[發(fā)明專利]一種多能種能源互聯(lián)路由器及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610009877.6
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105490887B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程明;王青松;姜云磊
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 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(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本發(fā)明公開了一種多能種能源互聯(lián)路由器及其控制方法，該能源互聯(lián)路由器以多端口電機(jī)為核心，另由與之所聯(lián)的非電能源相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器、電力電子功率變換器等構(gòu)成，可將電能與其他能源(如氣、油、水等)進(jìn)行相互聯(lián)接，可根據(jù)電網(wǎng)的峰谷和實(shí)際負(fù)荷需求，靈活控制不同能量的大小和流動方向，不僅能實(shí)現(xiàn)能源綜合利用，更重要的是可以通過優(yōu)化獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源與電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及一種多能種能源互聯(lián)路由器及其控制方法。

背景技術(shù)

眾所周知，在信息互聯(lián)網(wǎng)中，路由器是實(shí)現(xiàn)信息分配的關(guān)鍵裝置，可實(shí)現(xiàn)信息的雙向流動，并且將不同用戶相連接。近年來，“能源互聯(lián)網(wǎng)”逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 2015年，我國政府工作報告中首次提出將制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，而新一輪電改方案的發(fā)布，更激起了人們對于能源互聯(lián)網(wǎng)的期待。我國初步計劃到2050年實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)，以推動綠色可再生能源的廣泛利用，提高能源綜合利用效益。目前常用的能源有多種類型，比如煤、石油、天然氣、太陽能、電能、水能、風(fēng)能等。其中具有不同頻率、電壓等級的電能已可通過電力電子變換器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，電力電子變換器起著電能路由器的作用。但到目前為止，不同類型能源之間僅能實(shí)現(xiàn)單向連接，如風(fēng)能向電能轉(zhuǎn)換、電能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換或反之等，無法實(shí)現(xiàn)不同類型能源的互聯(lián)。

在一個社區(qū)、單位甚至小到某一家庭，都可能同時有多種能源供應(yīng)，如用油或天然氣供暖、由電能供應(yīng)壓縮機(jī)、制冷機(jī)等電器設(shè)備。此時，兩種或多種能源的供應(yīng)鏈?zhǔn)遣⑿歇?dú)立的，這種運(yùn)行模式不利于能源的綜合利用和效益優(yōu)化。因此，亟須發(fā)明一種裝置，將多種不同類型的能源進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)單輸入多輸出或多輸入多輸出且雙向能量分配與管理等。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種多能種能源互聯(lián)路由器及其控制方法，能夠?qū)⒉煌N類的能源實(shí)現(xiàn)有效互聯(lián)。

技術(shù)方案：一種多能種能源互聯(lián)路由器，其特征在于：包括多端口電機(jī)，能源轉(zhuǎn)換器、第一雙向電力電子變換器、控制器；所述多端口電機(jī)包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、定子以及位于內(nèi)轉(zhuǎn)子和定子之間的外轉(zhuǎn)子，所述定子、內(nèi)轉(zhuǎn)子以及外轉(zhuǎn)子上均分別設(shè)有繞組；所述能源轉(zhuǎn)換器用于將化石能源轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，所述能源轉(zhuǎn)換器的機(jī)械能輸出端連接所述內(nèi)轉(zhuǎn)子，所述外轉(zhuǎn)子連接機(jī)械負(fù)載；所述定子上設(shè)有第一繞組，所述第一繞組通過第一雙向電力電子變換器連接到公共電網(wǎng)，所述控制器分別連接能源轉(zhuǎn)換器和第一雙向電力電子變換器的控制端。

進(jìn)一步的，所述多能種能源互聯(lián)路由器還包括第二雙向電力電子變換器，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子上設(shè)有第二繞組；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子上的第二繞組通過第二雙向電力電子變換器連接到新能源系統(tǒng)和儲能單元，所述第二雙向電力電子變換器的控制端連接所述控制器。

多能種能源互聯(lián)路由器的控制方法，能源側(cè)到負(fù)載側(cè)的能量傳輸方式包括如下三種控制方法：

控制方法1：控制器通過控制第二雙向電力電子變換器來控制新能源系統(tǒng)輸出電能到內(nèi)轉(zhuǎn)子的第二繞組，并通過內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間的電磁耦合作用轉(zhuǎn)換為機(jī)械能驅(qū)動機(jī)械負(fù)載；

控制方法2：控制器控制能源轉(zhuǎn)換器將化石能源轉(zhuǎn)換成機(jī)械能后驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，并通過內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的電磁耦合作用使得外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動來驅(qū)動機(jī)械負(fù)載；

控制方法3：控制器通過控制第一雙向電力電子變換器來控制公共電網(wǎng)輸出電能到定子上的第一繞組，并通過定子和外轉(zhuǎn)子之間的電磁耦合作用使得外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動來驅(qū)動機(jī)械負(fù)載；

當(dāng)機(jī)械負(fù)載需要外轉(zhuǎn)子驅(qū)動時，選擇所述三種控制方法中的一種或多種控制方法。

進(jìn)一步的，還包括化石能源側(cè)或新能源系統(tǒng)側(cè)到公共電網(wǎng)側(cè)的能量傳輸方式，其控制方法包括：

控制方法4：控制器通過控制第二雙向電力電子變換器來控制新能源系統(tǒng)輸出電能到內(nèi)轉(zhuǎn)子的第二繞組，并通過電機(jī)內(nèi)的電磁場傳遞到定子上的第一繞組，再經(jīng)第一雙向電力電子變換器控制輸入公共電網(wǎng)；