[发明专利]基于多电源-多电压等级负荷家用智能能量路由器装置

摘要

一种基于多电源‑多电压等级负荷家用智能能量路由器装置，包括能量路由器、MPPT最大功率跟踪DC‑DC模块、储能双向DC‑DC模块、发电机AC‑DC模块、分布式光伏电池、燃气发电机、静态开关QF1、QF2和实时调度顶层服务器。本发明能量路由器装置不仅能够实现变压功能，还能提供各种电能形式的标准化接口，能实现包括分布式发电装置在内的各种交直流电力设备的接入；能够对各端口的电压电流进行实时控制，实现能量管理、潮流调度等电网需求。本发明能量路由器装置的动态特性良好，具有应对短路故障、完成低压穿越等功能；能完成电网数据的采集，为更大范围内能源互联网的运行策略提供大数据依据。

主权项

1.一种基于多电源‑多电压等级负荷家用智能能量路由器装置，其特征在于，所述装置包括能量路由器、MPPT最大功率跟踪DC‑DC模块、储能双向DC‑DC模块、发电机AC‑DC模块、分布式光伏电池、燃气发电机、静态开关QF1、QF2和实时调度顶层服务器；所述能量路由器的输入端通过静态开关QF1连接380伏交流电网；分布式光伏电池输出连接MPPT最大功率跟踪DC‑DC模块；储能设备连接储能双向DC‑DC模块；燃气发电机输出连接发电机AC‑DC模块；MPPT最大功率跟踪DC‑DC模块输出端和发电机AC‑DC模块输出端连接储能双向DC‑DC模块；储能双向DC‑DC模块双向连接能量路由器；能量路由器的输出端分别连接充电桩模块、220/380V输出交流端口、5/24V输出交流端口；静态开关QF2一端连接380V交流电网端，一端连接能量路由器的交流电压输出端，用于用户直接使用电网电源，将能量路由器旁路；所述能量路由器的ARM+FPGA核心控制单元连接实时调度顶层服务器；核心控制单元接收实时调度顶层服务器下发的命令，向实时调度顶层服务器发送用电的状态采集数据；所述能量路由器包括隔离变压器、AC‑DC整流模块、DC‑AC逆变模块和ARM+FPGA核心控制单元；隔离变压器、AC‑DC整流模块和DC‑AC逆变模块三级变换器串联连接；ARM+FPGA核心控制单元分别连接隔离变压器、AC‑DC整流模块和DC‑AC逆变模块，对它们进行控制；ARM+FPGA核心控制单元还控制MPPT最大功率跟踪DC‑DC模块、储能双向DC‑DC模块和发电机AC‑DC模块；ARM+FPGA核心控制单元还控制输出直流电压和输出的交流电压；所述隔离变压器实现了能量路由器与市电的隔离，将原来常用的三级拓扑结构简单化，实用化，通过隔离变压器不仅降低了成本，而且减少了装置的整体成本，同时隔离变压器可以实现能量的双向流动，同时减少了能量回馈时，对电网的影响。