用于在电力网上传输和/或接收信号的方法、设备以及计算机程序的制作方法_3

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电压检测器和电流检测器。测量电压和电流与OV相交的次数,使接收器120能够确定电压和电流的相对相位的变化,从而使接收器120能够补偿在网中的无功电力的变化。这反过来能够更精确地测量频率(或涉及频率的特征)。
[0127]确定频率的一种示例性方法包括高速(例如,通过40kHz的速度)给交流电压取样。选择触发电平,在这个电平上,正弦电压波形是近似线性。这通常大于0V,并且例如,可以在5V与50V之间。根据在交流电压到达触发电平的连续时间之间的差异,确定在两个连续的正弦周期之间的时间。这重复多次(例如,几千次),然后,确定平均时间。然后,平均时间值逆转,以确定频率。
[0128]数据存储器304可以储存表示涉及接收器可能接收的调制模式的一个或多个预定的代码模式的数据。处理器306可以使用储存的数据模式格式来帮助从所测量的频率特征中提取或解码信息。
[0129]例如,处理器可以被设置为执行相关性处理,以确定在一部分调制模式(在电网频率上叠加)与一个储存的预定代码模式之间的相关性,交替地,接收器120可以包括专用相关器,其被设置为执行相关性处理。例如,相关性处理可以包括确定所测量的频率特征包含与储存的预定代码模式对应的调制模式的概率。然后,根据所确定的相关性,将在所测量的频率信号中编码的信息解码。甚至在调制的幅度(如上所述,可以在μΗζ到几mHz的范围内)小于在所测量的电网频率(通常在10到200mHz的范围内,虽然这些典型值可以随着时间从一个同步网到另一个同步网并且在规定的同步网内明显变化)中的噪声级。而且,通过这种小程度的在网中的噪声(即,电网频率的正常变化)以及由网运营商协定的限制来调制频率,提供了使用大量可区分状态的可能性,可以将频率调制到这些状态中,而不触发频率稳定响应和/或干扰网的正常操作。
[0130]虽然预定代码模式在上面描述为储存在接收器120的数据存储器304内,但是在一些实施方式中,在需要时,这些模式可以由接收器120远程储存(例如,在控制器122上)和访问。例如,预定代码模式可以传输给接收器120,在这种情况下,这些模式可以储存在接收器120上或者仅仅储存在临时数据存储器中。
[0131]数据存储器304可以用于储存在电力网100中传输的解码信息。而且,数据存储器304可以储存识别接收器120的标识符,或者可以用于寻址接收器120。标识符还可以由传输器118包含在调制模式内。通过比较储存在数据存储器304中的标识符和包含在调制模式中的识别信息,处理器306可以从在接收的传输中的信息中确定传输是否涉及接收器120。如果处理器306确定接收的数据用于接收器120,那么然后,处理器306可以继续处理,并且储存解码的信息。
[0132]数据存储器304可以储存识别分配接收器120的组的一个或多个其他标识符。用于由特定的组接收的传输可以包括与那些组相关联的标识符,以使在组中的接收器120能够确定是否用于接收传输。这可以通过确定在传输的标识符与储存在接收器120的数据存储器304中的一个或多个标识符之间的对应性来实现。
[0133]在一些实施方式中,可以为不同的地理区域限定组。与地理区域对应的每个组可以分成涉及在规定的地理区域中的更小区域的子组。例如,可以为在特定国家的所有接收器限定组,并且可以为在该国家的每个区域限定子组。在该国家的特定区域中的接收器120可以储存涉及与其特定的位置(即,其国家和区域)对应的组和子组的标识符,以便可以给在特定的国家和区域中的所有接收器120寻址数据。
[0134]可以根据其他性能或标准,为组和子组分配接收器120 ;例如,接收器120可以根据与其相关联的电力装置119的特征分配给组和子组。例如,这些特征可以基于但是不限于电力装置119是功耗还是电力产生装置、给该电力装置119供应能量的能量供应商、其配电网104与电力装置119连接的电力网运营商以及电力装置119的原始制造商。
[0135]组可以分成多个等级的子组,以便每个子组分成进一步的子组。接收器120可以在每个等级的细分中分配给一个或多个子组。
[0136]与分配接收器120的组和子组相关联的每个标识符可以动态地改变,以反应接收器120适合于组和子组的会员资格的变化;例如,这种变化可以由下面描述的接收器120确定。标识符的更新可以由传输器118传输给接收器120。
[0137]数据存储器304可以储存表示接收器120要执行的一个或多个预先定义的活动的数据。例如,一个或多个预先定义的活动可以包括以下中的一个或多个:改变接收器120的设置;改变与所述接收装置相关联的电力装置的设置(例如,打开或关闭相关联的电力装置,或者减少或增大其功耗或发电);执行在所述接收装置上的程序;停止在所述接收装置上的程序;并且在所述接收装置的寄存器内储存数据。
