能源路由器制造技术

本发明专利技术涉及一种能源路由器，包括高压交流接口、低压交流接口、直流接口和隔离型双向DC/DC模块，高压交流接口和低压交流接口均包括交流侧和直流侧；隔离型双向DC/DC模块连接高压交流接口的直流侧、低压交流接口的直流侧和直流接口，高压交流接口的交流侧连接高压交流系统，低压交流接口的交流侧连接低压交流系统，直流接口连接直流系统。通过隔离型双向DC/DC模块分别连接高压交流接口、低压交流接口和直流接口，将不同类型的电力接口进行组合，可实现多种不同电力系统之间的电能交换，交换效率高，能源路由器功能性强。

Energy router

The invention relates to an energy router, which comprises a high voltage AC interface, a low voltage AC interface, a direct current interface and an isolated bidirectional DC/DC module. The AC side of the HVDC interface, the HVDC interface is connected with the HVDC system, the AC side of the HVDC interface is connected with the HVDC system, and the DC interface is connected with the HVDC system. By connecting high voltage AC interface, low voltage AC interface and DC interface separately with isolated bidirectional DC/DC module, different types of power interface can be combined to realize power exchange between different power systems, with high exchange efficiency and strong energy router function.

【技术实现步骤摘要】
能源路由器
本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种能源路由器。
技术介绍
能源互联网是一种能实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络，能源路由器是能源互联网的关键设备，是实现能源互联网中能量交换、新能源和负载接入的重要技术手段。现有的能源路由器以电力电子变压器替代传统变压器，通常是利用电力电子变压器变压与隔离的功能，电力接口少，不便于扩展，从而功能性弱。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种提供多个接口、功能性强的能源路由器。一种能源路由器，包括高压交流接口、低压交流接口、直流接口和隔离型双向DC/DC模块，所述高压交流接口和所述低压交流接口均包括交流侧和直流侧；所述隔离型双向DC/DC模块连接所述高压交流接口的直流侧、所述低压交流接口的直流侧和所述直流接口，所述高压交流接口的交流侧连接高压交流系统，所述低压交流接口的交流侧连接低压交流系统，所述直流接口连接直流系统。上述能源路由器，隔离型双向DC/DC模块用于实现隔离和变压，高压交流接口用于与高压交流系统或高压交流系统内负载之间的能量交换，低压交流接口用于与低压交流系统或低压交流系统内负载之间的能量交换，直流接口用于与直流系统或直流系统内负载之间的能量交换；通过隔离型双向DC/DC模块分别连接高压交流接口、低压交流接口和直流接口，将不同类型的电力接口进行组合，可实现多种不同电力系统之间的电能交换，交换效率高，能源路由器功能性强。附图说明图1为一实施例中能源路由器的结构图；图2为另一实施例中能源路由器的结构图；图3为一实施例中高压交流接口的结构图；图4为一实施例中隔离型双向DC/DC模块的结构图；图5为一实施例中低压交流接口的结构图；图6为另一实施例中低压交流接口的结构图；图7为一实施例中直流接口的结构图；图8为一应用例中能源路由器的具体实施电路图。具体实施方式参考图1，一实施例中的能源路由器，包括高压交流接口110、隔离型双向DC/DC模块120、低压交流接口130和直流接口140；高压交流接口110和低压交流接口130均包括交流侧和直流侧。隔离型双向DC/DC模块120连接高压交流接口110的直流侧、低压交流接口130的直流侧和直流接口140，高压交流接口110的交流侧连接高压交流系统(图未示)，低压交流接口130的交流侧连接低压交流系统(图未示)，直流接口140连接直流系统(图未示)。隔离型双向DC/DC模块120用于进行隔离和变压。其中，高压交流系统、低压交流系统和直流系统指外部的电能网，可以是供电系统，也可以是负载系统。