[發明專利]采用電力線載波通信的電力能源路由器

在審

• 申請號: 201910458232.4
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110138008A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 劉曉勝;趙亮;姚友素;蒲紅紅;王凱旋;徐殿國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J1/10;H02J13/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 于歌

采用電力線載波通信的電力能源路由器，涉及電力能源路由器的通信技術領域。本發明是為了解決現有能源路由器存在的問題。本發明所述的采用電力線載波通信的電力能源路由器，包括360V直流母線和多個電能變換器；電能變換器用于將360V直流母線與外部電力設備建立連接，每個電能變換器兩端均跨接一個信號耦合器，構成信號通路；360V直流母線還與能源管理與控制中心通過通信中心建立連接。適用于電力線載波通信中作為能源路由器通信平臺。

技術領域

本發明屬于通信領域，尤其涉及電力能源路由器的通信技術。

背景技術

隨著化石能源的日漸短缺和環保壓力日趨增強，可再生能源必然成為人類能源的主要供給來源和必然選擇。為了解決可再生能源大規模接入傳統電網所帶來的問題，人們提出了電力能源路由器(以下簡稱能源路由器)的概念。能源路由器以固態變壓器為核心部件，控制電能雙向流動，內部通常包含多個AC/DC、DC/DC、DC/AC和AC/AC等電能變換單元，在分布網絡智能單元的控制下，實現能源路由器內部電力潮流的控制、故障保護、電能質量控制以及即插即用等功能。為了實現上述功能，能源路由器必須包含三個網絡，即能源傳輸網絡、通信網絡和控制網絡。

目前，能源路由器內部通信網絡可采用Ethernet、工業現場總線、WiFi、串口和USB等技術；能源路由器與外部設備通信可采用Ethernet、Wireless LAN和ZigBee等技術。上述技術存在的主要問題有：

(1)一般能源路由器體積龐大、系統結構復雜、接口分散，建立其通信網絡需要專門的通信設備，并且通信網絡采用有線通信需要單獨布設通信介質，無線通信易受空間干擾和限制，這樣就導致了能源路由器整體可靠性降低、成本增高、體積增大等問題。

(2)能源路由器中，電能接口與通信接口的相互獨立也給能源路由器接口即插即用功能實現和使用帶來不便。

發明內容

本發明是為了解決現有能源路由器存在的問題，現提供采用電力線載波通信的電力能源路由器。

采用電力線載波通信的電力能源路由器，包括360V直流母線和多個電能變換器；電能變換器用于將360V直流母線與外部電力設備建立連接，每個電能變換器兩端均跨接一個信號耦合器，構成信號通路；360V直流母線還與能源管理與控制中心通過通信中心建立連接。

上述多個電能變換器包括：AC/DC變換器、DC/DC變換器和DC/AC變換器。

上述外部電力設備包括：其他能源路由器、電網、交流負載、直流負載、光伏、風機、電動汽車、蓄電池和超級電容，其他能源路由器和電網均通過AC/DC變換器與360V直流母線建立連接，該AC/DC變換器為隔離型雙向AC/DC變換器；交流負載通過DC/AC變換器與360V直流母線建立連接，該DC/AC變換器為單向DC/AC變換器；直流負載和光伏均通過DC/DC變換器與360V直流母線建立連接，該DC/DC變換器為單向DC/DC變換器；風機通過AC/DC變換器與360V直流母線建立連接，該AC/DC變換器為單向AC/DC變換器；電動汽車通過DC/DC變換器與360V直流母線建立連接，該DC/DC變換器為雙向DC/DC變換器；蓄電池和超級電容共同通過一個DC/DC變換器與360V直流母線建立連接，該DC/DC變換器為三端口DC/DC變換器。

上述外部電力設備與其連接的電能變換器的連接節點為端口通信與控制節點，端口通信與控制節點包括：數據采集模塊、通信模塊和控制模塊；數據采集模塊，用于采集外部電力設備的信息，所述信息包括：電壓、電流、有功功率、功率因數、頻率、累計耗電量；控制模塊，用于根據外部電力設備的信息識別負荷類型；通信模塊，用于通過電能變換器和360V直流母線與能源管理與控制中心實現數據交互。

上述通信模塊為CR600電力線載波通信芯片。