[發明專利]一種能量流分層控制的儲能型能量路由器

在審

• 申請號: 202110278378.8
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113036792A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 孫偉;徐劍;楊小平;林季鳳;陳建會
• 申請（專利權）人: 大航有能電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/14;H02J5/00;H02M3/335
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

本發明公開了一種能量流分層控制的儲能型能量路由器，包括：三相整流橋，其交流端連接電網，三相整流橋的直流端為高壓側直流母線；直流變換器，其第一端連接在高壓側直流母線，直流變換器的第二端為低壓側直流母線；傳輸接口，其連接在低壓側直流母線上，傳輸接口上設置有雙向逆變電路；儲能穩壓電容C1，其負極選擇性連接低壓側直流母線正極或負極，儲能穩壓電容C1正極選擇性連接雙向逆變電路的輸入端或輸出端，且儲能穩壓電容C1負極連接低壓側直流母線正極和儲能穩壓電容C1正極連接雙向逆變電路的輸入端不能同時發生。本發明的能量路由器能量流可在各個接口設備和直流母線以及電網之間達到平衡，提升電能使用率。

技術領域

本發明屬于能源互聯網技術領域，特別是一種能量流分層控制的儲能型能量路由器。

背景技術

能源互聯網是以電力網為基礎，利用電力電子技術、信息技術和智能控制技術將電力網、化石燃料網、可再生能源網、分布式儲能網等產生或消耗能源的多種網絡融合一體而形成的能源高效利用、能量雙向流動的能量交換與共享網絡。其中，電力網是能源互聯網實現能量交換與共享的重要載體和關鍵樞紐。

所謂能量路由器是指可以連接兩個或以上交流或直流電力網絡節點，且能對所連接的不同電網節點之間的電能進行實時調節、分配與主動控制的新型智能化電氣設備，是能源互聯網中最核心的設備之一。

能量路由器中供電電源種類繁多，可控程度不同，同時配電網中的微電網部分還存在并網運行與孤島運行、黑啟動等多種運行狀態，因此，要求直流配電網中的各供電電源與負載進行分層協調控制策略。在能量分配層面，需要厘清各能量接口單元功率與直流母線電壓之間的平衡關系，從而梳理出能量路由器的工作模態，以維持路由器內部功率平衡。在端口接入層面，分別針對蓄電池、超級電容、風力發電、光伏電池板的工作特性，定制化端口接入策略，使各個端口保持穩定工作，并工作在性能和效益的最優區間。

目前，能量路由器在多種接口之間能流分配問題上存在較多的問題，主要體現在多接口能流對直流母線的沖擊，能流無法在各個接口之間進行有效的內部消耗，造成電壓干擾、對電網沖擊。

發明內容

針對上述技術問題，本發明公開了一種能量流分層控制的儲能型能量路由器，將各個接口上產生的電能緩沖至低壓側直流母線上的儲能穩壓電容C1上，再由儲能穩壓電容C1進行串聯充電、并聯放電的方式將儲能穩定的示范至低壓側直流母線上，如經儲能穩壓電容C1釋放的電能大于接口設備上的電能消耗時，則控制直流變換器和三相整流橋動作，將儲能穩壓電容C1釋放的電能傳送至電網或第一儲能電容C2中，通過本發明的能量流分層控制策略，將路由器直流母線上的電壓穩定在一個均衡可控的范圍，減少能量損耗，提升能流的就地使用和效率。

為了實現根據本發明的目的，提供了一種能量流分層控制的儲能型能量路由器，包括：

三相整流橋，其交流端連接電網，所述三相整流橋的直流端為高壓側直流母線；

直流變換器，其第一端連接在所述高壓側直流母線，所述直流變換器的第二端為低壓側直流母線；

傳輸接口，其連接在所述低壓側直流母線上，所述傳輸接口上設置有雙向逆變電路；以及

儲能穩壓電容C1，其負極選擇性連接所述低壓側直流母線正極或負極，所述儲能穩壓電容C1正極選擇性連接所述雙向逆變電路的輸入端或輸出端，且儲能穩壓電容C1負極連接低壓側直流母線正極和儲能穩壓電容C1正極連接雙向逆變電路的輸入端不能同時發生。

優選的，所述三相整流橋為雙向全橋整流電路，所述高壓側直流母線之間設置一第一儲能電容C2，所述低壓側直流母線之間設置一第二儲能電容C3。