例如，通过高压交流接口110连接高压交流系统，可以是接入高压交流系统的电能进行转换给低压交流系统或直流系统供电，也可以是将低压交流系统或直流系统的电能转换后给高压交流系统中的用电设备供电。通过低压交流接口130连接低压交流系统，可以是接入低压交流系统的电能进行转换给高压交流系统或直流系统供电，也可以是将高压交流系统或直流系统的电能转换后给低压交流系统中的用电设备供电。通过直流接口140连接直流系统，可以是接入直流系统的电能进行转换给高压交流系统或低压交流系统供电，也可以是将高压交流系统或低压交流系统的电能转换后给直流系统中的用电设备供电。上述能源路由器，隔离型双向DC/DC模块120用于实现隔离和变压，高压交流接口110用于与高压交流系统或高压交流系统内负载之间的能量交换，低压交流接口130用于与低压交流系统或低压交流系统内负载之间的能量交换，直流接口140用于与直流系统或直流系统内负载之间的能量交换；通过隔离型双向DC/DC模块120分别连接高压交流接口110、低压交流接口130和直流接口140，将不同类型的电力接口进行组合，可实现多种不同电力系统之间的电能交换，交换效率高，能源路由器功能性强。在一实施例中，参考图2，高压交流接口110、隔离型双向DC/DC模块120、低压交流接口130和直流接口140的数量均为多个，隔离型双向DC/DC模块120包括第一直流端口和第二直流端口。各隔离型双向DC/DC模块120的第一直流端口各通过一组直流母线连接所有的高压交流接口110的直流侧。多个隔离型双向DC/DC模块120的第二直流端口通过同一组直流母线连接各低压交流接口130的直流侧和各直流接口140。例如，图2中有N个高压交流接口110、Z个隔离型双向DC/DC模块120、M个低压交流接口130和P个直流接口140；第一个、第二个至第N个高压交流接口110的交流侧分别通过端口A1、B1、C1、A2、B2、C2、……AN、BN、CN连接高压交流系统的三相火线；第一个、第二个至第M个低压交流接口130的交流侧分别通过端口a1、b1、c1、a2、b2、c2、……aM、bM、cM连接低压交流系统的三相火线，并分别通过端口n1、n2、……nM连接低压交流系统的零线；第一个、第二个至第P个直流接口140分别通过端口DC1+、DC1-、DC2+、DC2-……DCP+、DCP-连接直流系统的正极和负极。Z个隔离型双向DC/DC模块120的第一直流端口分别连接的直流母线的序号为1、2、…、Z，Z个隔离型双向DC/DC模块120的第二直流端口连接的同一组直流母线的序号为Z+1；第1到Z组直流母线均与N个高压交流接口110连接，第1+Z组直流母线连接M个低压交流接口130和P个直流接口140。通过设置多个高压交流接口110、隔离型双向DC/DC模块120、低压交流接口130和直流接口140，提供多种不同类型的接口，从而实现多种接口之间的能量交换；同时，隔离型双向DC/DC模块120的第一直流端口连接的多组直流母线可连接多个高压交流接口110，第二直流端口连接的直流母线可连接多个低压交流接口130和多个直流接口140，可方面扩展更多的接口。如此，可进一步提高能源路由器的能量交换效率。在一实施例中，参考图3，高压交流接口110包括三个高压相单元111，各高压相单元111均包括第一电感L1和多个级联H桥1110。隔离型双向DC/DC模块120的数量与同一高压交流接口110中级联H桥1110的数量相等，同一高压交流接口110的多个级联H桥1110与各隔离型双向DC/DC模块120一一对应连接。例如，参考图2和3，隔离型双向DC/DC模块120的数量为Z，一个高压相单元111中有C个级联H桥1110，则一个高压交流接口110中包含的级联H桥1110的数量为3C，满足Z＝3*C；高压交流接口110中的第一个级联H桥1110连接第1个隔离型双向DC/DC模块120，具体为通过第1组直流母线连接第1个隔离型双向DC/DC模块120，第二个级联H桥1110通过第2组直流母线连接第2个隔离型双向DC/DC模块120，依次对应连接，直到第3C个级联H桥1110通过第Z组直流母线连接第Z个隔离型双向DC/DC模块120。同一高压相单元111中的多个级联H桥1110相互级联后一端连接对应高压相单元111中第一电感L1的一端，各高压相单元111中的多个级联H桥1110级联后另一端相互连接，第一电感L1另一端连接高压交流系统的一相火线。本实施例中，同一个高压交流接口110的三个第一电感L1分别通过端口Ax、Bx、Cx连接高压交流系统的三相火线，其中x表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能源路由器，其特征在于，包括高压交流接口、低压交流接口、直流接口和隔离型双向DC/DC模块，所述高压交流接口和所述低压交流接口均包括交流侧和直流侧；所述隔离型双向DC/DC模块连接所述高压交流接口的直流侧、所述低压交流接口的直流侧和所述直流接口，所述高压交流接口的交流侧连接高压交流系统，所述低压交流接口的交流侧连接低压交流系统，所述直流接口连接直流系统。

