[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

本發明涉及電力電子技術領域，具體提供了一種模塊化能量路由器、控制方法、裝置及介質，旨在解決如何提高能量路由器可擴展性的技術問題。為此目的，根據本發明實施例的模塊化能量路由器，設置有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。通過對每個第一功率模塊支路中的功率轉換控制模塊進行連接控制，不僅能夠形成不同類型的直流側端口和交流側端口，還能夠形成矩陣式拓撲結構，從而不僅能夠滿足不同類型的能源結構的接入需求，提高模塊化能量路由器的可擴展性，還能夠通過對功率子模塊進行投切控制形成多種可用的拓撲結構，提高模塊化能量路由器的運行可靠性。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種模塊化能量路由器、控制方法、裝置及介質。

背景技術

能量路由器(Power Router)指的是能夠實現電能的多向流動以及能夠對功率進行控制的設備，能量路由器內設置有多個接口模塊，每個接口模塊分別用于連接分布式電源(例如：光伏發電、風力發電等)、儲能設備、負載和電網等不同類型的能源結構。由于每個接口模塊只能用于連接與其類型匹配的能源結構，因而在接入新的能源接口時，必須增加新的接口模塊，而受限于能量路由器的硬件結構，往往無法設置/增加新的接口模塊，致使能量路由器的可擴展性較差。

相應地，本領域需要一種新的能量路由器方案來解決上述問題。

發明內容

為了克服上述缺陷，提出了本發明，以提供解決或至少部分地解決如何提高能量路由器可擴展性的技術問題的模塊化能量路由器、控制方法、裝置及介質。

第一方面，提供一種模塊化能量路由器，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。

在上述模塊化能量路由器的一個技術方案中，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。

在上述模塊化能量路由器的一個技術方案中，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。

在上述模塊化能量路由器的一個技術方案中，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。

在上述模塊化能量路由器的一個技術方案中，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；