具有改进网关模块的电设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于电力网或设备的网关模块。网关模块能够接收包括调制分量的电 力信号W便从产生电的电模块中传送信息，并且能够处理电力信号W便为电力网提供兼容 信号，该网关模块包括主单元，该主单元包括控制用于读取调制分量信息的读取电路的控 制电路，W及用于过滤该调制分量W向电力网提供兼容信号的滤波电路。
【背景技术】
[0002] 本发明设及用于家庭电网的电设备的领域，并且特别设及使用可再生能源的电设 备的领域。
[0003] 在图1中可见的运种设备1 一般包括连接到主电力网并且连接到从诸如风力满轮 机或太阳能面板的可再生能源发电的系统2的家庭电网。运些系统可包括太阳能组件或风 力满轮机模块。从可再生能源发电的运些系统设置有一个或多个微逆变器，W便提供与家 庭电网兼容的输出信号。该信号Sl被发送到网关单元3。该系统Sl包括允许在从可再生 能源发电的系统和网关单元之间信息交换的调制分量。
[0004] 网关单元3用于从调制分量中读取信息，并且然后将其过滤，W使得在被注入到 家庭电网之前将任何缺陷从输出信号中移除。因此该单元包括滤波器6、读取电路5W及用 于控制整个单元的控制电路4。
[0005] 在现有技术中，其中从可再生能源发电的系统包括多个模块，则每一个模块提供 电力信号S1、S2、S3并且与网关单元3相关联。
[0006] 运种配置的缺点是，它要求每个模块有一个网关单元。由于每个网关单元包括过 滤器6、读取电路5和控制电路4,乘W模块的数量，并且因此网关单元的数量导致更高的成 本。
[0007] 此夕F，根据E.Roman等人的文章2006年1月6日第4期第53卷的IE邸 《工业电子装置的交易》的"并网光伏系统的智能光伏模块"（《IntelligentPV moduleforGrid-ConnectedPVsystems》，IE趾TRANSACTIONSONINDUSTRIAL ELECTRONICS,vol. 53,no4, 1/6/2006)，存在已知的包括多个太阳能模块的系统，其中每个 太阳能模块包括太阳能面板。每个太阳能面板与具有检测最大电力点跟踪点或"MPPT"的 功能的DC-DC转换器相关联。整个组件然后连接到DC-AC转换器W对电力网供电。
[000引运些太阳能面板被连接到从面板中检索信息的控制电路。
[0009] 然而运些系统被设计用于单相电网，并且当施加到多相电网时，它们需要用于每 个附加相的一个网关单元。
[0010] 此外，根据美国专利No. 2011/0031814,还存在已知的包括若干光伏面板的系统， 光伏面板被布置成组并经由连接盒连接到逆变器电路。该连接盒使得可W从太阳能面板中 提供信息。在此的目的是仅具有一个网关单元用于所有光伏面板，对于多相电网的应用似 乎并非有意。
[0011] Kurokawa K等人的文献，荷兰阿姆斯特丹的Elsevier科学出版社的太阳能材 料和太阳能电池的《AC模块组成的光伏发电系统的概念考虑》化yKurokawaKetal:《ConceptualconsiderationsonPVsystemscomposedofACmodules》，Solarenergy materialsandsolarcells,ElsevierSciencePublishers,Amsterdam,NL)是描述包括 AC模块的光伏系统的文献，一个该AC模块被定义为包括一个光伏模块和一个逆变器。
[0012] 然而，在上述文献中描述的系统没有描述网关模块的存在，并且因此不能用于本 发明的应用。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的是提供用于电力网的便宜、模块化并且更紧凑的网关模块。
[0014] 为此，本发明设及一种用于电设备的网关模块，网关模块能够通过相线和中性线 接收电信号、电力信号，电力信号包括用于从产生电的电模块中传送信息的调制分量，并且 网关模块能够处理电力信号W向电力网提供兼容信号，网关模块包括主单元，主单元包括 控制接口部件W管理电力信号的调制分量的信息的控制电路，W及用于过滤调制分量并且 使电力信号与电网兼容的滤波电路，该网关模块特征在于网关模块进一步包括至少一个次 级单元，该至少一个次级单元设置有用于过滤由附加电模块的相线和中性线提供的电力信 号的滤波电路，并且该至少一个次级单元被布置W使得接口部件可管理由附加电模块提供 的电力信号的调制分量的信息，由主单元的控制电路控制该至少一个次级单元。
[0015] 该配置具有在大大降低成本并且提供更紧凑的网关模块的同时允许单相电网和 S相电网的简单控制的优点。
[0016] 在第一优选实施例中，每个次级单元处理来自附加电模块的电力信号，每个次级 单元由主单元的控制电路控制。
[0017] 在第二优选实施例中，电模块由供给电的至少一个元件组成。
[0018] 在第=优选实施例中，每个电模块进一步包括用于提供电力信号的至少一个微逆 变器。
[0019] 在另一优选实施例中，接口部件包括主单元中的一个通信电路和每个次级单元的 一个通信单元。
[0020] 在另一优选实施例中，接口部件包括无源禪接元件，用于形成在控制电路与连接 到主单元或到次级单元的电模块的至少相线和中性线之间的连接。
[0021] 在另一优选实施例中，接口部件包括无源电感禪接元件或无源电容禪接元件，或 无源电感禪接元件和无源电容禪接元件的组合。
[0022] 在优选实施例中，接口部件包括多个电感禪接元件，每个电感禪接元件包括初级 线圈，该初级线圈通过感应禪接到第一次级线圈和第二次级线圈，第一次级线圈与电模块 的相线和中性线电连接，初级线圈连接到主单元或在前次级单元的第二初级线圈，而第二 次级线圈连接到在后次级单元的初级线圈，电感禪接元件被布置W使得初级线圈连接到控 制单元。
[0023] 在优选实施例中，接口部件包括在每个次级单元中布置的多个电容禪接元件，每 个电容禪接元件包括在第一连接端子和连接到次级单元的附加电模块的相线之间连接的 第一电容器，W及在第二连接端子和附加电模块的中性线之间连接的第二电容器，次级单 元的第一连接端子彼此连接并且连接到与主单元连接的电模块的相线，次级单元的第二连 接端子彼此连接并且连接到与主单元连接的电模块的中性线，控制电路包括相禪接器，通 过该控制电路端子中的第一端子连接到次级单元的第一连接端子，并且通过其端子中的第 二端子连接到次级单元的第二连接端子。
[0024] 在优选实施例中，在主单元和次级单元的输出处，使电模块的被过滤的相互相连 接W便产生用于电力网的S相信号。 阳0巧]在优选实施例中，将每个次级单元电连接到主单元。
[00%] 在优选实施例中，电模块是太阳能模块，并且每个供给电的元件是太阳能面板。
[0027] 在优选实施例中，电模块是风力满轮机模块，并且每个供给电的元件是风力满轮 机。
【附图说明】
[002引根据本发明用于设备的网关模块的目的、优点和特征将仅借助于非限制性示例单 独给出，并且由附图示出的本发明的至少一个实施例的W下详细描述中更加显而易见，在 附图中：
[0029]-图1示出具有根据现有技术的网关模块的设备的示意图。
[0030] -图2示出具有根据本发明的网关模块的设备的第一实施例的示意图。
[0031] -图3示出具有根据本发明的网关模块的设备的特定布置的示意图。
[0032]-图4示出具有根据本发明的网关模块的设备的第二实施例的第一变型的示意 图。
[0033] -图5示出具有根据本发明的网