一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，包括：EMS控制单元、直流母线、双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块和交流输出模块；所述EMS控制单元与所述双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块、交流输出模块和BMS模块连接；所述双向AC/DC模块经输入端与交流配电网相连接，所述双向AC/DC模块输出端与所述的直流母线连接；所述光伏换流模块输入端与光伏板组件连接，所述光伏换流模块输出端与所述直流母线连接；所述储能换流模块输入端与所述直流母线连接。本实用新型专利技术通过设定负荷工作的优先级，优化了负荷能量分配；具有良好的应用前景。

A low voltage energy router with load priority control

【技术实现步骤摘要】
一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器
本技术涉及能源
，尤其涉及一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器。
技术介绍
近年来，为了缓解能源危机、减小工业排放污染，大量的分布式可再生能源发电装置并入电网。由于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。为了减轻电网压力、增加可再生能源利用率，大量储能设备随之加入电网为波动的能量流提供缓冲。因此，传统的单一集中式发电正逐渐向集中式、分布式并存的发电方式转变，电能的单向流动正变为多向流动方式。上述集中式、分布式并存的发电方式是的电能的管理增加了复杂度，同时，以电动车为代表的新型不确定性的负载加入，使电能的流动和管理变得更加复杂。传统电力系统的配电运行方式很难胜任这样复杂的要求。基于电力电子技术的能源路由器是一种具备多个友好接入多形式能量输入、输出接口的电力设备，内部采用直流公共母线作为能量交互桥梁，对于分布式能源及存储的接入可以省去多余的能量变换器件，提高了能源的使用效率。目前能源路由器对于接入负荷作为统一对象管理，无法根据负荷重要性合理分配能量。
技术实现思路
针对上述现有技术存在不足，本技术提供一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器。本技术采用的技术方案为：一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，包括：EMS控制单元、直流母线、双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块和交流输出模块；所述EMS控制单元与所述双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块、交流输出模块和BMS模块连接；所述双向AC/DC模块经输入端与交流配电网相连接，所述双向AC/DC模块输出端与所述的直流母线连接；所述光伏换流模块输入端与光伏板组件连接，所述光伏换流模块输出端与所述直流母线连接；所述储能换流模块输入端与所述直流母线连接，所述储能换流模块输出端与储能电池相连接；所述直流输出模块输入端与所述直流母线连接，所述直流输出模块输出端连接至直流负载；所述交流输出模块输入端与所述的直流母线连接，所述交流输出模块输出端连接至交流负载。作为本技术的进一步技术方案为：所述EMS控制单元预设负荷类型并对负荷进行优先级配置，所述负荷类型包括A类敏感性负荷、B类协调性负荷和C类一般性负荷；EMS控制单元根据设定的负载优先级、负载功率及无交流配网供电时需求运行时间综合计算安全值；其中，A类敏感性负荷，需求在无交流配网供电情况下连续运行若干小时；B类协调性负荷，需求在无交流配网供电情况下根据光伏换流模块输出功率及储能容量情况决定是否对其供电；C类一般性负荷，在无交流配网供电情况下不对其进行供电。作为本技术的进一步技术方案为：所述EMS控制单元的运行方式包括并网运行方式和离网运行方式，其中并网运行方式和离网运行方式根据交流配电网的正常与故障状态进行自动切换。作为本技术的进一步技术方案为：所述并网运行方式分为能量剩余模式和能量吸收模式；其中能量剩余模式为光伏换流模块输出功率大于总负荷额定功率，通过储能换流模块对储能电池进行充电，其余通过双向AC/DC模块输送至电网；当电池实际容量小于安全值时，若电能未满足储能换流模块达到额定充电功率，则启动双向AC/DC模块补充不足功率；当电池容量大于安全值且小于满容量时，如果功率不能满足储能换流模块充电功率，不启动双向AC/DC模块。作为本技术的进一步技术方案为：所述能量吸收模式为：光伏换流模块输出功率小于总负荷额定功率，则启动双向AC/DC模块从交流配电网中获取电能以补充不足功率。作为本技术的进一步技术方案为：所述能量吸收模式还包括：如果电池容量大于安全值且小于满容量，在电价为谷值时值时，双向AC/DC模块通过则储能换流模块为储能电池充电；如果在电价为峰值时，双向AC/DC模块不向储能换流模块输出功率。作为本技术的进一步技术方案为：所述EMS控制单元在离网运行时分为正常运行模式和节能运行模式两种控制方式。