一种交直流通用端口设备及转换方法技术

本发明专利技术实施例提供一种交直流端口设备及转换方法。所述方法包括：利用所述交直流端口设备将能源设备接入网络，建立通信链路和能源连接链路；根据所述能源设备的设备型号、电能格式和电信号频率，对经过所述能源设备的电信号进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换。本发明专利技术实施例在一个硬件设备上集成了交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换和直流交流转换功能，通过所述方法，可以自适应的获取网络中各能源设备的设备型号等信息，从而自适应的驱动电信号的转换，大大提高能源转换效率，提高能量路由器乃至能源互联网的整体性能。

An AC / DC universal port equipment and conversion method

An embodiment of the invention provides an AC / DC port device and a conversion method. The method includes: AC / DC port devices will access the network using the energy equipment, establish a connection link communication link and energy; according to the energy equipment type, power frequency format and electrical signals to electrical signals through the energy devices communicate AC conversion, DC DC converter, AC DC conversion or DC AC conversion. The embodiment of the invention in a hardware device integrated on AC AC conversion, DC DC converter, AC DC converter and DC AC conversion function, by means of the method, we can obtain the energy equipment models and other devices in the network adaptive information conversion drive signal and adaptive, greatly improve the efficiency of energy conversion. To improve the overall performance of the energy and the energy of the Internet router.

【技术实现步骤摘要】
一种交直流通用端口设备及转换方法
本专利技术实施例涉及通信技术、电力传输
，更具体地，涉及一种交直流通用端口设备及转换方法。
技术介绍
能源互联网是综合运用先进的电力电子技术，信息技术和智能管理技术，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、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来，以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。目前，能源互联网运行时需要接入不同种类、不同规格的分布式可再生能源互联网设备，如风电、光伏、储能等。它们各自具有不同的能源生产特性，能够产生交直流等不同形式、不同幅度的电压和电流。如何将各种类型的分布式能源设备快速、有效的接入能源互联网是能源互联网需要解决的关键问题。各种类型的能源设备接入能源互联网时需要进行能源转换。传统的控制器在处理各类型的能源设备的接入时，针对不同类型的能源设备需要通过复杂的交直流模拟转换设备(如传统A/D/A设备)或变压器装置实现能源的有效接入、转换和控制，并且每种转换都需要不同的设备，比如交流到直流的转换、直流到交流的转换，这样会导致设备的多样性且复杂度增加，同时带来了一定的能源损耗，没有一个通用的能源转换的设备或通用的转换方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的交直流通用端口设备及转换方法。根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种交直流端口设备，包括交流交流转换模块、直流直流转换模块、交流直流转换模块、直流交流转换模块以及开关控制模块；所述交流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制且进行滤波，将输入的交流信号转换为目标频率的交流信号输出；所述直流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波，将输入的直流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；所述交流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制，将输入的交流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；所述直流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波且进行滤波，将输入的直流信号转换为目标频率的交流信号输出；所述开关控制模块，用于进行开关切换，以实现所述交直流端口设备进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换。进一步，所述交直流端口设备还包括直流输入端口、直流/单相交流输出端口、交流输入端口、交流输出端口和直直变换输出端口；所述开关控制模块，进一步用于：闭合所述直流输入端口和所述交流输出端口对应开关，以实现直流到交流的转换；或者闭合所述交流输入端口与所述直流/单相交流输出端口对应开关，以分别实现交流到直流的转换或交流到交流的转换；或者闭合所述直流输入端口和所述直直变换输出端口对应开关，以实现直流到直流的转换。进一步，所述交直流端口设备还包括：与所述交流输出端口并联的低通滤波器；所述低通滤波的一端连接PWM调制解调电路，另一端通过输出端口连接用户设备，用于滤除直流到交流转换过程中的杂波。进一步，所述交流交流转换模块，进一步用于：先将输入的交流信号通过PWM调制形成目标频率对应的直流信号，然后通过低通滤波器恢复成所述目标频率的交流信号，并进行输出；所述直流直流转换模块，进一步用于：将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以实现直流信号幅度与占空比的变化，从而获得目标幅度与占空比的直流信号，并进行输出；所述交流直流转换模块，进一步用于：基于输入的交流信号，对电路开关器件的通断进行控制，获得一系列幅值相等的脉冲；基于PWM调制技术，按预定规则对各脉冲的宽度进行调制，从而获得目标幅度和占空比的直流信号，并进行输出。所述直流交流转换模块，进一步用于：先将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以改变直流信号的电压、占空比和等价交流信号频率；然后基于面积等效原理，将斩波后的信号通过目标频率的低通滤波器，从而获得目标频率的交流信号，并进行输出。根据本专利技术实施例的另一个方面，还提供一种基于交直流端口设备的交直流转换方法，包括：利用所述交直流端口设备将能源设备接入网络，建立通信链路和能源连接链路；根据所述能源设备的设备型号、电能格式和电信号频率，对经过所述能源设备的电信号进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换。进一步，所述根据所述能源设备的设备型号、电能格式和电信号频率，对经过所述能源设备的电信号进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换，进一步包括：通过所述通信链路获取所述能源设备的设备型号、电能格式和电信号频率；根据所述设备型号和电能格式，选择对应的驱动程序；根据所述电能格式和所述电信号频率，利用所述驱动程序控制所述交直流端口设备进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换，以实现对经过所述能源设备的电信号的转换。进一步，所述利用所述驱动程序控制所述交直流端口设备进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换，进一步包括：闭合所述直流输入端口和所述交流输出端口对应开关，以实现直流到交流的转换；或者闭合所述交流输入端口与所述直流/单相交流输出端口对应开关，以分别实现交流到直流的转换或交流到交流的转换；或者闭合所述直流输入端口和所述直直变换输出端口对应开关，以实现直流到直流的转换。进一步，所述进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换，进一步包括：先将输入的交流信号通过PWM调制形成目标频率对应的直流信号，然后通过低通滤波器恢复成所述目标频率的交流信号，并进行输出；或者将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以实现直流信号幅度与占空比的变化，从而获得目标幅度与占空比的直流信号，并进行输出；或者基于输入的交流信号，对电路开关器件的通断进行控制，获得一系列幅值相等的脉冲；基于PWM调制技术，按预定规则对各脉冲的宽度进行调制，从而获得目标幅度和占空比的直流信号，并进行输出；或者先将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以改变直流信号的电压、占空比和等价交流信号频率；然后基于面积等效原理，将斩波后的信号通过目标频率的低通滤波器，从而获得目标频率的交流信号，并进行输出。具体的，所述驱动程序在所述交直流端口设备内运行。本专利技术实施例提出一种交直流通用端口设备，在一个硬件设备上集成了交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换和直流交流转换功能，实现了对网络中各种不同类型的能源设备的通用接口，满足不同类型、不同种类生产设备高效运行，能够极大的降低硬件设计的复杂度，减轻硬件生产成本；通过本专利技术实施例提供的一种交直流转换方法，可以自适应的获取网络中各能源设备的设备型号等信息，从而自适应的驱动电信号的转换，大大提高能源转换效率，提高能量路由器乃至能源互联网的整体性能。附图说明图1为本专利技术实施例所述交直流通用端口设备的模块框架示意图；图2为本专利技术实施例基于IGBT的交直流通用端口设备的电路示意图；图3为本专利技术实施例所述交直流转换方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。不同于传统的多端口变换设备和方法，本专利技术实施例针对各种类型(光伏、风电、天然气涡轮发电设备、各种类型的用电负荷设备)的分布式能源互联网设备需要快速、有效的接入能源互联网的需求，采用统一的硬件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直流端口设备，其特征在于，包括交流交流转换模块、直流直流转换模块、交流直流转换模块、直流交流转换模块以及开关控制模块；所述交流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制且进行滤波，将输入的交流信号转换为目标频率的交流信号输出；所述直流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波，将输入的直流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；所述交流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制，将输入的交流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；所述直流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波且进行滤波，将输入的直流信号转换为目标频率的交流信号输出；所述开关控制模块，用于进行开关切换，以实现所述交直流端口设备进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换。

