[发明专利]一种能量流分层控制的储能型能量路由器

说明书

本发明公开了一种能量流分层控制的储能型能量路由器，包括：三相整流桥，其交流端连接电网，三相整流桥的直流端为高压侧直流母线；直流变换器，其第一端连接在高压侧直流母线，直流变换器的第二端为低压侧直流母线；传输接口，其连接在低压侧直流母线上，传输接口上设置有双向逆变电路；储能稳压电容C1，其负极选择性连接低压侧直流母线正极或负极，储能稳压电容C1正极选择性连接双向逆变电路的输入端或输出端，且储能稳压电容C1负极连接低压侧直流母线正极和储能稳压电容C1正极连接双向逆变电路的输入端不能同时发生。本发明的能量路由器能量流可在各个接口设备和直流母线以及电网之间达到平衡，提升电能使用率。

技术领域

本发明属于能源互联网技术领域，特别是一种能量流分层控制的储能型能量路由器。

背景技术

能源互联网是以电力网为基础，利用电力电子技术、信息技术和智能控制技术将电力网、化石燃料网、可再生能源网、分布式储能网等产生或消耗能源的多种网络融合一体而形成的能源高效利用、能量双向流动的能量交换与共享网络。其中，电力网是能源互联网实现能量交换与共享的重要载体和关键枢纽。

所谓能量路由器是指可以连接两个或以上交流或直流电力网络节点，且能对所连接的不同电网节点之间的电能进行实时调节、分配与主动控制的新型智能化电气设备，是能源互联网中最核心的设备之一。

能量路由器中供电电源种类繁多，可控程度不同，同时配电网中的微电网部分还存在并网运行与孤岛运行、黑启动等多种运行状态，因此，要求直流配电网中的各供电电源与负载进行分层协调控制策略。在能量分配层面，需要厘清各能量接口单元功率与直流母线电压之间的平衡关系，从而梳理出能量路由器的工作模态，以维持路由器内部功率平衡。在端口接入层面，分别针对蓄电池、超级电容、风力发电、光伏电池板的工作特性，定制化端口接入策略，使各个端口保持稳定工作，并工作在性能和效益的最优区间。

目前，能量路由器在多种接口之间能流分配问题上存在较多的问题，主要体现在多接口能流对直流母线的冲击，能流无法在各个接口之间进行有效的内部消耗，造成电压干扰、对电网冲击。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种能量流分层控制的储能型能量路由器，将各个接口上产生的电能缓冲至低压侧直流母线上的储能稳压电容C1上，再由储能稳压电容C1进行串联充电、并联放电的方式将储能稳定的示范至低压侧直流母线上，如经储能稳压电容C1释放的电能大于接口设备上的电能消耗时，则控制直流变换器和三相整流桥动作，将储能稳压电容C1释放的电能传送至电网或第一储能电容C2中，通过本发明的能量流分层控制策略，将路由器直流母线上的电压稳定在一个均衡可控的范围，减少能量损耗，提升能流的就地使用和效率。

为了实现根据本发明的目的，提供了一种能量流分层控制的储能型能量路由器，包括：

三相整流桥，其交流端连接电网，所述三相整流桥的直流端为高压侧直流母线；

直流变换器，其第一端连接在所述高压侧直流母线，所述直流变换器的第二端为低压侧直流母线；

传输接口，其连接在所述低压侧直流母线上，所述传输接口上设置有双向逆变电路；以及

储能稳压电容C1，其负极选择性连接所述低压侧直流母线正极或负极，所述储能稳压电容C1正极选择性连接所述双向逆变电路的输入端或输出端，且储能稳压电容C1负极连接低压侧直流母线正极和储能稳压电容C1正极连接双向逆变电路的输入端不能同时发生。

优选的，所述三相整流桥为双向全桥整流电路，所述高压侧直流母线之间设置一第一储能电容C2，所述低压侧直流母线之间设置一第二储能电容C3。