[發明專利]一種多能種能源互聯路由器及其控制方法

有效

• 申請號: 201610009877.6
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105490887B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 程明;王青松;姜云磊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/715;H04L12/751
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

1.一種多能種能源互聯路由器，其特征在于：包括多端口電機（1），能源轉換器（2）、第一雙向電力電子變換器（4）、控制器（6）；所述多端口電機（1）包括內轉子（12）、定子（11）以及位于內轉子（12）和定子（11）之間的外轉子（13）；所述能源轉換器（2）用于將化石能源轉換成機械能，所述能源轉換器（2）的機械能輸出端連接所述內轉子（12），所述外轉子（13）連接機械負載（3）；所述定子（11）上設有第一繞組，所述第一繞組通過第一雙向電力電子變換器（4）連接到公共電網，所述控制器（6）分別連接能源轉換器（2）和第一雙向電力電子變換器（4）的控制端。

2.根據權利要求1所述的多能種能源互聯路由器，其特征在于：所述多能種能源互聯路由器還包括第二雙向電力電子變換器（5），所述內轉子（12）上設有第二繞組；所述內轉子（12）上的第二繞組通過第二雙向電力電子變換器（5）連接到新能源系統和儲能單元，所述第二雙向電力電子變換器（5）的控制端連接所述控制器（6）。

3.根據權利要求2所述的多能種能源互聯路由器的控制方法，其特征在于：能源側到負載側的能量傳輸方式包括如下三種控制方法：

控制方法1：控制器（6）通過控制第二雙向電力電子變換器（5）來控制新能源系統輸出電能到內轉子（12）的第二繞組，并通過內轉子（12）和外轉子（13）之間的電磁耦合作用轉換為機械能驅動機械負載（3）；

控制方法2：控制器（6）控制能源轉換器（2）將化石能源轉換成機械能后驅動內轉子（12）轉動，并通過內轉子（12）與外轉子（13）之間的電磁耦合作用使得外轉子（13）轉動來驅動機械負載（3）；

控制方法3：控制器（6）通過控制第一雙向電力電子變換器（4）來控制公共電網輸出電能到定子（11）上的第一繞組，并通過定子（11）和外轉子（13）之間的電磁耦合作用使得外轉子（13）轉動來驅動機械負載（3）；

當機械負載（3）需要外轉子（13）驅動時，選擇所述三種控制方法中的一種或多種控制方法。

4.根據權利要求3所述的多能種能源互聯路由器的控制方法，其特征在于：還包括化石能源側或新能源系統側到公共電網側的能量傳輸方式，其控制方法包括：

控制方法4：控制器（6）通過控制第二雙向電力電子變換器（5）來控制新能源系統輸出電能到內轉子（12）的第二繞組，并通過電機內的電磁場傳遞到定子（11）上的第一繞組，再經第一雙向電力電子變換器（4）控制輸入公共電網；

控制方法5：控制器（6）控制能源轉換器（2）將化石能源轉換成機械能后驅動內轉子（12）轉動，并通過電機內的電磁場傳遞到定子（11）上的第一繞組，再經第一雙向電力電子變換器（4）控制輸入公共電網。

5.根據權利要求4所述的多能種能源互聯路由器的控制方法，其特征在于：當機械負載（3）需要外轉子（13）驅動時，首先選擇控制方法1；若新能源系統輸出電能轉換為機械能的功率小于機械負載（3）的額定驅動功率時，且此時公共電網處于負荷高峰或處于峰電價時，選擇控制方法2；若新能源系統輸出電能轉換為機械能的功率小于機械負載（3）的額定驅動功率時，且此時公共電網處于負荷低峰或處于谷電價時，選擇控制方式3；若新能源系統輸出電能轉換為機械能的功率大于機械負載（3）的額定驅動功率時，選擇控制方法4。

6.根據權利要求5所述的多能種能源互聯路由器的控制方法，其特征在于：當新能源系統輸出電能轉換為機械能的功率小于機械負載（3）的額定驅動功率時，且選擇控制方法2時，還包括同時選擇控制方法5的步驟。

7.根據權利要求3所述的多能種能源互聯路由器的控制方法，其特征在于：還包括當機械負載（3）受外力作用帶動外轉子（13）旋轉時的控制方法：

控制方法6：定子（11）和外轉子（13）之間通過電磁耦合作轉換得到的電能通過第一雙向電力電子變換器（4）傳輸至公共電網；

控制方法7：定子（11）和外轉子（13）之間通過電磁耦合作轉換得到的電能通過第二雙向電力電子變換器（5）傳輸至儲能單元。