[发明专利]不依赖通信的多模式电能路由器及其无缝切换控制方法

权利要求书

1.一种不依赖通信的多模式电能路由器的无缝切换控制方法，其特征在于，所述电能路由器包括四个控制端口，分别与光伏变换器、储能变换器以及电力电子变压器中的并网逆变器、负载逆变器相连；其中，并网逆变器和负载逆变器相连的直流母线为电力电子变压器的开放公共直流母线，光伏阵列和蓄电池组分别通过光伏变换器和储能变换器与该公共直流母线相连；

电力电子变压器选择在并网逆变器和直流母线之间插入双有源桥实现隔离或电压升降匹配；

所述电能路由器的无缝切换控制方法，包括：储能变换器启动并稳定直流母线电压；光伏变换器采用正向扰动观测方式来实现最大功率点跟踪模式，并当输出电压超过阈值后采用反向扰动观测方式来实现限制功率运行模式；并网逆变器在并网、孤岛和封锁三种模式之间切换；负载逆变器根据需要稳定输出电压或进入限制功率模式；

所述电能路由器在功率调节模式和电压调节模式之间切换；在功率调节模式下，由并网逆变器调节网侧的有功和无功输出，响应电网侧的需求，实现削峰填谷的经济运行功能；在电压调节模式下，调节直流母线电压，由电网间接实现对直流母线的支撑，光伏以最大功率输出，电池系统自动转入浮充状态，实现对负载的最大不间断供电；

所述公共直流母线电压在启动或离网时由储能变换器稳定，光伏功率过剩时由光伏变换器箝位，并网时根据需要由电力电子变压器的并网逆变器间接调整；在多模式工况下的稳定控制不需要光伏变换器、储能变换器和电力电子变压器之间的通信协同，由系统根据功率状态和直流母线的电压状况自治切换；

启动并网逆变器，以下垂电压和频率模式运行，调整并网逆变器的等效d轴电压和频率值完成同步；并网运行后根据运行要求选择调整系统的有功、无功、或内部母线电压，并在调功率和调电压之间实时切换。

2.根据权利要求1所述不依赖通信的多模式电能路由器的无缝切换控制方法，其特征在于，所述储能变换器采用抗饱和PI控制器进行双环控制，内环控制充放电电流整定，外环控制输出母线电压。

3.根据权利要求1所述不依赖通信的多模式电能路由器的无缝切换控制方法，其特征在于，所述并网逆变器在V-P和Q-f下垂曲线上叠加功率控制环或直流母线电压控制环，且能平滑切换。

4.根据权利要求1所述不依赖通信的多模式电能路由器的无缝切换控制方法，其特征在于，在电压调节模式下，并网逆变器控制部分叠加的直流母线电压控制环会提高并稳定公共直流母线电压，对直流母线电压的稳定控制权由储能系统自治转换到电力电子变压器。

5.根据权利要求1所述不依赖通信的多模式电能路由器的无缝切换控制方法，其特征在于，所述直流母线电压在接多个储能系统时的外环控制输出给定由母线电压设定值和储能变换器输出电流构成的改进下垂曲线决定。