[发明专利]一种能量路由器

说明书

一种能量路由器，涉及电能分配装置，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；中压配电网与AC/DC变换器连接，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。本发明具有可对底层设备进行直接能量管理、能量可根据供需关系流动，高配电效率和高安全性等优点。

技术领域

本发明涉及电能分配装置，具体是一种基于直流母线电力电子变压器的集中式能量路由器。

背景技术

近些年来，分布式发电技术已经逐步发展到了一个比较成熟的阶段。现有的大电网供电系统存在着多种缺陷，例如有一个故障点可能会导致大面积停电、易受战争或恐怖势力破坏，对于用户负荷变化无法灵活跟踪所导致的成本飙升等。

能源路由器主要由电力电子变换器和集中控制器为核心的控制系统组成；能量路由器可以将某地区分布式发电系统与用户负载及电网主网连接起来，控制用户负载正常工作，使能源得到高效利用，也使得整个区域电网更加稳定。使用能量路由器对大电网与分布式电源进行结合配置，可以有效解决大电网供电系统存在的缺陷，组建能量路由器符合能源高效利用以及电网合理利用的基本需求。

现有的能量路由器多为松散型能量路由器，其本质为能量被动路由，内部各部分按照设定进行控制，相互间通信受限，无法实现灵活高效的能量分配，且适用情况单一。现有的能量路由器大部分只能实现能量单一流动，供需关系不易平衡。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种对于底层设备进行直接能量管理、能量可根据供需关系流动，高配电效率和高安全性的能量路由器。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

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。

本发明中所述的枢纽DC/DC变换器由N个DC/DC模块输入端串联、输出端并联而成。

本发明中所有变换器（AC/DC变换器、枢纽DC/DC变换器、终端DC/DC变换器、DC/AC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。

本发明中所述能量路由器的所有能量变换器（AC/DC变换器、枢纽DC/DC变换器、终端DC/DC变换器、DC/AC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。实现该能量路由器的信息传输。

本发明中所述的枢纽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；