一种能源互联网用能源路由器及能源处理方法技术

本发明专利技术提供了一种能源互联网用能源路由器及能源处理方法，该路由器包括能源输入接口,用于接入本地设备电能、可再生能源以及由燃气和一次能源转换而成的高压交流电；以高压直流母线和/或低压直流母线作为联接点的交直流转换模块，用于对所述能源输入接口接入的能源进行转换；能源输出接口，用于输出转换后的能源；该方法将由燃气和热能转化、并入电网的高压交流电、可再生能源和本地设备电能转换为电能。本发明专利技术提供的技术方案满足多种能源接入需求，既能满足用户供电、供热需求，也能与其他局域网实现能源互联。

【技术实现步骤摘要】
一种能源互联网用能源路由器及能源处理方法
本专利技术涉及能源互联网领域，具体讲涉及一种能源互联网用能源路由器及能源处理方法。
技术介绍
综合运用先进的电力电子技术,信息技术和智能管理技术的能源互联网是将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络节点互联起来,实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。从政府管理者视角来看，能源互联网是兼容传统电网的，可以充分、广泛和有效地利用分布式可再生能源的、满足用户多样化电力需求的一种新型能源体系结构；从运营者视角来看，能源互联网是能够与消费者互动的、存在竞争的一个能源消费市场，只有提高能源服务质量，才能赢得市场竞争；从消费者视角来看，能源互联网不仅具备传统电网所具备的供电功能，还为各类消费者提供了一个公共的能源交换与共享平台。为适应能源发展面临的资源紧张、环境污染、气候变化的严峻挑战，世界各国能源发展的重点将逐步转向构建能源互联网，建立以清洁能源为主导的新型全球能源开发、配置和利用体系，以实现能源安全、清洁、高效和可持续发展。能源互联网的实现面临以下两方面的挑战：一是，能源互联网的成功很大程度上取决于高效利用分布式可再生能源，提供稳定的能源供给，但新能源发电方式往往具有地理分散性、间歇性、随机性和不可控性；另一方面，能源互联网是多能交互的能源综合互联体系，除电能之外，热能、气能等不同方式的能源也参与其中，因此实现多能交互，提高综合能源利用效率成为能源互联网必须解决的重要问题。针对以上两方面的挑战，为实现能源互联网分布式能源高效接入、多种能量高效利用，需要提供一种基于电力电子变换技术的能源路由器。
技术实现思路
为满足现有技术发展的需要，本专利技术提供了一种用于能源互联网的能源路由器。本专利技术提供的用于能源互联网的能源路由器，其改进之处在于，所述能源路由器包括：能源输入接口,用于接入本地设备电能、可再生能源以及由燃气和一次能源转换而成的高压交流电；以高压直流母线和/或低压直流母线作为联接点的交直流转换模块，用于对所述能源输入接口接入的能源进行转换；能源输出接口，用于输出转换后的能源。优选的，所述交直流转换模块包括：第一转换模块，用于对由燃气和热能转化、并入电网的高压交流电进行电能转换；第二转换模块，用于对可再生能源进行电能转换；第三转换模块，用于对本地设备电能进行电能转换。优选的，所述第一转换模块包括DC/DC直流转换模块以及至少两个AC/DC交直流转换模块，或者所述第一转换模块包括AC/DC交直流转换模块以及至少两个DC/DC直流转换模块；其中，AC/DC交直流转换模块一端与用于接入高压交流电的能源输入接口相连、另一端与高压直流母线相连，DC/DC直流转换模块一端与所述高压直流母线相连、另一端与低压直流母线相连，所述低压直流母线经另一AC/DC交直流转换模块和/或DC/DC直流转换模块与所述能源输出接口相连。优选的，所述第二转换模块至少包括两个DC/DC直流转换模块，其中，一个DC/DC直流转换模块一端与用于接入风能和/或太阳能的能源输入接口相连、另一端与低压直流母线相连，另一个DC/DC直流转换模块一端与所述低压直流母线相连、另一端与能源输出接口相连。优选的，所述第三转换模块包括AC/DC交直流转换模块以及至少两个DC/DC直流转换模块，或者，所述第三转换模块包括DC/DC交直流转换模块以及至少两个AC/DC直流转换模块；其中，一个AC/DC交直流转换模块和一个DC/DC直流转换单元一端与用于接入本地设备电能的能源输入接口相连、另一端与低压直流母线相连，另一个AC/DC交直流转换单元和/或DC/DC直流转换单元的一端与所述低压直流母线相连、另一端与能源输出接口相连。优选的，所述AC/DC交直流转换模块为单相全桥双向逆变单元，或三相半桥PWM整流器；所述DC/DC直流变换模块为双向Buck-Boost电路。优选的，进一步包括：储能模块，一端与能源路由器的能源输出接口相连、另一端连接其他能源路由器的能源输出接口，用于平衡能源路由器间的电压，以实现不同局域网间的能量互通。优选的，所述低压直流母线和/或所述高压直流母线为所述交直流转换模块分别提供低压平衡点和高压平衡点，平衡母线两侧的电压。一种能源处理方法，所述能源处理方法包括：燃气和一次能源经发电厂转换为电能并入电网，将高压交流电接入能源路由器，依次经过AC/DC交直流转换模块、高压直流母线、DC/DC直流变换模块、低压直流母线、AC/DC交直流转换模块和DC/DC直流变换模块的变换，为后续的电转热或电转气提供电能；可再生能源经DC/DC直流变换模块接入能源路由器，依次经过DC/DC直流变换模块、低压直流母线、以及AC/DC或DC/DC交直流转换模块，将可再生能源转换为低压交流电；本地设备能源接入能源路由器，依次经过AC/DC交直流转换模块和/或DC/DC直流变换模块、低压直流母线以及AC/DC交直流转换模块和/或DC/DC直流变换模块，转化为电能输出。优选的，所述AC/DC交直流转换模块、高压直流母线、DC/DC直流变换模块、低压直流母线、AC/DC交直流转换模块和DC/DC直流变换模块间的能量是双向流动能量。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术提供的能源路由器支持可再生能源输入，该能源路由器与发电厂连接，能满足一次能源和燃气能源通过发电厂转换为电能输入能源路由器，并通过交直流转换模块将新能源和电能高效持续转换为低压的交直流电，并为后续转为热能和天然气提供基础电能，有效解决了新能源发电方式的间歇性；且该路由器可由储能模块连接位于不同区域的能源转换层，实现将不同区域的新能源输入和能量的集中输出，提高可再生能源利用率；2、本专利技术提供的能源路由器以电力电子变换技术为核心，用于能源互联网中，满足了能源互联网高效利用分布式可再生能源的需求，为能源互联网多能交互、低碳环保优化的能源体系架构提供良好支撑，能提供稳定能源供给，充分满足了多能交互需求。3、本专利技术提供的技术方案中的能源路由器模型能用于整体考虑未来能源系统全部功能需求的能源互联网中，可满足多种能源的接入与输出的需求，也能满足用户供电、供热、并与其他局域网实现能源互联的需求。附图说明图1为本专利技术提供的能源路由器整体框架图；图2为本专利技术提供的能源路由器中能量流动方式示意图；具体实施方式以下将结合说明书附图，以具体实施例的方式详细介绍本专利技术提供的技术方案。本专利技术提供了一种适用于能源互联网的能源路由器，该能源路由器采用电力电子变换技术，一方面利用能源路由器的能量高效、持续的转换，以及该能源路由器中储能模块连接位于不同区域的能源路由器，有助于解决新能源发电方式存在的间歇性、随机性和不可控性问题，另一方面解决能源互联网中除电能之外的其他能源接入方式的多能交互问题，满足了能源互联网高效利用分布式可再生能源，提供稳定能源供给，以及多能交互的需求。本专利技术的能源路由器可用于能源互联网，能源路由器是能源互联网的核心环节，使用电力电子变换技术，内部包含以高压直流母线、低压直流母线为联接点的交直流转换模块，支撑多种能量的高效转换与利用。本专利技术能够用于能源互联网中，多个能源路由器可以相互连接，实现不同地区能源网的互联，具有能量流动多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源互联网用能源路由器，其特征在于，所述能源路由器包括：能源输入接口,用于接入本地设备电能、可再生能源以及由燃气和一次能源转换而成的高压交流电；以高压直流母线和/或低压直流母线作为联接点的交直流转换模块，用于对所述能源输入接口接入的能源进行转换；能源输出接口，用于输出转换后的能源。

