[发明专利]一种复合型能量路由器及控制方法

说明书

本发明提供了一种复合型能量路由器及控制方法，包括：至少5个绕组的多绕组变压器(1)、双绕组变压器(2)和至少4个整流器(3)；所述多绕组变压器(1)的第1绕组与双绕组变压器(2)串联接入交流电网，所述双绕组变压器(2)与第1整流器连接；所述多绕组变压器(1)的第2绕组为低压交流端口；所述多绕组变压器(1)的第3绕组与第4整流器连接，所述第4整流器为高品质低压交流端口；所述多绕组变压器(1)的第4绕组与第3整流器连接，所述第3整流器为低压直流端口；所述多绕组变压器(1)的第5绕组与第2整流器连接，所述第2整流器为高压直流端口；所述第1整流器与所述第2整流器背靠背连接，生成中压直流端口。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种复合型能量路由器及其控制方法。

背景技术

电力系统由于大量分布式电源、各类电力电子装置等的接入，开启了电力电子化进程，并对电力系统的安全稳定运行带来极大挑战。伴随着非线性负荷的激增，严重影响供电电能质量，与敏感性负荷用户对高质量电力定制的诉求背道而驰，导致电能质量问题日益突出，而配电系统首当其冲。

配电系统中的传统配电变压器因功能过于单一越来越难以满足电力系统的要求，并存在体积、重量大，污染严重；空载损耗较高；无法隔离故障；带非线性负载时，畸变电流及谐波对电网造成污染等诸多缺点；在原有配电网中加装各类电能治理装置更加剧了配电网结构的复杂性。因此，电力电子变压器(Power Electronic Transformer，PET)应运而生并得到广泛研究。PET通过电力电子变换技术和高频变压器实现电压灵活变换、潮流控制、无功补偿以及电能质量治理，并提高功率密度，有望成为未来智能配电系统中的核心装置。但PET多级变换导致其效率相对较低，可靠性有待考究，并且其电压等级、容量受制于功率器件/模块，成本昂贵。

发明内容

为了解决现有技术中传统配电变压器功能单一，并存在体积、重量大，污染严重；空载损耗较高；无法隔离故障；带非线性负载时，畸变电流及谐波对电网造成污染等诸多缺点。而新型PET却存在效率相对较低，可靠性有待考究，并且其电压等级、容量受制于功率器件/模块，成本昂贵等弊端，本发明提供一种复合型能量路由器。

本发明提供的技术方案是：一种复合型能量路由器，包括：

至少5个绕组的多绕组变压器(1)、双绕组变压器(2)和至少4个整流器(3)；

所述多绕组变压器(1)的第1绕组与双绕组变压器(2)串联接入交流电网，所述双绕组变压器(2)与第1整流器连接；

所述多绕组变压器(1)的第2绕组为低压交流端口；

所述多绕组变压器(1)的第3绕组与第4整流器连接，所述第4整流器为高品质低压交流端口；

所述多绕组变压器(1)的第4绕组与第3整流器连接，所述第3整流器为低压直流端口；

所述多绕组变压器(1)的第5绕组与第2整流器连接，所述第2整流器为高压直流端口；

所述第1整流器与所述第2整流器背靠背连接，生成中压直流端口。

优选的，所述整流器(3)为AC/DC变流器。

优选的，所述背靠背交流器，还包括：2个LC滤波单元和中间直流稳压单元；

所述LC滤波单元分别连接在第1整流器和第2整流器的两端，所述中间直流稳压单元并联在所述第1整流器与第2整流器之间；

中压直流端口并联在所述中间直流稳压单元两侧，用于连接中压直流负荷，并接受分布式电源的接入。

优选的，所述多绕组变压器(1)为三相工频变压器或单相工频变压器。