[发明专利]用于固态变压器结构且有通信功能的电力系统及通信模块

说明书

公开一种用于固态变压器结构且有通信功能的电力系统及通信模块。该应用于固态变压器结构且具有通信功能的电力系统包括：多个转换单元、总线路径、通信模块及控制模块。转换单元耦接总线路径与通信模块，且通信模块耦接控制模块。通信模块包括：多个耦合单元。耦合单元以一个耦合单元耦接另一个耦合单元的方式串联耦接，且每个耦合单元对应地耦接每个转换单元的控制单元，耦合单元中的串接头端的起始耦合单元耦接控制模块。

技术领域

本发明涉及一种应用于固态变压器结构(架构)且具有通信功能的电力系统，特别涉及一种降低通信线路配线难度的电力系统。

背景技术

传统电网中的电力转换，是使用体积庞大、油浸式的传统变压器，近年来，许多单位致力于研究及开发固态变压器(solid-state transformer,SST)，其为将电力电子转换技术及电磁感应原理的高频电能变换器技术做结合，使电力转换模块操作在中高频，进而大幅缩小体积。由于固态变压器取代了电网中的传统变压器，其输入端需承受高电压，例如但不限于，三相交流电输入为Y接三相四线式的电网中，三相交流的线电压为13.2kV，每相电压为7.62kV。因此每一相固态变压器的输入端需要承受7.62kV的交流电压，再经由多组电力模块以输入端串联的方式接收交流电压。其中，各组电力模块分别具有各自的控制单元，再由一个系统控制模块与各电力模块中的控制单元做沟通。而控制模块与控制单元间会进行电气隔离。

现有的固态变压器应用，主要是以光纤线路耦接系统控制模块与各组电力模块中的控制器，以进行具有电气隔离的信号传递。但是，光纤具有物理强度差，非常容易折断以及建置成本高的缺点。将光纤设计在固态变压器的机柜中容易因机柜空间有限，且配线数量太多的情况下，造成光纤连接困难且易产生断裂的风险。

因此，如何设计出一种应用于固态变压器结构且具有通信功能的电力系统，利用光耦合器搭配独特的配线方式进行固态变压器中各控制模块间的电气隔离，乃为本公开发明人所欲行研究的重要课题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种应用于固态变压器结构且具有通信功能的电力系统，以克服现有技术的问题。因此，本发明的电力系统包括：转换模块，包括多个转换单元，每个转换单元包括输入端、输出端及控制单元，且每个转换单元的输入端串联耦接交流电源。总线路径，耦接每个转换单元的输出端。通信模块，包括：多个耦合单元，每个耦合单元分别包括信号输入端与信号输出端，耦合单元以一个耦合单元的信号输出端耦接另一个耦合单元的信号输入端的方式串联耦接，且每个耦合单元的信号输出端对应地耦接每个转换单元的控制单元。及控制模块，耦接耦合单元中，串接头端的起始耦合单元的信号输入端。

为了解决上述问题，本发明提供一种应用于固态变压器结构的通信模块，以克服现有技术的问题。因此，本发明的通信模块，耦接转换模块中的多个转换单元与控制模块，且每个转换单元包括控制单元，通信模块包括：多个耦合单元，每个耦合单元分别包括信号输入端与信号输出端，耦合单元以一个耦合单元的信号输出端耦接另一个耦合单元的信号输入端的方式串联耦接，且每个耦合单元的信号输出端对应地耦接每个转换单元的控制单元。其中，耦合单元中，串接头端的起始耦合单元的信号输入端耦接控制模块。

为了能更进一步了解本发明为实现预定目的所采取的技术、手段及技术效果，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而说明书附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明三相电力系统的电路方框示意图；

图2为本发明应用于固态变压器结构且具有通信功能的电力系统的电路方框示意图；

图3为本发明通信模块耦接转换模块第一实施例的电路方框示意图；及

图4为本发明通信模块耦接转换模块第二实施例的电路方框示意图。

附图标记说明：