[发明专利]多端口能量路由器

说明书

一种多端口能量路由器，其特征在于，首先提出双直流母线的正负环网，即正负375V直流环网母线，目的是为构建出375V/750V双直流母线系统；通过第四端口隔离直流变换器与储能设备协调运行，实现平抑375V/750V双直流母线系统中两条直流母线功能，提高系统供电质量，同时通过对第四端口隔离直流变换器的两个端口功率控制，实现两条直流母线的电能交互，保持两条直流母线在不同负载下仍能够维持在375V和750V；在构建的375V/750V双直流母线系统上，由若干不同的变换器作为端口将公共电网、风力发电、储能设备、光伏发电、交流负载、直流负载连接起来，再通过能量管理器控制各个端口协调运行。

技术领域

本发明所属直流微电网和能源互联网领域，涉及多端口能量路由器产品开发。

背景技术

借鉴Internet中数据交换设备“路由器”的设计理念，“能量路由器”的概念也被提了出来，能源互联网在能源接入、能源控制和能量传输方面的研发开始活跃起来，以能够实现能源网络互联、调度和控制。

能量路由器是能源互联网的关键技术，是一种在现有电网基础上，基于先进的电力电子技术和信息网络技术，提供灵活多样的电气接口，实现大量分布式可再生能源发电设备、储能设备、各种用电负载接入电网，并且具有通讯和智能决策能力，实现对电力网络能量流、信息流主动管理的智能电力设备。

未来能源互联网将呈现交流电网、直流电网和交直流混合电网并存的形态，能量路由器在不同的电网组网中，要实现交流电、不同电压等级的直流电并网。

路由器进行研究探索，还没有统一的实施标准。

关于能量路由器尚没有成熟的产品，当前大多为实验样机阶段，现阶段的技术主要有以下两种：

一、采用多端口的高频变压器，通过高频变压器的控制实现产品多个端口的能量交互。该方法存在变压器制造难度大，功率小、效率低的缺点。

二、将多个电力电子装置使用一条直流母线连接，通过对多个电力电子装置的控制实现多个端口的能量交互。该方法的缺点是当大功率情况下，如果源节点和负载节点的距离较大，会产生较大的电流损耗、发热严重，同时会增加制造成本。另外单一直流母线只能支持与之相应电压等级的设备，设备兼容性差。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术不足，公开一种多端口能量路由器产品设计。

本发明技术方案的设计实现，首先提出双直流母线的正负环网，即正负375V直流环网母线，目的是为构建出375V/750V双直流母线系统；通过第四端口隔离直流变换器与储能设备协调运行，实现平抑375V/750V双直流母线系统中两条直流母线功能，提高系统供电质量，同时通过对第四端口隔离直流变换器的两个端口功率控制，实现两条直流母线的电能交互，保持两条直流母线在不同负载下仍能够维持在375V和750V；在构建的375V/750V双直流母线系统上，由若干不同的变换器作为端口将公共电网、风力发电、储能设备、光伏发电、交流负载、直流负载连接起来，再通过能量管理器控制各个端口协调运行。

技术方案：

一种多端口能量路由器，其特征在于，包括第一端口模块化换流器、第二端口模块化离网逆变器、第三端口模块化风电变流器、第四端口隔离直流变换器、第五端口隔离光伏变换器、第六端口交错式直流变换器、能量管理器、两个直流母线，通过内部连接将正负直流母线连接为正负环网，即正负375V直流环网母线；所述第一端口模块化换流器、第二端口模块化离网逆变器、第三端口模块化风电变流器、第四端口隔离直流变换器、第五端口隔离光伏变换器、第六端口交错式直流变换器通过各自的连接端口接入两个环状直流母线进行能量交互，并通过通讯总线与能量管理器连接进行能量管理。