[發明專利]模塊化能量路由器、控制方法、裝置及介質

有效

• 申請號: 202011439147.2
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112701886B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張國駒;裴瑋;李寧寧;商二松
• 申請（專利權）人: 齊魯中科電工先進電磁驅動技術研究院;中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02M1/10
• 分類號: H02M1/10;H02M3/335;H02M3/158
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 屠曉旭;宋寶庫

1.一種模塊化能量路由器，其特征在于，所述模塊化能量路由器包括多個第一功率模塊支路，每個第一功率模塊支路均包括順次連接且數量相同的多個功率轉換控制模塊，所述功率轉換控制模塊包括功率子模塊、狀態轉換開關、直流側端口和交流側端口；

所述狀態轉換開關包括動觸頭、第一靜觸頭和第二靜觸頭，所述第一靜觸頭與所述功率子模塊的直流側連接，所述第二靜觸頭分別與所述直流側端口連接，所述功率子模塊的交流側與所述交流側端口連接；

所述狀態轉換開關被配置成通過切換所述動觸頭、所述第一靜觸頭與所述第二靜觸頭的連接狀態對所述功率子模塊進行投切控制；

所述直流側端口包括第一直流正極端子、第二直流正極端子和直流負極端子；

所述每個第一功率模塊支路內首個功率轉換控制模塊的第一直流正極端子與所述模塊化能量路由器的直流側正極端連接，所述每個第一功率模塊支路內最后一個功率轉換控制模塊的直流負極端子與所述模塊化能量路由器的直流側負極端連接，所述每個第一功率模塊支路內相鄰兩個功率轉換控制模塊中一個功率轉換控制模塊的直流負極端子與另一個功率轉換控制模塊的第一直流正極端子連接；

所述每個第一功率模塊支路內模塊連接順序相同的功率轉換控制模塊依次連接形成每個模塊連接順序各自對應的第二功率模塊支路，以使所述第一功率模塊支路與所述第二功率模塊支路形成矩陣式結構。

2.根據權利要求1所述的模塊化能量路由器，其特征在于，所述功率子模塊包括逆變單元、DC/DC隔離單元和整流單元；

所述逆變單元的交流側與所述功率轉換控制的交流側端口連接，所述逆變單元的直流側通過所述DC/DC隔離單元與所述整流單元連接，所述整流單元分別與所述狀態轉換開關的第二靜觸頭以及相應功率轉換控制模塊內的儲能單元連接。

3.根據權利要求2所述的模塊化能量路由器，其特征在于，所述逆變單元包括單相逆變器，所述整流單元包括buck-boost電路和半橋整流電路，所述buck-boost電路的第一端與所述儲能單元連接，所述buck-boost電路的第二端與所述半橋整流電路連接，所述半橋整流電路與所述狀態轉換開關的第二靜觸頭連接。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的模塊化能量路由器，其特征在于，所述模塊化能量路由器還包括單相交流側端口和三相交流側端口；

所述單相交流側端口被配置成與所述模塊化能量路由器內所述第一功率模塊支路中每個功率轉換控制模塊的交流側端口連接；

所述三相交流側端口包括第一單相交流端子、第二單相交流端子和第三單相交流端子，所述第一單相交流端子、所述第二單相交流端子與所述第三單相交流端子分別被配置成與所述模塊化能量路由器內一個所述第一功率模塊支路中每個功率轉換控制模塊的交流側端口連接。

5.一種權利要求1至4中任一項所述的模塊化能量路由器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

步驟S1：判斷所述模塊化能量路由器的輸出功率是否滿足負載功率需求；若是，則轉至步驟S2；若否，則轉至步驟S5；

步驟S2：判斷所述模塊化能量路由器內是否存在在相應狀態轉換開關的控制下處于切除狀態的功率子模塊；若是，則轉至步驟S3；若否，則直接控制所述模塊化能量路由器對負載進行功率輸出；

步驟S3：獲取所述模塊化能量路由器內與所述處于切除狀態的功率子模塊所屬的功率轉換控制模塊存在直接連接關系的其他功率轉換控制模塊，控制所述其他功率轉換控制模塊內的狀態轉換開關對相應功率子模塊進行投切控制，以形成多個新的所述模塊化能量路由器的拓撲結構；

步驟S4：獲取每個新的拓撲結構的可靠性指標值，選取可靠性指標值最大的拓撲結構對負載進行功率輸出；

步驟S5：輸出報警信息。