[發明專利]一種能量路由器及控制交直流混合配電網能量流的方法

在審

• 申請號: 201811316831.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109378866A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 劉洋;王倩;王峰;孫勇;李立生;樊迪;劉合金;張林利;張世棟;邵志敏;蘇國強;周超;李龍龍;秦佳峰;辜超
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種能量路由器，用于交直流混合配電網，其特征在于，所述能量路由器包括：

第一直流母線、第二直流母線、第三直流母線、第一能量交換模塊、第二能量交換模塊、能量控制模塊、故障隔離模塊以及功率接口模塊；

所述第一直流母線、第二直流母線和第三直流母線所承載的直流電壓等級逐級遞減；

所述第一能量交換模塊，用于第一直流母線與第二直流母線之間，以及第二直流母線與第三直流母線之間進行能量交換；

所述第二能量交換模塊，用于第一直流母線與交流配電網之間，以及第二直流母線與交流配電網之間進行能量交換；

所述功率接口模塊連接不同的外接設備，用于第一直流母線、第二直流母線以及第三直流母線與外接設備進行能量交互；

所述能量控制模塊，用于獲取并分析外部指令，監控能量路由器內部裝置和功率接口模塊所連接的外部設備的運行狀況，以及根據所述運行狀況確定最優化的能量流動大小和方向；

所述故障隔離模塊，用于對能量流進行控制以及對能量路由器運行中的故障進行隔離。

2.根據權利要求1所述的一種能量路由器，其特征在于，所述第一能量交換模塊為雙向DC/DC變換器，所述第二能量交換模塊包括雙向AC/DC變換器以及與所述雙向AC/DC變換器所匹配的隔離變壓器。

3.根據權利要求2所述的一種能量路由器，其特征在于，所述故障隔離模塊包括：多個直流斷路器和多個交流斷路器，多個所述直流斷路器設置于第一直流母線、第二直流母線以及第三直流母線側，多個所述交流斷路器設置于交流配電網側。

4.根據權利要求1所述的一種能量路由器，其特征在于，所述功率接口模塊為可熱插拔和可擴展功率接口模塊，且所述功率接口模塊包括：第一功率接口、第二功率接口、第三功率接口、第四功率接口、第五功率接口、第六功率接口和第七功率接口；

所述第一功率接口的一端通過第二能量交換模塊與第一直流母線連接，另一端與中壓交流配電網或中壓變電站連接；

所述第二功率接口的一端通過直流斷路器與第一直流母線連接，另一端通過DC/DC變換器與大容量儲能設備連接，所述大容量儲能設備包括大規模集中式儲能電站；

所述第三功率接口的一端通過第二能量交換模塊與第二直流母線連接，另一端與中壓交流配電網或中壓變電站連接；

所述第四功率接口的一端通過第二能量交換模塊與第二直流母線連接，另一端與低壓交流配電網或交流微電網連接；

所述第五功率接口的一端通過直流斷路器與第二直流母線連接，另一端通過DC/DC變換器與直流負荷、直流配電網或直流充電樁連接；

所述第六功率接口的一端通過直流斷路器與第三直流母線連接，另一端與直流配電網或直流負荷連接；

所述第七功率接口的一端通過直流斷路器第三直流母線連接，另一端通過DC/DC變換器與分布式發電設備、分布式儲能系統連接。

5.根據權利要求1所述的一種能量路由器，其特征在于，所述能量控制模塊包括：

通訊單元，用于接收外部指令以及根據外部指令向本地下發指令；

信息存儲單元，用于獲取并存儲能量路由器內部裝置以及功率接口模塊所連接的外部設備的狀態監測數據；

信息處理單元，用于根據所述狀態監測數據，確定最優化的能量流動大小和方向，并通過通訊單元發出控制指令。

6.一種控制交直流混合配電網能量流的方法，其特征在于，所述方法應用于權利要求1-5中任一所述的一種能量路由器，所述方法包括：

S1：對能量路由器內部裝置以及功率接口模塊所連接的外部設備進行實時狀態監測，獲取狀態監測數據；

S2：根據所述狀態監測數據，判斷第一功率接口或第一功率接口所連接的外部設備是否發生故障；

S3：如果是，隔離所述第一功率接口或第一功率接口所連接的外部設備；

S4：利用第二功率接口建立直流母線電壓，第一功率接口和第二功率接口以外的功率接口采用功率閉環控制或者與外接設備直接相連的方式進行能量流的控制；

S5：如果否，第一功率接口采用直流母線電壓閉環控制的方式，第一功率接口以外的功率接口采用功率閉環控制或者與外接設備直接相連的方式進行能量流的控制。