[0138]可以提示接收器120开始调制到达和/或来自电力装置119的电力流,以便生成可以由控制器122检测和/或测量的在电力网100中的调制信号或者在电力网100中的某个其他位置上的实体。可以检测(或测量)信号,作为电力流,或者作为频率调制,如在本文中所述。
[0139]可以根据分配给接收器120并且储存在数据存储器304中的已知代码,调制由接收器120开始的信号。代码还可以储存在被设置为接收信号的电力网100中的实体上;这个实体可以使调制信号与其储存的代码相关联,以识别接收器120或相关联的电力装置119。
[0140]处理器306可以是能够处理接收的数据的任何处理器。处理器可以包括但不限于专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)以及通用可编程处理器中的一个或多个。
[0141]处理器306可以被设置为在通过电力网100接收的数据上执行误差检测和误差纠正功能。处理器306可以被设置为在接收的数据加密的情况下,将该数据解密。
[0142]一旦接收器120接收和处理了数据,该数据就可以通过I/O接口 308输出给数据的预期接收者。I/o接口 308可以被设置为在(例如)计算机或接收器120本身的显示器上显示信息。
[0143]接收器120还可以包括或者可连接至通信接口,例如,上面参照传输器118描述的网络接口,接收器使用该接口来通过与电力网100不同的通信介质(例如,固定或无线通信网络)与另一个装置通信。通信网络可以包括全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、固定无线接入(例如,IEEE 802.16ffiMax)以及无线网络(例如,IEEE 802.1lffiFi 和 IEEE 802.15ZigBee)中的一个或多个。
[0144]接收器120可以使用通信接口来将数据发送给远程装置和/或从远程装置接收数据。例如,接收器120可以通过互联网将数据发送给远程装置和/或从远程装置接收数据。通信可以基于互联网协议。接收器120可以从远程装置中拉动数据或者可以接收从远程装置中推动的数据。
[0145]接收器120可以使用通过电力网100接收的数据,来开始与远程装置通信。通过这种方式,通过电力网的通信可以提供侧信道,用于经由通信介质的进一步通信网络,例如,一个或多个上述通信网络。在这种情况下,载波信号可以使用认证数据编码,接收器120通过进一步通信网络将该认证数据传输给远程装置,以向远程装置认证其本身,并且开始通信。例如,接收器120可以是智能装置,例如,智能电视或电视机顶盒,该智能装置由电力网100供电并且通过电话或数字用户线路连接至互联网。智能装置可以被设置为将通过电力网100接收数据的认证数据传输给远程服务器,以向远程服务器认证该数据。仅仅一旦认证接收器120,远程服务器就可以被设置为将数据传输给接收器120。
[0146]交替地或者此外,调制信号可以包括接收器120用于接收从远程装置中推出的数据的配置数据。例如,配置数据可以包括用于将通过进一步通信介质接收的数据解密的密钥,或者可以是规定授权通过其他通信网络从远程装置中通信的时间窗口的数据。例如,接收器120可以是智能装置,其被设置为从远程服务器中接收命令信号和/或推出的软件更新,并且仅仅一旦通过电力网100接收了配置数据,就可以这样做。
[0147]将通过电力网100的通信用作进一步通信系统的侧信道,使接收器120能够认证通过那些系统接收的数据源。通过这种方式,接收器120仅仅从安全的或可靠的来源中通过进一步通信系统接收数据,无需另外处理使用认证协议本身的负担。
[0148]可以在数据存储器304内储存或缓冲接收的数据,以供稍后使用。例如,可以仅仅在由通过数据或者在单独传输中传输的时间指示符表示的预定时间,对数据起作用。
[0149]通过计算在电力网100中流动的交流电流的周期,接收器120保持其定时;例如,接收器120可以包括计数器,该计数器可以由处理器306实现。在接收器120暂时不能计算交流电流的循环的情况下(例如,在短暂的停电期间),时钟310能够保持接收器120的定时,以使处理器306能够保持同步至少几个循环。这使接收器120能够在暂时不能计算交流电流的循环的时间段内继续接收和处理数据。
[0150]检测器302可以被设置为通过检测连接至电力网100的电器的所谓网噪声,间接检测电网频率。例如,接收器120可以是无线通信装置,其适当地被编程为检测由连接至电力网100的电器发射的电磁或音频信号(与频率变化对应),并且处理那些信号,以如上所述确定电网频率。在某些实施方式中,接收器可以是个人数字助理(PDA)、智能电话、或允许计算机程序(例如,应用程序)的便携式计算机,该计算机程序被编程为接收和处理由传输器118传输的数据。
[0151]网随着提供给电力网100的总发电电力与从电力网100中消耗的电力的总量的比率(在本文中称为网电力平衡)变化。电网频率的变化由尤其包括在发电机106中的涡轮机的操作频率和在电力网100中的可调谐变压器的状态的因素造成。