【技术特征摘要】
1.一种能源互联网用能源路由器，其特征在于，所述能源路由器包括：能源输入接口,用于接入本地设备电能、可再生能源以及由燃气和一次能源转换而成的高压交流电；以高压直流母线和/或低压直流母线作为联接点的交直流转换模块，用于对所述能源输入接口接入的能源进行转换；能源输出接口，用于输出转换后的能源。2.如权利要求1所述的能源路由器，其特征在于，所述交直流转换模块包括：第一转换模块，用于对由燃气和热能转化、并入电网的高压交流电进行电能转换；第二转换模块，用于对可再生能源进行电能转换；第三转换模块，用于对本地设备电能进行电能转换。3.如权利要求2所述的能源路由器，其特征在于，所述第一转换模块包括DC/DC直流转换模块以及至少两个AC/DC交直流转换模块，或者,所述第一转换模块包括AC/DC交直流转换模块以及至少两个DC/DC直流转换模块；其中，AC/DC交直流转换模块一端与用于接入高压交流电的能源输入接口相连、另一端与高压直流母线相连，DC/DC直流转换模块一端与所述高压直流母线相连、另一端与低压直流母线相连，所述低压直流母线经另一AC/DC交直流转换模块和/或DC/DC直流转换模块与所述能源输出接口相连。4.如权利要求2所述的能源路由器，其特征在于，所述第二转换模块至少包括两个DC/DC直流转换模块，其中，一个DC/DC直流转换模块一端与用于接入风能和/或太阳能的能源输入接口相连、另一端与低压直流母线相连，另一个DC/DC直流转换模块一端与所述低压直流母线相连、另一端与能源输出接口相连。5.如权利要求2所述的能源路由器，其特征在于，所述第三转换模块包括AC/DC交直流转换模块以及至少两个DC/DC直流转换模块，或者，所述第三转换模块包括DC/DC交直流转换模块以及至少两个AC/DC直流转换模块；其中，一个AC/DC交直流转换模块和一个DC/DC直流转换单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海明，赵琦，廖志军，殷平，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江西省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11