[实用新型]电能路由器及微电网结构

权利要求书

1.一种电能路由器，其特征在于，包括：低压直流端、三相交流端、高压直流端和三相支路；其中，每相支路分别包括有一个整桥臂电路，每个整桥臂电路包括有一个上桥臂电路和一个下桥臂电路，上桥臂电路由N个半桥模块和一个上桥臂电感依次串联组成，下桥臂电路由一个下桥臂电感和N个半桥模块依次串联组成，上桥臂电感与下桥臂电感直接连接且上桥臂电感与下桥臂电感之间的连接点称为桥臂中点；

其中，每个半桥模块包括一个半桥结构以及位于直流侧的低压蓄电池组；每个半桥模块的直流侧电压为U^*_SM，每个半桥模块的直流侧输出电压端为电能路由器的低压直流端；

其中，每个半桥结构由上下连接的两个IGBT管组成，当位于上方的IGBT管开通，位于下方的IGBT管关断时，与该半桥结构对应的半桥模块的交流端输出电压U_ab＝U^*_SM；当位于上方的IGBT管关断，位于下方的IGBT管开通时，与该半桥结构对应的半桥模块的交流端输出电压为U_ab＝0；每相支路通过控制每个半桥模块中两个IGBT管的通断实现整桥臂输出电压U_arm从0～N*U^*_SM之间阶梯变化；所述电能路由器还包括调制变压器，所述调制变压器的输入端与三相的桥臂中点连接，所述调制变压器的输出端为所述电能路由器的三相交流端；

三相支路整流桥臂的公共直流侧输出电压端为电能路由器的高压直流端。

2.根据权利要求1所述的电能路由器，其特征在于，所述半桥模块的直流侧还设置有支撑电容。

3.根据权利要求1所述的电能路由器，其特征在于，上桥臂电感与下桥臂电感的电感值相同。

4.根据权利要求1所述的电能路由器，其特征在于，所述电能路由器的三相交流端的输出电压为：U_cabc＝MU_dc cosω₀t；

其中，U_cabc为电能路由器的三相交流端的输出电压，M为所述调制变压器的调制比，ω₀t为所述调制变压器的调制相位，U_dc为每相支路的整桥臂输出电压。

5.根据权利要求1所述的电能路由器，其特征在于，所述N为6。

6.根据权利要求1～5任一项所述的电能路由器，其特征在于，每个半桥模块的直流侧电压U^*_SM为60V。

7.一种微电网结构，其特征在于，包括：380V/220V交流母线、336V直流母线、-48V直流母线以及至少一个如权利要求1～6任一项所述的电能路由器；

其中，所述380V/220V交流母线与电能路由器的三相交流端连接，所述336V直流母线与电能路由器的高压直流端连接，所述-48V直流母线与电能路由器的低压直流端连接。

8.根据权利要求7所述的微电网结构，其特征在于，所述微电网结构还包括：双向交直流电力电子变换器和双向直流变换器；

所述双向交直流电力电子变换器分别与380V/220V交流母线以及336V直流母线连接；

所述双向直流变换器分别与336V直流母线以及-48V直流母线连接。

9.根据权利要求7所述的微电网结构，其特征在于，所述微电网结构还包括：交流市电接入模块、柴油发电机组模块、交流负载模块、高压直流负载模块、336V蓄电池组模块、低压直流负载模块和-48V蓄电池组模块；

所述交流市电接入模块、所述柴油发电机组模块、所述交流负载模块与380V交流母线连接；

所述高压直流负载模块和所述336V蓄电池组模块与336V直流母线连接；

所述低压直流负载模块和所述-48V蓄电池组模块与-48V直流母线连接。

10.根据权利要求7所述的微电网结构，其特征在于，所述微电网结构还包括：光伏供电模块和风力供电模块，所述光伏供电模块和风力供电模块与336V直流母线连接。