[发明专利]基于能源路由器的配电网系统及方法

说明书

一种基于能源路由器的新型配电网系统，该系统包括电力网、热力网、燃气网、配电变、户用型能源路由器、核心型能源路由器、分布式光伏、分布式风电、集中式光伏、集中式风电和负荷；户用型能源路由器方便了用户侧分布式电源的就地接入，实现了“即插即用”；核心型能量路由器作为该系统的控制主体，不仅负责集中式新能源的接入，还可根据需求实时调控该系统各个户用型能源路由器、热力网和燃气网，实现该系统的并网和孤岛运行。同时，该配电网结构将电力网、热力网、燃气网三网融合，以电为主体，互为补充，大幅提高了能源利用的多样性、经济性、控制的灵活性和系统运行的稳定性，实现了清洁能源接纳、节能减排的作用。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种基于能源路由器的新型配电网系统。

背景技术

随着化石能源的短缺、电力需求的持续增长以及电力市场的开放性正驱动电网朝着高效、灵活、智能和可持续发展，以适应未来的技术需求。可持续性是未来电网的基础特征，其本质表现为分布式电源尤其是可再生能源的规模化接入与应用。但是分布式电源的大量接入将对配电网造成广泛的影响，主要表现在：继电保护策略的复杂度加大影响网络的供电可靠性、电能质量问题突出、不利于电能供给侧和需求侧管理以及经济性差等。目前，虽然微电网技术的不断成熟为分布式电源接入提供了解决方案，但无法普及应用，原因有两点：一是储能技术仍有瓶颈，成本较高、无法大规模储存电力，二是分布式电源接入系统不够便捷，控制较为复杂。

近些年，得利于电力电子技术的快速发展，能源路由器应运而生。其具备很多优点：一是能够实现电压变换和能量双向流动，在配网中可以替代箱变；二是能够提供多样化的电能标准化接口，实现多种交、直流装置“即插即用”式接入，方便配电用户使用；三是具有良好的动态特性，可实现潮流多向流动的继电保护功能和短路故障隔离；能够实现对各个用户及分布式电源的数据采集，便于电能供给侧和需求侧管理。因此，在配电网中广泛应用能源路由器是未来的发展方向。

发明内容

发明目的：

为了解决能源路由器在配电网中的应用方式，本发明提供了一种基于能源路由器的新型配电网系统。

技术方案：

本发明是通过以下技术方案实施的：

一种基于能源路由器的新型配电网系统，其特征在于：该系统包括电力网1、热力网6、燃气网17、配电变2、户用型能源路由器3、7、10、核心型能源路由器14、分布式光伏4、11、分布式风电8、13、集中式光伏15、集中式风电16和负荷5、9、12；

电力网1通过配电变2与户用型能源路由器和核心路由器14相连，其中，户用型能源路由器为用户提供多种接口，分别与分布式光伏、分布式风电和交、直流负荷接口相连。

户用型能源路由器分为户用型能源路由器A3、户用型能源路由器B7和户用型能源路由器C10；分布式光伏分为分布式光伏A4和分布式光伏B11；分布式风电包括分布式风电A8和分布式风电B13；负荷分为负荷A5、负荷B9和负荷C12；

电力网1通过配电变2与户用型能源路由器A3、户用型能源路由器B7、户用型能源路由器C10以及核心路由器14相连，其中，户用型能源路由器A3连接分布式光伏分为分布式光伏A4和负荷A5，户用型能源路由器B7连接分布式风电A8和负荷B9，户用型能源路由器C10连接分布式光伏B11、分布式风电B13和负荷C12；方便用户“即插即用”。

核心型能源路由器14是系统的核心控制主体，核心型能源路由器14与集中式光伏15、集中式风电16和燃气网17冷热电三联产中的供电相连；不仅负责集中式新能源的接入，还可根据需求实时调控该系统各个户用型能源路由器、热力网和燃气网，使系统能量平衡，从而实现该系统的并网和孤岛运行。

热力网6与负荷A5、负荷B9和负荷C12相连；为供热负荷提供热能，可根据需求与电力网中的电负荷(空调或电暖气等)切换为用户供给热能。