【技术特征摘要】
1.一种能源路由器，其特征在于，包括高压交流接口、低压交流接口、直流接口和隔离型双向DC/DC模块，所述高压交流接口和所述低压交流接口均包括交流侧和直流侧；所述隔离型双向DC/DC模块连接所述高压交流接口的直流侧、所述低压交流接口的直流侧和所述直流接口，所述高压交流接口的交流侧连接高压交流系统，所述低压交流接口的交流侧连接低压交流系统，所述直流接口连接直流系统。2.根据权利要求1所述的能源路由器，其特征在于，所述高压交流接口、所述隔离型双向DC/DC模块、所述低压交流接口和所述直流接口的数量均为多个，所述隔离型双向DC/DC模块包括第一直流端口和第二直流端口；各隔离型双向DC/DC模块的第一直流端口各通过一组直流母线连接所有的高压交流接口的直流侧；多个隔离型双向DC/DC模块的第二直流端口通过同一组直流母线连接各低压交流接口的直流侧和各直流接口。3.根据权利要求1所述的能源路由器，其特征在于，所述高压交流接口包括三个高压相单元，各高压相单元均包括第一电感和多个级联H桥；所述隔离型双向DC/DC模块的数量与同一高压交流接口中所述级联H桥的数量相等，同一高压交流接口的多个级联H桥与各隔离型双向DC/DC模块一一对应连接；同一高压相单元中的多个级联H桥相互级联后一端连接对应高压相单元中第一电感的一端，各高压相单元中的多个级联H桥级联后另一端相互连接，所述第一电感另一端连接所述高压交流系统的一相火线。4.根据权利要求3所述的能源路由器，其特征在于，所述级联H桥包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、直流侧和交流侧，多个级联H桥的直流侧作为所述高压交流接口的直流侧，多个级联H桥的交流侧作为所述高压交流接口的交流侧；所述级联H桥的直流侧和交流侧均包括正端和负端，所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述第三开关模块和所述第四开关模块均包括第一端、第二端和控制端；所述第一开关模块的第一端连接所述第二开关模块的第一端，且公共端作为所述级联H桥的直流侧的正端且连接所述隔离型双向DC/DC模块，所述第一开关模块的第二端连接所述第三开关模块的第一端，且公共端作为所述级联H桥的交流侧的正端，所述第二开关模块的第二端连接所述第四开关模块的第一端，且公共端作为所述级联H桥的交流侧的负端，所述第三开关模块的第二端连接所述第四开关模块的第二端，且公共端作为所述级联H桥的直流侧的负端且连接所述隔离型双向DC/DC模块，所述第一开关模块的控制端、所述第二开关模块的控制端、所述第三开关模块的控制端和所述第四开关模块的控制端分别连接驱动装置；同一高压相单元中，前一级联H桥的交流侧的负端连接后一级联H桥的交流侧的正端使多个级联H桥级联，级联的第一个级联H桥的交流侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：田兵，雷金勇，郭晓斌，李鹏，谭勤学，于力，喻磊，马溪原，魏文潇，占恺峤，简淦杨，郑宇，史训涛，唐渊，白浩，练依情，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44