本發(fā)明涉及變換器控制，特別涉及一種基于時分多址的功率與信號雙調制通信方法。

背景技術：

1、在傳統(tǒng)的多輸入源模塊的控制中，往往需要通信以實現(xiàn)系統(tǒng)中各設備的實時控制。在交直流系統(tǒng)中，多個變換器之間的通信方法成為其大規(guī)模應用的關鍵要素，其中基于功率與信號雙調制的通信方法受到了廣泛的關注。

2、傳統(tǒng)的功率與信號雙調制通信方法利用變換器自身進行通信，雖然簡化了系統(tǒng)成本與體積，但未對各變換器傳輸數(shù)據的時隙進行劃分，對于多個變換器同時通信而言，還存在母線電壓受多個混疊傳輸數(shù)據影響的問題。因此亟須一種新的多變換器并聯(lián)的功率與信號雙調制通信方法。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于時分多址的功率與信號雙調制的通信系統(tǒng)及方法，旨在解決交直流系統(tǒng)通信復雜且多個變換器并聯(lián)時數(shù)據調制解調困難的問題，實現(xiàn)交直流系統(tǒng)的穩(wěn)定經濟運行。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于時分多址的功率與信號雙調制的通信系統(tǒng)，包括：

3、若干個相互并聯(lián)的變換器處理模塊；所述變換器處理模塊包括第一信息采集模塊、第二信息采集模塊、同步檢測模塊、變換器、無互聯(lián)線控制模塊、pwm模塊、數(shù)據調制模塊、數(shù)據解調模塊；

4、所述第一信息采集模塊和第二信息采集模塊分別對輸入源信號和變換器的輸出信號進行采樣，并送給所述數(shù)據調制模塊和數(shù)據解調模塊；

5、所述同步檢測模塊對第二信息采集模塊的輸出進行濾波并提取交流濾波信號的過零點，再根據所述交流濾波信號的過零點和數(shù)據解調模塊的輸出來判斷數(shù)據解調是否同步，并將同步信號發(fā)送給所述數(shù)據調制模塊和數(shù)據解調模塊；

6、所述數(shù)據調制模塊根據所述同步檢測模塊輸出的同步信號按照所分配的時隙對所述第一信息采集模塊的輸出數(shù)據進行同步調制；

7、所述數(shù)據解調模塊根據所述同步檢測模塊輸出的同步信號對第二信息采集模塊的輸出數(shù)據按照所分配的時隙進行基于時分多址的同步解調并恢復成實際信號；

8、所述無互聯(lián)線控制模塊根據數(shù)據解調模塊以及第二信息采集模塊的輸出進行電壓/電流控制并生成用于pwm模塊的參考信號；

9、所述pwm模塊根據數(shù)據調制模塊以及無互聯(lián)線控制模塊的輸出，生成所述變換器中開關器件的門極信號；

10、所述變換器根據所述門極信號完成對于所述輸入源信號的變換輸出，各個所述變換器的輸出并聯(lián)連接至負載或電網。

11、進一步的，所述變換器為非隔離型變換器。

12、進一步的，當輸入源來自光伏時，所述第一采集模塊采集的信號為光伏的輸出電壓和電流信號；輸入源來自蓄電池或超級電容時，所述第一采集模塊采集的信號為蓄電池或超級電容的soc信號。

13、進一步的，所述數(shù)據調制模塊的數(shù)據調制方式為基于時分多址的幅移鍵控或頻移鍵控或相移鍵控；

14、如果輸入源信號來自光伏，所述數(shù)據調制模塊在調制前需要根據所述第一信息采集模塊采集的電壓和電流信號，計算其輸出功率然后再進行調制。

15、進一步的，所述數(shù)據解調模塊的數(shù)據解調方式為基于時分多址的包絡檢波或相干解調，所述相干解調通過自動調整算法補償解調載波相位。

16、進一步的，所述同步檢測模塊對第二信息采集模塊的輸出進行濾波并提取交流濾波信號的過零點，再根據交流濾波信號的過零點和數(shù)據解調模塊的輸出來判斷在交流濾波信號周期內每個時隙是否均有解調數(shù)據，若均有則表示已同步，并將同步信號發(fā)送給數(shù)據調制模塊和數(shù)據解調模塊；

17、當所述變換器為單級直直變換器時，任意一個所述變換器處理模塊中的同步檢測模塊判斷已同步后，將同步信號發(fā)送給對應的pwm模塊；

18、同步后所述同步檢測模塊則不再進行同步檢測。

19、進一步的，所述pwm模塊具體為：

20、當所述變換器輸出直流電壓信號時，將所述無互聯(lián)線控制模塊的輸出信號作為pwm模塊的參考波，與所述數(shù)據調制模塊的輸出進行比較生成所述變換器開關器件的門極信號；

21、當所述變換器輸出交流電壓信號時，將所述無互聯(lián)線控制模塊的輸出信號與所述數(shù)據調制模塊的輸出信號疊加作為pwm模塊的參考波，并與開關頻率三角波進行比較生成所述變換器開關器件的門極信號；

22、當所述變換器為單級直直變換器時，連接所述同步檢測模塊的pwm模塊，上述pwm模塊的參考波上還要疊加一個低頻交流參考正弦波信號作為新的pwm模塊的參考波，直至收到所述同步檢測模塊發(fā)送的同步信號后，該pwm模塊的參考波上不再疊加所述低頻交流參考正弦波信號。

