[發明專利]一種交直流通用端口設備及轉換方法

在審

• 申請號: 201710976259.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107612033A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 曹軍威;明陽陽;謝挺;胡俊峰;郭明星;梅東升;陳裕興
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京智中能源互聯網研究院有限公司;北京能源集團有限責任公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M1/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,吳歡燕

1.一種交直流端口設備，其特征在于，包括交流交流轉換模塊、直流直流轉換模塊、交流直流轉換模塊、直流交流轉換模塊以及開關控制模塊；

所述交流交流轉換模塊，用于利用脈寬調制PWM技術進行調制且進行濾波，將輸入的交流信號轉換為目標頻率的交流信號輸出；

所述直流直流轉換模塊，用于利用脈寬調制PWM技術進行斬波，將輸入的直流信號轉換為目標幅度和占空比的直流信號輸出；

所述交流直流轉換模塊，用于利用脈寬調制PWM技術進行調制，將輸入的交流信號轉換為目標幅度和占空比的直流信號輸出；

所述直流交流轉換模塊，用于利用脈寬調制PWM技術進行斬波且進行濾波，將輸入的直流信號轉換為目標頻率的交流信號輸出；

所述開關控制模塊，用于進行開關切換，以實現所述交直流端口設備進行交流交流轉換、直流直流轉換、交流直流轉換或直流交流轉換。

2.根據權利要求1所述的交直流端口設備，其特征在于，還包括直流輸入端口、直流/單相交流輸出端口、交流輸入端口、交流輸出端口和直直變換輸出端口；

所述開關控制模塊，進一步用于：

閉合所述直流輸入端口和所述交流輸出端口對應開關，以實現直流到交流的轉換；或者

閉合所述交流輸入端口與所述直流/單相交流輸出端口對應開關，以分別實現交流到直流的轉換或交流到交流的轉換；或者

閉合所述直流輸入端口和所述直直變換輸出端口對應開關，以實現直流到直流的轉換。

3.根據權利要求2所述的交直流端口設備，其特征在于，還包括：與所述交流輸出端口并聯的低通濾波器；

所述低通濾波的一端連接PWM調制解調電路，另一端通過輸出端口連接用戶設備，用于濾除直流到交流轉換過程中的雜波。

4.根據權利要求3所述的交直流端口設備，其特征在于，

所述交流交流轉換模塊，進一步用于：先將輸入的交流信號通過PWM調制形成目標頻率對應的直流信號，然后通過低通濾波器恢復成所述目標頻率的交流信號，并進行輸出；

所述直流直流轉換模塊，進一步用于：將輸入的直流信號通過PWM電路進行斬波，以實現直流信號幅度與占空比的變化，從而獲得目標幅度與占空比的直流信號，并進行輸出；

所述交流直流轉換模塊，進一步用于：基于輸入的交流信號，對電路開關器件的通斷進行控制，獲得一系列幅值相等的脈沖；基于PWM調制技術，按預定規則對各脈沖的寬度進行調制，從而獲得目標幅度和占空比的直流信號，并進行輸出。

所述直流交流轉換模塊，進一步用于：先將輸入的直流信號通過PWM電路進行斬波，以改變直流信號的電壓、占空比和等價交流信號頻率；然后基于面積等效原理，將斬波后的信號通過目標頻率的低通濾波器，從而獲得目標頻率的交流信號，并進行輸出。

5.一種基于交直流端口設備的交直流轉換方法，其特征在于，包括：

利用所述交直流端口設備將能源設備接入網絡，建立通信鏈路和能源連接鏈路；

根據所述能源設備的設備型號、電能格式和電信號頻率，對經過所述能源設備的電信號進行交流交流轉換、直流直流轉換、交流直流轉換或直流交流轉換。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述能源設備的設備型號、電能格式和電信號頻率，對經過所述能源設備的電信號進行交流交流轉換、直流直流轉換、交流直流轉換或直流交流轉換，進一步包括：

通過所述通信鏈路獲取所述能源設備的設備型號、電能格式和電信號頻率；

根據所述設備型號和電能格式，選擇對應的驅動程序；

根據所述電能格式和所述電信號頻率，利用所述驅動程序控制所述交直流端口設備進行交流交流轉換、直流直流轉換、交流直流轉換或直流交流轉換，以實現對經過所述能源設備的電信號的轉換。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用所述驅動程序控制所述交直流端口設備進行交流交流轉換、直流直流轉換、交流直流轉換或直流交流轉換，進一步包括：

閉合所述直流輸入端口和所述交流輸出端口對應開關，以實現直流到交流的轉換；或者

閉合所述交流輸入端口與所述直流/單相交流輸出端口對應開關，以分別實現交流到直流的轉換或交流到交流的轉換；或者

閉合所述直流輸入端口和所述直直變換輸出端口對應開關，以實現直流到直流的轉換。