[发明专利]一种能量路由器

权利要求书

1.一种能量路由器，其特征在于包括中压配电网、AC/DC变换器、集中控制器、枢纽DC/DC变换器、终端DC/DC变换器、DC/AC变换器、分布式发电系统、直流负载、储能装置、交流负载、中压直流母线、低压直流母线和低压交流母线；所有变换器包含数据采集器；

所述中压配电网与AC/DC变换器连接，中压AD/DC变换器与中压直流母线连接，中压直流母线通过枢纽DC/DC变换器与低压直流母线连接，低压直流母线分别通过终端DC/DC变换器与分布式发电系统、直流负载和储能装置相连接，中压直流母线通过中压DC/AC变换器与低压交流母线连接，低压交流母线连接交流负载；集中控制器与AC/DC变换器、枢纽DC/DC变换器、（每个）终端DC/DC变换器、DC/AC变换器、分布式发电系统和储能装置连接，用于控制能量传输以及对储能装置安全性监测。

2.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于所述的枢纽DC/DC变换器由N个DC/DC模块输入端串联、输出端并联而成。

3.根据权利要求1或2所述的能量路由器，其特征在于所有变换器的电流采样装置与电压采样装置通过信号线与集中控制器的信号接收装置连接，集中控制器经信号处理后通过信号线发送控制信号给变换器的控制电路控制变换器工作。

4.根据权利要求3所述的能量路由器，其特征在于所有能量变换器与集中控制器的信息采集模块连接，信息经采集模块传输至数据处理模块，最终经处理模块处理后通过传输接口传送至云端以供集中控制器对能量路由器各个模块进行监测、分析及控制。

5.根据权利要求2所述的能量路由器，其特征在于所述的枢纽DC/DC变换器的控制方法包括如下步骤：

第一步：将N个DC/DC模块的输出功率相加后除以N，得到平均功率；

第二步：将各个DC/DC模块的功率与平均功率的差值输入至PI控制器，通过PI控制器输出各个DC/DC模块对应的移相角；

第三步：采集各个DC/DC模块输出端电压，将输出电压与给定参考值Uref求差，将差值输入PI控制器，PI控制器输出量经限幅进行移相计算，得到稳压控制移相角；

第四步：各个DC/DC模块对应的移相角分别与稳压控制的移相角相加，得到各个DC/DC模块分别对应的总移相角；

第五步：将各个DC/DC模块分别对应的总移相角反馈至其输入端，使用PS-PWM技术控制原边功率器件导通关断时机，控制DC/DC模块的功率因数。

6.根据权利要求2所述的能量路由器，其特征在于其能量控制方法包括如下步骤：

步骤a、由电压采集器采集低压直流母线电压，用电压比较器与其所设阈值比较，阈值包括上限阈值和下限阈值；

步骤b、集中控制器通过库仑计量法判断储能装置容量；

步骤c、当低压直流母线电压超过电压比较器上限阈值电压时，停止AC/DC变换器传输，枢纽DC/DC变换器反向传输、为交流负载供电；

步骤d、在步骤c的基础上，低压直流母线电压依然超出上限阈值时，控制与储能装置相连接的终端DC/DC变换器将能量流向改变为低压直流母线流至储能装置、为储能装置充电储能，当低压直流母线电压低于下限阈值时停止储能；同时集中控制器判断储能装置容量是否达到限制范围，储能装置容量已经达到限制范围时，由集中控制器发出控制信号控制分布式发电系统退出运行；

步骤e、当低压直流母线电压低于电压比较器下限阈值电压时，开启AC/DC变换器传输，控制与储能装置连接的终端DC/DC变换器将能量流向改变为储能装置至低压直流母线。