

分组生成单元36可以将第二数据流输送到光学通信传输/接收单元34。

光学通信传输/接收单元34的多个接收级可以同时通过第二光学通信线缆将已经从分组生成单元36输送的第二数据流输送到多个对应的传输单元50、52和54。

另外，第二数据流可以通过多个传输单元50、52和54同时被传输到对应的控制模块60、70和80的接收单元62、72和82。控制模块60、70和80中的每一个可以提取在第二数据流中包含的同步信号信息并基于同步信号信息根据对应的数据来同时执行控制。

根据各种实施例，由于同步信号信息在传输到控制模块60、70和80中的每一个之前与对应的数据一起被传输，并且控制模块60、70和80中的每一个可以基于同步信号信息在同步的时间根据对应的数据来同时执行控制，可以防止由每一个模块60、70和80之间的异步造成的错误或故障。

另外，根据实施例，由于根据对应的数据的控制基于同步信号信息来同时执行，可以防止归因于异步的数据损失以改善可靠性。

根据实施例，上述方法可以被实现为具有程序记录在其上的介质上的处理器可读代码。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储设备，并且还包括载波(例如通过互联网的数据传输)。

如可以从前文看出的，上述实施例不限于以上描述的实施例的配置和方法，但是实施例的整体或部分可以被配置为被选择性地组合使得实施例的各种修改可以被实现。

尽管已经参考各实施例的许多说明性实施例描述了各实施例，但是应当理解可以由本领域技术人员设计落入本公开内容的原理的精神和范围内的许多其他修改和实施例。更具体地，能够在本公开内容、附图和随附权利要求的范围内在主体组合布置的组件部件和/或布置中进行各种变型和修改。除了组件部件和/或布置中的变型和修改之外，备选用法对于本领域技术人员而言也将是显而易见的。