23、進一步的，所述同步檢測模塊對第二信息采集模塊的輸出信號進行濾波得到的交流濾波信號為：

24、當所述變換器為單級直直變換器時，該交流濾波信號為第二信息采集模塊采樣的直直變換器輸出信號中受pwm參考波中疊加的低頻交流信號影響生成的交流信號；

25、當所述變換器為雙級且后級為逆變器時，該交流濾波信號為第二信息采集模塊采樣的前級直直變換器輸出信號中的二倍頻脈動信號；

26、當所述變換器為單級逆變器時，該交流濾波信號為第二信息采集模塊采樣的逆變器的輸出信號。

27、本發(fā)明還提供了一種基于時分多址的功率與信號雙調制通信方法，基于如上所述的系統(tǒng)，包括如下步驟：

28、(1)第一信息采集模塊采樣輸入源數(shù)據，并將其傳輸給數(shù)據調制模塊；

29、(2)數(shù)據調制模塊根據同步檢測模塊輸出的同步信號將第一信息采集模塊輸出的數(shù)據進行二進制轉換并按照所分配的時隙進行同步調制；

30、(3)輸入源數(shù)據經變換器輸出的信號經過第二信息采集模塊采樣后送入數(shù)據解調模塊；

31、(4)同步檢測模塊根據提取的第二信息采集模塊輸出信號中的交流濾波信號過零點和數(shù)據解調模塊的輸出信號來判斷數(shù)據解調模塊是否同步并將同步信號發(fā)送給數(shù)據調制模塊和數(shù)據解調模塊；

32、(5)數(shù)據解調模塊根據同步檢測模塊輸出的同步信號對第二信息采集模塊的輸出數(shù)據按照所分配的時隙進行基于時分多址的同步解調并恢復成實際信號；

33、(6)無互聯(lián)線控制模塊根據數(shù)據解調模塊和第二信息采集模塊的輸出進行電壓/電流控制并生成pwm模塊中的參考信號；

34、(7)pwm模塊根據數(shù)據調制模塊和無互聯(lián)線控制模塊的輸出生成變換器中開關器件的門極信號；

35、(8)各個數(shù)據處理模塊中變換器的輸出并聯(lián)連接至負載或電網。

36、本發(fā)明的有益效果：

37、本發(fā)明通過將基于時分多址的功率與信號雙調制通信方法應用于多變換器并聯(lián)系統(tǒng)，僅利用變換器自身實現(xiàn)數(shù)據信號的調制與傳輸，并提出了變換器通信的自同步方法和數(shù)據解調時載波相位的自動補償算法，優(yōu)化了系統(tǒng)結構與成本，解決了交直流系統(tǒng)通信復雜且多個變換器并聯(lián)時數(shù)據調制解調困難的問題，實現(xiàn)了交直流系統(tǒng)的穩(wěn)定經濟運行。

技術特征：

1.一種基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于，包括：若干個相互并聯(lián)的變換器處理模塊；所述變換器處理模塊包括第一信息采集模塊、第二信息采集模塊、同步檢測模塊、變換器、無互聯(lián)線控制模塊、pwm模塊、數(shù)據調制模塊、數(shù)據解調模塊；

2.根據權利要求1所述的基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于：所述變換器為非隔離型變換器。

3.根據權利要求1所述的基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于：當輸入源來自光伏時，所述第一采集模塊采集的信號為光伏的輸出電壓和電流信號；輸入源來自蓄電池或超級電容時，所述第一采集模塊采集的信號為蓄電池或超級電容的soc信號。

4.根據權利要求3所述的基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據調制模塊的數(shù)據調制方式為基于時分多址的幅移鍵控或頻移鍵控或相移鍵控；

5.根據權利要求1所述的基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據解調模塊的數(shù)據解調方式為基于時分多址的包絡檢波或相干解調，所述相干解調通過自動調整算法補償解調載波相位。

6.根據權利要求1所述的基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于：所述同步檢測模塊對第二信息采集模塊的輸出進行濾波并提取交流濾波信號的過零點，再根據交流濾波信號的過零點和數(shù)據解調模塊的輸出來判斷在交流濾波信號周期內每個時隙是否均有解調數(shù)據，若均有則表示已同步，并將同步信號發(fā)送給數(shù)據調制模塊和數(shù)據解調模塊；

7.根據權利要求6所述的基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于，所述pwm模塊具體為：

8.根據權利要求7所述的基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)，其特征在于，所述同步檢測模塊對第二信息采集模塊的輸出信號進行濾波得到的交流濾波信號為：

9.一種基于時分多址的功率與信號雙調制通信方法，基于權利要求1-8中任意一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于時分多址的功率與信號雙調制通信系統(tǒng)及方法，屬于變換器控制技術領域。該系統(tǒng)包括：若干個相互并聯(lián)的變換器處理模塊；每一個變換器處理模塊中第一信息采集模塊和第二信息采集模塊分別對輸入源信號和變換器的輸出信號進行采樣，并送給數(shù)據調制模塊和數(shù)據解調模塊根據同步信息進行按時隙的同步調制和時分多址同步解調；無互聯(lián)線控制模塊根據數(shù)據解調模塊和第二信息采集模塊的輸出生成PWM模塊的參考信號；PWM模塊用于生成變換器的門極信號，各個變換器的輸出并聯(lián)連接至負載或電網。本發(fā)明通過將時分多址的調制解調方法應用于多變換器并聯(lián)系統(tǒng)，解決了通信復雜及數(shù)據調制解調困難的問題，實現(xiàn)交直流系統(tǒng)的穩(wěn)定經濟運行。

技術研發(fā)人員：姚志壘,陳紅
受保護的技術使用者：上海海事大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6