[發明專利]一種多端口的儲能能量路由器

在審

• 申請號: 202110991042.6
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113690936A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 何周平;柴若愚;陳洪才
• 申請（專利權）人: 成都星宇融科電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/02;H02J3/28;H02J3/32;H02J3/06
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊俊華

本發明屬于能量路由器技術領域，公開了一種多端口的儲能能量路由器，包括設置有多端口的能量路由器拓撲電路、控制單元以及儲能單元，能量路由器拓撲電路設置有雙直流母線和交流母線組，能量路由器拓撲電路與儲能單元電性連接，且能量路由器拓撲電路通過若干接入端口電性連接有負載和發電系統，控制單元分別與能量路由器拓撲電路、儲能單元以及發電系統通信連接，且控制單元通信連接有調度中心。本發明解決了現有技術存在的的電流損耗大，發熱嚴重，制造成本高，端口類型過于單一，功能性差，供能類型單一，穩定性差以及安全性低的問題。

技術領域

本發明屬于能量路由器技術領域，具體涉及一種多端口的儲能能量路由器。

背景技術

“能量路由器”定義為：是融合電網信息物理系統的具有計算、通信、精確控制、遠程協調、自治，以及即插即用的接入通用性的智能體，具有如下基本特點：采用全柔性架構的固態設備；兼具傳統變壓器、斷路器、潮流控制裝置和電能質量控制裝置的功能；可以實現交直流無縫混合配用電；分布式電源、柔性負荷(分布式儲能、電動汽車)裝置即插即用接入；具有信息融合的智能控制單元，實現自主分布式控制運行和能量管理；集成堅強的通信網絡功能。能量路由器是能源互聯網的關鍵技術，是一種在現有電網基礎上，基于先進的電力電子技術和信息網絡技術，提供靈活多樣的電氣接口，實現大量分布式可再生能源發電設備、儲能設備、各種用電負載接入電網，并且具有通訊和智能決策能力，實現對電力網絡能量流、信息流主動管理的智能電力設備。

現有技術存在以下的問題：

1)現有的能量路由器的結構往往是使用一條直流母線連接多個電力電子裝置，并且通過控制多個電力電子裝置來實現多個端口的能量交互，這種情況下對于直流母線的電流質量要求高，并且在大功率情況下，其直流母線上會產生較大的電流損耗，線路和電力電子裝置發熱嚴重，增加制造成本，另外單一直流母線只能支持與之相應電壓等級的設備，設備兼容性差。

2)現有的能量路由器雖然設置有多端口，但是端口類型過于單一，功能性差，并且能量路由器的電路拓撲結構往往基于單一的直流母線或者交流母線，無法滿足同時給交流負載和直流負載進行供能，也無法實現交流母線-直流母線之間的電能轉移和調度。

3)現有的微電網系統中，僅僅在母線之間進行能源調度，無法實現母線、儲能系統以及發電系統之間的能源調度，導致其微電網系統的穩定性差，當發電系統產生大量電能進行并網，導致微電網發生電壓電流振蕩，容易燒壞負載造成經濟損失，嚴重時甚至發生安全事故，安全性低。

發明內容

為了解決現有技術存在的電流損耗大，發熱嚴重，制造成本高，端口類型過于單一，功能性差，供能類型單一，穩定性差以及安全性低的問題，本發明目的在于提供一種多端口的儲能能量路由器。

本發明所采用的技術方案為：

一種多端口的儲能能量路由器，包括設置有多端口的能量路由器拓撲電路、控制單元以及儲能單元，能量路由器拓撲電路設置有雙直流母線和交流母線組，能量路由器拓撲電路與儲能單元電性連接，且能量路由器拓撲電路通過若干接入端口電性連接有負載和發電系統，控制單元分別與能量路由器拓撲電路、儲能單元以及發電系統通信連接，且控制單元通信連接有調度中心，雙直流母線包括兩條直流電壓等級不同的直流母線，交流母線組包括至少兩條的交流電壓等級不同的交流母線。

進一步地，能量路由器拓撲電路包括逆變器模塊、變換器模塊以及能量控制器，逆變器模塊的一端分別與雙直流母線中每條直流母線電性連接，且逆變器模塊的另一端電性連接有交流母線，交流母線通過交流接入端口電性連接有交流負載，能量控制器與逆變器模塊和變換器模塊通信連接，且能量控制器分別與雙直流母線中每條直流母線電性連接。

進一步地，逆變器模塊包括若干離網逆變器，每個離網逆變器的一端分別通過第一斷路器與雙直流母線中每條直流母線電性連接，且每個離網逆變器的另一端一一對應的電性連接有一段交流母線，每個第一斷路器的控制端與控制單元通信連接，每段交流母線通過交流接入端口電性連接有對應交流電壓等級的交流負載。