[发明专利]一种模块化能量路由器系统

说明书

本发明涉及一种模块化能量路由器系统，包括母体柜和多个即插即用模块，所述母体柜包括直流母线、交流母线、主变流器、扩展变流器、储能电池、DC/DC变换器；所述直流母线通过主变流器连接交流母线，主变流器负责直流母线以及交流母线的电压稳定；直流母线还通过扩展变流器连接交流母线，所述主变流器和扩展变流器均为DC/AC变换器，扩展变流器用于扩展母体柜的功率支撑能力；所述母体柜备还设置有储能电池，其通过DC/DC变换器接入直流母线，提供备用能量，保障母体柜直流母线、交流母线处于正常范围以内，保障交、直流制氢负荷的稳定工作；所述母体柜提供多组连线，每一组可以接入一个即插即用模块，所述每一组的连线包括直流母线连线与交流母线连线。

技术领域

本发明涉及制氢及能源领域，具体涉及一种集成可再生能源/氢能的模块化能量路由器系统。

背景技术

在我国北方高寒地区如吉林、蒙东等地，长达数月的冬季低温环境制约了电动汽车在北方高寒地区的推广应用。氢燃料汽车、氢能公共交通具有续时里程长、低能耗、适应低温环境等技术优势，逐步成为高寒地区城市中绿色交通的重要载体和发展趋势。而这些地方的太阳能与风能等可再生能源分布广泛、资源丰富，利用可再生能源互补制氢成为重要的能源利用方式。近年来，相关学者提出了交直流混合微网、能量路由器技术，降低交直流变换环节，将可再生能源通过直流微网进行集成，在一定程度上为实现可再生能源互补制氢提供了有效的技术手段。

专利“一种面向小型微电网的能量路由器”201921088341.3涉及一种面向小型微电网的能量路由器，包括：交流母线、一条直流母线、一个交直流双向变换器、储能模块、电网端口、分布式电源端口、电源负荷端口和主控制器，以在实现提高分布式能源的自我消纳、减少对电网负面影响的同时，保证有特殊电力需求的重要负荷的供电。

现有方法侧重于单个交流系统集成难以满足交/直流不同电压形式以及不同电压等级的多种制氢负荷需求，或者变流器外置使得系统的可扩展性较差，缺乏多端口模块化的应用推广优势。

发明内容

本发明针对这一新问题，提出一种集成可再生能源/氢能的模块化能量路由器系统，所述模块化能量路由器系统由母体柜和即插即用模块构成。母体柜提供多组连线(直流母线连线与交流母线连线组合为一组，通过变流器连接)，每一组可以并联接入一个即插即用模块。

本发明的方案为：一种模块化能量路由器系统，包括母体柜和多个即插即用模块，其中，所述母体柜包含直流母线、交流母线、主变流器、扩展变流器、储能电池、DC/DC变换器；

所述直流母线通过主变流器连接交流母线，主变流器负责直流母线以及交流母线的电压稳定；直流母线还通过扩展变流器连接交流母线，所述主变流器和扩展变流器均为DC/AC变换器，扩展变流器用于扩展母体柜的功率支撑能力；

所述母体柜还设置有储能电池，其通过DC/DC变换器接入直流母线，提供备用能量，保障母体柜直流母线、交流母线处于正常范围以内，保障交、直流制氢负荷的稳定工作；

所述母体柜提供多组连线，每一组对应接入一个即插即用模块，所述每一组的连线包括直流母线连线与交流母线连线。

进一步的，所述即插即用模块，包括第一交流接口、第一直流接口、第二直流接口、第三直流接口、第四直流接口、交流微网接口、备用油机接口、公用电网接口、交流制氢接口、直流母线接口、交流母线接口；以及第一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，第四DC/DC变换器，第一DC/AC变换器。

进一步的，还包括第一直流总线，第二直流总线，第三直流总线，交流总线；

以及包括第一～第五直流开关；

以及包括第一～第四交流开关。

进一步的，所述即插即用模块中，风力发电经过第一交流接口1连接第一AC/DC变换器，并经第一AC/DC变换器连接第一直流总线。