[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

说明书

一种源储荷优化管理的能源路由器拓扑与控制，它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、直流母线和四个端口；该装置接入带交流负载的配电网，该装置直接连接光伏组件或风电等分布式电源的直流输出、储能电池、直流负载，对光伏发电、风电等分布式电源进行最大功率控制，省掉了分布式电源的并网逆变环节；进行储能充放电控制，平抑峰谷差；当配电网故障时，该装置自动进行离并网切换，对交流负载进行供电；能量管理与控制中心负责各个端口的能量管理，对各端口进行功率控制，实现源储荷能源的优化路由管理。能量管理与控制中心接收上级配电网的调度指令，控制能源路由器输给配电网的功率满足调度的要求。具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及能源路由器，特别是一种源储荷优化管理的能源路由器拓扑装置与控制方法。

背景技术

随着电力改革和市场化的推进，未来电能交易将越来越自由灵活。由于新能源发电渗入配电终端，以往的终端用户可在负载和源之间切换，电力系统配电将从现在的“一对多”架构逐渐向“多对多”的形式转变，且每个终端可以在买方和卖方之间任意切换，电能流动的多样化大大增加。为了将电能定量、定点、定时地准确调度，电网的各个终端和节点均需要实现能量的主动调度管理，实现能量流的准确可控。而传统的电力系统和电力设备往往被动地调节功率平衡，对功率流的主动控制与分配较为困难。

因此，不同能源体系的条块分割、能源生产与消费需求的长期割裂是造成能源利用效率低效的重要因素，同时造成了可再生能源的消纳困难；通过不同能源形式的互联互补、生产与消费环节的有机贯通，才能提高诸能源的综合利用效率、提高可再生能源的发展水平。

为了满足未来电网对电能控制的复杂性和多样性要求，未来电网将在局部消纳的基础上，以微网、智能小区为自治单元，形成自下而上的能量单元的互联。因此，基于电力电子变换的能源路由器能够实现能量的高效接入和利用，将成为未来电网的核心部件，正受到越来越多的学者的重视。能源路由器是一种集成融合了信息技术与电力电子变换技术、实现分布式能量的高效利用和传输的电力装备。电力电子变换技术使电能路由器为各种类型的分布式电源、储能设备和新型负载提供所需的电能接口形式，包括各种电压、电流量的直流或交流形式等。同时，由于电力电子装置的高可控性，配电网络内各节点的能量流方向和大小可按用户所需精确地控制，为电力市场化的实现提供技术基础。信息技术使电能路由器实现智能化，配电网在其控制下实行自律运行，上层电力调度中心只需向网内发送较长时间尺度的优化运行参数，以实现全网的优化运行。能源路由器可作为电力局域网与主干网的交互接口，一方面负责局域网内部各个设备的运行和能量管理，同时接收上层电力调度中心的指令并上传局域网的运行状态。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种源储荷优化管理的能源路由器拓扑与控制。该发明给出了能源路由器多功能的拓扑结构与控制方法，可接交直流负载，直接连接光伏组件或风电等分布式电源的直流输出电压，省掉分布式电源的并网逆变器，通过储能的充放电控制，对能量路由进行优化管理。

本发明的技术解决方案如下：

一种源储荷优化管理的能源路由器拓扑装置，其特点在于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变换器经端口1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，另一端经端口2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，另一端经端口3与储能电池相连；所述的第三DC/DC变换器3的一端与所述的直流母线相连，另一端经端口4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。