[發明專利]一種五端口能源路由器控制系統

在審

• 申請號: 202110388126.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112886818A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李穩良
• 申請（專利權）人: 浙江穩山電氣科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M7/5387;H02M7/219;H02J7/00
• 代理公司: 嘉興海邦專利代理事務所(特殊普通合伙) 33423
• 代理人: 李滔

1.一種五端口能源路由器控制系統，包括能源路由器、高壓交流端口、高壓直流端口、低壓直流端口、低壓交流端口和儲能設備端口，其特征在于：所述高壓交流端口與高壓直流端口之間設置有模塊化多電平變流器，且模塊化多電平變流器的兩端分別與高壓交流端口和高壓直流端口電性連接，所述模塊化多電平變流器作為高壓AC/DC級，所述高壓直流端口與低壓直流端口之間設置有DAB變流器，且DAB變流器的兩端分別與高壓直流端口和低壓直流端口電性連接，所述DAB變流器采用多個具有雙向能量流動能力的DC/DC變流器并連接成輸入串聯輸出并聯的結構，且DAB變流器作為DC/DC級，所述低壓直流端口與低壓交流端口之間設置有低壓逆變器，且低壓逆變器的兩端分別與低壓直流端口和低壓交流端口電性連接，所述低壓逆變器采用六個IGBT與輸出濾波器構成，且低壓逆變器作為低壓DC/AC級，所述低壓直流端口與儲能設備端口之間設置有Buck-Boost變流器，且Buck-Boost變流器的兩端分別與低壓直流端口和儲能設備端口電性連接，所述儲能設備端口的另一端連接蓄電池。

2.根據權利要求1所述的一種五端口能源路由器控制系統，其特征在于：所述MMC變流器采用六個橋臂構成，且六個橋臂均有若干個子模塊串聯而成，所述子模塊采用半橋結構的單相逆變器，且子模塊采用采用PWM控制。

3.根據權利要求2所述的一種五端口能源路由器控制系統，其特征在于：所述橋臂的輸出電壓為一個直流電壓與一個交流電壓的疊加，所述交流回路決定MMC與交流外電路之間交換的功率，所述直流回路可以令MMC輸出高壓直流電壓，所述MMC的子模塊中設置微調量來調節各個子模塊從直流回路中輸入的功率，子模塊的實際電壓與額定電壓比較，通過比例積分控制器得各個模塊的直流電壓指令調節量。

4.根據權利要求1所述的一種五端口能源路由器控制系統，其特征在于：所述DC/DC級連接高壓直流母線和低壓直流母線，所述DAB變流器采用兩個H橋變流器與一個高頻變壓器構成，所述高頻變壓器一個額外的外電感，且外電感在高頻變壓器漏感不合要求的情況下設置，所述功率方向與大小的調節通過DAB一次側與二次側H橋輸出的方波電壓的相位差控制，所述DC/DC級設置有電壓閉環，且電壓閉環與直流端口電性連接。

5.根據權利要求1所述的一種五端口能源路由器控制系統，其特征在于：所述低壓逆變器采用三相兩電平逆變器和LC濾波器構成，且MMC變流器本質上也是三相交流逆變器，所述低壓DC/AC級中設置有消除耦合的電流環和電壓環。

6.根據權利要求1所述的一種五端口能源路由器控制系統，其特征在于：所述Buck-Boost變流器采用半橋式雙向DC/DC變流器，且半橋式雙向DC/DC變流器構成儲能變流器，所述Buck-Boost變流器分為Buck變流器和Boost變流器，所述Buck變流器用于低壓直流母線給蓄電池充電，所述Boost變流器用于蓄電池放電，所述儲能變流器設置有滯環控制器，且滯環控制器中需要設計的量為滯環寬度與電感大小。

7.根據權利要求1所述的一種五端口能源路由器控制系統，其特征在于：所述低壓直流端口與蓄電池均作可視為電壓源，且蓄電池設置有荷電狀態，所述蓄電池電量接近充滿荷電狀態時，限制蓄電池充電，所述蓄電池電量接近耗盡荷電狀態時，限制蓄電池放電。

8.根據權利要求1所述的一種五端口能源路由器控制系統，其特征在于：所述能源路由器的內部設置有負載功率反饋，且負載功率反饋接入到高壓直流端口和低壓直流端口之間，所述能源路由器中的高壓、低壓直流母線作為變流器的直流源，所述低壓負載功率通過前饋環節對DC/DC級的移相角指令進行調節，所述低壓負載功率與高壓直流負載功率通過前饋環節，對MMC的兩個指令同時進行調節。