[发明专利]源储荷优化管理的能源路由器拓扑装置与控制方法

权利要求书

1.一种源储荷优化管理的能源路由器拓扑装置的控制方法，该源储荷优化管理的能源路由器拓扑装置，包括能量管理与控制中心、AC/DC变换器、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器、直流母线、一个通讯端口和四个端口；所述的AC/DC变换器经第一端口接入交流配电网与交流负载的连接处，所述的AC/DC变换器的另一端与所述的直流母线相连；所述的第一DC/DC变换器的一端与能源路由器的直流母线相连，另一端经第二端口与分布式电源的直流输出端相连；所述的第二DC/DC变换器的一端与所述的直流母线相连，另一端经第三端口与储能电池相连；所述的第三DC/DC变换器的一端与所述的直流母线相连，另一端经第四端口与直流负载相连，所述的能量管理与控制中心的通讯端与所述的AC/DC变换器、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器、电网电压监测、交流负载信息采集、上级调度对应的通讯端口相连；其特征在于该方法包括下列步骤：

1)电网高峰期，能源路由器控制分布式电源、储能电池放电输出功率，不足部分功率由电网提供；能量管理与控制中心通过通讯口测量交流负载功率P_lac，直流负载功率P_ldc，控制分布式电源功率P_DG、储能充放电功率P_ESS，设AC/DC变换器经第一端口的输出功率为P_r，对分布式电源进行最大功率跟踪控制，则能源路由器第一端口的输出功率P_r＝P_DG+P_ESS-P_ldc≤P_lac，且约束条件为：

其中，k₁，k₂，k₃为系数，其值大于0.1小于2；

2)电网低谷期，交流负载由配电网供电，储能电池处于充电控制；能量管理与控制中心通过控制分布式电源功率P_DG、储能充放电功率P_ESS，满足P_r+P_DG＝P_ESS+P_ldc，且约束条件为：

通过上述约束条件得到储能充放电功率P_ESS值，第二DC/DC变换器根据P_ESS值控制储能充放电功率；

3)根据上级调度指令，要求输出功率P_r，则控制分布式电源功率P_DG、储能充放电功率P_ESS，满足P_r＝P_DG+P_ESS-P_ldc，这时，分布式电源不做最大功率跟踪控制；

第一DC/DC变换器直接对分布式电源做最大功率跟踪控制，其输出为P_DG；

得到储能充放电功率P_ESS值，第二DC/DC变换器根据P_ESS值控制储能充放电功率；

4)实现损耗最小、分布式电源利用率最大、供电质量最高，所述能源路由器总损耗最小的优化目标如下：

min Total_loss＝Loss₁+Loss₂+Loss₃+Loss₄

其中，Loss₁、Loss₂、Loss₃、Loss₄分别是AC/DC变换器、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、DC/AC变换器、第三DC/DC变换器的损耗，Total_loss是所述能源路由器的总损耗；在实现总损耗最小的目标下，得到各Loss₁、Loss₂、Loss₃、Loss₄各变换器损耗值，根据各变换器的损耗值，确定各变换器的功率值；

5)电网故障时，所述的能量管理与控制中心检测到电网故障且供电开关跳开，该装置转换所述的AC/DC变换器控制功能，由功率控制转换为V/f控制，为交流负载供电，控制储能，使其输出相应的功率，满足：

P_lac＝P_DG+P_ESS-P_ldc

其中，P_lac为交流负载功率。