[0152]图4a是示出在典型的电力网内在网电力平衡与电网频率之间的关系的示图。图4a示出了在电力网通常操作的电力平衡范围内在网电力平衡与电网频率之间具有单调关系。如果总电力需求大于总功耗,那么电网频率下降到低于协定的标称系统频率,而如果总发电超过总电力需求,那么电网频率上升为高于标称系统频率。例如,在英国,大约8GW的网平衡的变化通常引起大约IHz的电网频率的变化;大约30GW的网平衡的变化通常引起大约IHz的电网频率的变化。
[0153]通常,在电力网100中的总电力流越大,在电网频率内提供规定的变化所需要的电力量就越大。因此,更大的电力网通常更稳定,并且需要调制具有比更小的电力网更大的总负荷的电力装置119,以提供相同程度的频率调制。
[0154]通常,网运营商有义务将电网频率控制在协定的限制内。例如,虽然可以使用其他限制,但是在英国,网运营商将电网频率控制在标称系统频率的0.4%内,并且在欧洲,网运营商通常将电网频率控制在标称系统频率的0.2%%内。为了在协定的限制内驳斥电网频率,网运营商必须确保充足可控的发电和/或可控的需求留出备用,准备用于抵消可能造成频率变化的电力网100的平衡的变化。
[0155]在本发明的实施方式中,在电力网中的网电力平衡与电网频率之间的关系可以用于传输信息。尤其地,如图4b中所示,本发明的发明人理解调制网电力平衡引起调制网电力,在同步的电力网内,该电网频率在整个电力网上相同。
[0156]例如,考虑图4b,在点A,电力网100平衡(S卩,电力的总量大约等于在电力网100中生成的或者提供给电力网100的电力的总量),并且电网频率稳定具有(例如)50Hz。在点B,网电力平衡移动,以便从点B到点C具有过量消耗。这造成在点B中电网频率相应降低,保持这种降低,直到点C。在点C,网电力平衡移动,以便在点D,具有过量发电,保持这种过量发电,直到点E。这造成在点C与D之间,电网频率相应上升,从点D到点E保持这种上升。
[0157]通常,例如,在点D与点E之间保持更大的电网频率,取决于调制电力流的频率。尤其地,在调制周期(调制频率的逆转)小于自动纠正的和/或网运营商对网电力平衡的变化做出反应的反应时间的情况下,可以保持更大的电网频率。在较快速地调制电力流的实施方式中,自动地和/或由网运营商使用的电力平衡补偿机构不能足够快速对抵消调制作出反应,然而,在较慢地调制电力流的情况下,电力平衡补偿机构可以通过抵消移动的网电力平衡,来开始降低调制效应。
[0158]如上所述,通常,电网频率调制的幅度在μΗζ到几mHz的范围内,低于电网频率的变化量(即,在所测量的电网频率的噪声级内),因此,不超过网运营商必须在其内保持电网频率(标称系统频率)的协定的限制,并且不促使网运营商响应于传输开始任何手动或自动网平衡测量。
[0159]图5是示出可以调制进入/来自电力装置119的电力流的方式的示图。图5示出了根据时间进入/来自电力装置119的电流流动以及根据时间进入/来自电力装置119的RMS电力流动。
[0160]在图5中显示的实例中,在时间L,允许电流流入电力装置119/从电力装置119中流出,直到时间t2。从时间t3开始,防止电流流入电力装置119/从电力装置119中流出,直到时间t3,在该时间,进入/来自电力装置119的电流重新开始,直到时间t4。在图5中也显示了对进入/来自电力装置119的RMS电力流动的影响。从&到12并且从13到14,进入/来自电力装置119的RMS电力流动处于高状态中(由“打开”表示),并且从tjlj 13,进入/来自电力装置119的RMS电力流动处于低状态中(由“关闭”表示)。返回图4b,高和低RMS电力流状态在电力网100的频率特征中具有相应的高和低状态。
[0161]如图5中所示,通常,RMS电力处于打开状态中的时间通常是AC电流流动的2个或更多循环,并且通常用于半循环的整数。
[0162]在某些实施方式中,为了简单起见,RMS电力处于关闭状态中的时间与处于打开状态中的时间相同。在图3中显示的实例中,在允许电流流动3个循环的情况下,在电网频率是50Hz时,RMS电力处于打开状态中60ms,并且处于关闭状态中60ms。然而,RMS电力处于关闭状态中的时间可以与处于打开状态中的时间不同。传输的代码可以包括具有多个不同调制长度的打开和关闭状态;即,RMS电力处于打开和/或关闭状态中的时间长度(或循环数)在代码内变化。例如,代码可以包括打开和/或关闭状态,具有3、5以及8个循环的长度。
[0163]通过控制RMS电力处于打开和关闭状态中的时间长度,发生调制的频率可以调谐成避免在电力网100内具有大量窄带噪声的频率,和/或可以提供频率分集,以便通过几个频率信道或者比窄带噪声更宽的一个频带传输信号。这提供了在具有窄带噪声时传输信号的更稳健的方法。
[0164]返回图1,在一些实施方式
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