[发明专利]一种交直流通用端口设备及转换方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及通信技术、电力传输技术领域，更具体地，涉及一种交直流通用端口设备及转换方法。

背景技术

能源互联网是综合运用先进的电力电子技术，信息技术和智能管理技术，将大量由分布式能量采集装置，分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来，以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。

目前，能源互联网运行时需要接入不同种类、不同规格的分布式可再生能源互联网设备，如风电、光伏、储能等。它们各自具有不同的能源生产特性，能够产生交直流等不同形式、不同幅度的电压和电流。如何将各种类型的分布式能源设备快速、有效的接入能源互联网是能源互联网需要解决的关键问题。

各种类型的能源设备接入能源互联网时需要进行能源转换。传统的控制器在处理各类型的能源设备的接入时，针对不同类型的能源设备需要通过复杂的交直流模拟转换设备(如传统A/D/A设备)或变压器装置实现能源的有效接入、转换和控制，并且每种转换都需要不同的设备，比如交流到直流的转换、直流到交流的转换，这样会导致设备的多样性且复杂度增加，同时带来了一定的能源损耗，没有一个通用的能源转换的设备或通用的转换方法。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的交直流通用端口设备及转换方法。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种交直流端口设备，包括交流交流转换模块、直流直流转换模块、交流直流转换模块、直流交流转换模块以及开关控制模块；

所述交流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制且进行滤波，将输入的交流信号转换为目标频率的交流信号输出；

所述直流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波，将输入的直流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；

所述交流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制，将输入的交流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；

所述直流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波且进行滤波，将输入的直流信号转换为目标频率的交流信号输出；

所述开关控制模块，用于进行开关切换，以实现所述交直流端口设备进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换。

进一步，所述交直流端口设备还包括直流输入端口、直流/单相交流输出端口、交流输入端口、交流输出端口和直直变换输出端口；

所述开关控制模块，进一步用于：

闭合所述直流输入端口和所述交流输出端口对应开关，以实现直流到交流的转换；或者

闭合所述交流输入端口与所述直流/单相交流输出端口对应开关，以分别实现交流到直流的转换或交流到交流的转换；或者

闭合所述直流输入端口和所述直直变换输出端口对应开关，以实现直流到直流的转换。

进一步，所述交直流端口设备还包括：与所述交流输出端口并联的低通滤波器；

所述低通滤波的一端连接PWM调制解调电路，另一端通过输出端口连接用户设备，用于滤除直流到交流转换过程中的杂波。

进一步，所述交流交流转换模块，进一步用于：先将输入的交流信号通过PWM调制形成目标频率对应的直流信号，然后通过低通滤波器恢复成所述目标频率的交流信号，并进行输出；

所述直流直流转换模块，进一步用于：将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以实现直流信号幅度与占空比的变化，从而获得目标幅度与占空比的直流信号，并进行输出；

所述交流直流转换模块，进一步用于：基于输入的交流信号，对电路开关器件的通断进行控制，获得一系列幅值相等的脉冲；基于PWM调制技术，按预定规则对各脉冲的宽度进行调制，从而获得目标幅度和占空比的直流信号，并进行输出。

所述直流交流转换模块，进一步用于：先将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以改变直流信号的电压、占空比和等价交流信号频率；然后基于面积等效原理，将斩波后的信号通过目标频率的低通滤波器，从而获得目标频率的交流信号，并进行输出。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供一种基于交直流端口设备的交直流转换方法，包括：

利用所述交直流端口设备将能源设备接入网络，建立通信链路和能源连接链路；

根据所述能源设备的设备型号、电能格式和电信号频率，对经过所述能源设备的电信号进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换。