【技术特征摘要】
1.一种交直流端口设备，其特征在于，包括交流交流转换模块、直流直流转换模块、交流直流转换模块、直流交流转换模块以及开关控制模块；所述交流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制且进行滤波，将输入的交流信号转换为目标频率的交流信号输出；所述直流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波，将输入的直流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；所述交流直流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行调制，将输入的交流信号转换为目标幅度和占空比的直流信号输出；所述直流交流转换模块，用于利用脉宽调制PWM技术进行斩波且进行滤波，将输入的直流信号转换为目标频率的交流信号输出；所述开关控制模块，用于进行开关切换，以实现所述交直流端口设备进行交流交流转换、直流直流转换、交流直流转换或直流交流转换。2.根据权利要求1所述的交直流端口设备，其特征在于，还包括直流输入端口、直流/单相交流输出端口、交流输入端口、交流输出端口和直直变换输出端口；所述开关控制模块，进一步用于：闭合所述直流输入端口和所述交流输出端口对应开关，以实现直流到交流的转换；或者闭合所述交流输入端口与所述直流/单相交流输出端口对应开关，以分别实现交流到直流的转换或交流到交流的转换；或者闭合所述直流输入端口和所述直直变换输出端口对应开关，以实现直流到直流的转换。3.根据权利要求2所述的交直流端口设备，其特征在于，还包括：与所述交流输出端口并联的低通滤波器；所述低通滤波的一端连接PWM调制解调电路，另一端通过输出端口连接用户设备，用于滤除直流到交流转换过程中的杂波。4.根据权利要求3所述的交直流端口设备，其特征在于，所述交流交流转换模块，进一步用于：先将输入的交流信号通过PWM调制形成目标频率对应的直流信号，然后通过低通滤波器恢复成所述目标频率的交流信号，并进行输出；所述直流直流转换模块，进一步用于：将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以实现直流信号幅度与占空比的变化，从而获得目标幅度与占空比的直流信号，并进行输出；所述交流直流转换模块，进一步用于：基于输入的交流信号，对电路开关器件的通断进行控制，获得一系列幅值相等的脉冲；基于PWM调制技术，按预定规则对各脉冲的宽度进行调制，从而获得目标幅度和占空比的直流信号，并进行输出。所述直流交流转换模块，进一步用于：先将输入的直流信号通过PWM电路进行斩波，以改变直流信号的电压、占空比和等价交流信号频率；然后基于面积等效原理，将斩波后的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹军威，明阳阳，谢挺，胡俊峰，郭明星，梅东升，陈裕兴，
申请(专利权)人：清华大学，北京智中能源互联网研究院有限公司，北京能源集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11