[发明专利]基于隔离四端口变换器互联构成的能量路由器及变换器

说明书

本发明提供了一种基于隔离四端口变换器互联构成的能量路由器及变换器，该能量路由器包括多个隔离四端口变换器、环形公共母线和储能系统，多个隔离四端口变换器通过第一端口和第三端口首尾串联连接以形成环状结构：多个隔离四端口变换器的第二端口均与环形公共母线连接，储能系统与环形公共母线连接，储能系统与多个隔离四端口变换器之间可实现电能交换，任意两个相邻的隔离四端口变换器以及任意两个相邻的隔离四端口变换器的第二端口之间的环形公共母线的直流母线段形成一个配电分区，配电分区中的直流母线段用于连接第二负载。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中变换器过多且接口变换器不具有电气隔离功能的技术问题。

技术领域

本发明涉及变换器技术领域，尤其涉及一种基于隔离四端口变换器互联构成的能量路由器及变换器。

背景技术

现有技术中，多路电源或者负载均通过各自的电源变换器以共直流母线的方式连接在公共的直流母线上，以此实现电能的传输和调控。一方面使得系统中存在数量较多的变换器，另一方面由于所采用的接口变换器不具有电气隔离功能，因而难以消除传导性干扰对敏感负载的负面影响等。

发明内容

本发明提供了一种基于隔离四端口变换器互联构成的能量路由器及变换器，能够解决现有技术中变换器过多且接口变换器不具有电气隔离功能所导致的传导性干扰对敏感负载的负面影响的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种基于隔离四端口变换器互联构成的能量路由器，能量路由器包括多个隔离四端口变换器、环形公共母线和储能系统，任一隔离四端口变换器均包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，多个隔离四端口变换器通过第一端口和第三端口首尾串联连接以形成环状结构，任一隔离四端口变换器的第一端口与位于其一侧的相邻的隔离四端口变换器的第三端口连接，任一隔离四端口变换器的第三端口与位于其另一侧的相邻的隔离四端口变换器的第一端口连接：多个隔离四端口变换器的第二端口均与环形公共母线连接，储能系统与环形公共母线连接，储能系统与多个隔离四端口变换器之间可实现电能交换，多个隔离四端口变换器的第四端口均用于连接第一负载或电源，任意两个相邻的隔离四端口变换器以及任意两个相邻的隔离四端口变换器的第二端口之间的环形公共母线的直流母线段形成一个配电分区，配电分区中的直流母线段用于连接第二负载，第二负载可从任意两个相邻的隔离四端口变换器、其他隔离四端口变换器的冗余功率或储能系统中获取电能。

进一步地，任一隔离四端口变换器的第二端口的端口电压v_p的取值范围为v_pmin≤v_p≤v_pmax，其中，v_pmin为预设的环形公共母线电压值的下限值，v_pmax为预设的环形公共母线电压值的上限值。

进一步地，能量路由器根据任一配电分区的负载端电压控制与配电分区中的相邻的两个隔离四端口变换器的工作模式。

进一步地，能量路由器根据任一配电分区的负载端电压控制与配电分区中的相邻的两个隔离四端口变换器的工作模式具体包括：将相邻的两个隔离四端口变换器中的其中一个隔离四端口变换器的第一端口作为负载供电的主端口，将另一个隔离四端口变换器的第一端口作为负载供电的从端口；主端口持续向第二负载进行供电，检测配电分区的负载端电压，能量路由器根据负载端电压控制从端口处于限流工作模式或并联工作模式。

进一步地，能量路由器根据负载端电压控制从端口处于限流工作模式或并联工作模式具体包括：当负载端电压大于或等于设定负载端电压时，从端口被限制进行电流输出；当负载端电压小于设定负载端电压时，从端口与主端口处于并联工作模式以共同向负载进行供电。

进一步地，能量路由器还包括双向DC/DC变换器，储能系统通过双向DC/DC变换器与环形公共母线连接。