作为本技术的进一步技术方案为：所述正常运行模式为：光伏换流模块输出功率大于A类敏感性负荷额定功率和B类协调性负荷额定功率之和，剩余能量通过储能换流模块对储能电池进行充电。作为本技术的进一步技术方案为：所述节能运行模式为：光伏换流模块输出功率小于A类敏感性负荷额定功率和B类协调性负荷额定功率之和，当电池实际容量大于安全值时，储能电池处于放电状态，通过储能换流模块为A类敏感性负荷及B类协调性负荷供电；当电池实际容量小于安全值时，储能电池处于放电状态，通过储能换流模块为A类敏感性负荷供电，切除B类协调性负荷。本技术的有益效果为：本技术提供的能源路由器可接入交流配电网、分布式光伏电源、储能电池、直流负荷、交流负荷，通过设定负荷工作的优先级，根据优先级进行能量分配；优化了负荷能量分配，智能控制电能按需流动，通过直流母线作为连接，形成能源局域网的源、网、荷、储协调运行模式；具有良好的应用前景。附图说明图1为本技术提出的一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器结构图；图2为本技术提出的能源路由器的运行方式结构图；图3为本技术提出的并网运行方式下的控制流程图；图4为本技术所述的离网运行方式下的控制流程图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本技术进行详细描述。本技术提出一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，相比于交流电网，直流电网具有不可比拟的优势。从输电层面来讲，直流输电网比交流输电网更加稳定，因此，采用直流模式建设大电网可以从根本上消除交流电网的稳定性问题；除此之外，直流输电还非常适合应用于大电网的远距离功率输送；从配电层面来讲，未来用户负荷对直流电源的需求将呈上升趋势，且比例也会日益增大。例如电动汽车、半导体照明、计算机与微处理器、通信系统设备、部分家用电器等都以直流作为电源。以上是本申请的核心思想，为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图对本申请作进一步的详细说明。应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。如图1所示，为本技术提出的一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器结构图。参照图1，本技术提出的一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，包括：EMS控制单元101、直流母线102、双向AC/DC模块103、光伏换流模块104、储能换流模块105、直流输出模块106和交流输出模块107；所述EMS控制单元101与所述双向AC/DC模块103、光伏换流模块104、储能换流模块105、直流输出模块106、交流输出模块107和BMS模块连接108；所述双向AC/DC模块103经输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，其特征在于，包括：EMS控制单元、直流母线、双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块和交流输出模块；/n所述EMS控制单元与所述双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块、交流输出模块和BMS模块连接；/n所述双向AC/DC模块经输入端与交流配电网相连接，所述双向AC/DC模块输出端与所述的直流母线连接；所述光伏换流模块输入端与光伏板组件连接，所述光伏换流模块输出端与所述直流母线连接；所述储能换流模块输入端与所述直流母线连接，所述储能换流模块输出端与储能电池相连接；所述直流输出模块输入端与所述直流母线连接，所述直流输出模块输出端连接至直流负载；所述交流输出模块输入端与所述的直流母线连接，所述交流输出模块输出端连接至交流负载。/n

【技术特征摘要】
1.一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，其特征在于，包括：EMS控制单元、直流母线、双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块和交流输出模块；
所述EMS控制单元与所述双向AC/DC模块、光伏换流模块、储能换流模块、直流输出模块、交流输出模块和BMS模块连接；
所述双向AC/DC模块经输入端与交流配电网相连接，所述双向AC/DC模块输出端与所述的直流母线连接；所述光伏换流模块输入端与光伏板组件连接，所述光伏换流模块输出端与所述直流母线连接；所述储能换流模块输入端与所述直流母线连接，所述储能换流模块输出端与储能电池相连接；所述直流输出模块输入端与所述直流母线连接，所述直流输出模块输出端连接至直流负载；所述交流输出模块输入端与所述的直流母线连接，所述交流输出模块输出端连接至交流负载。


2.根据权利要求1所述的一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，其特征在于，所述EMS控制单元预设负荷类型并对负荷进行优先级配置，所述负荷类型包括A类敏感性负荷、B类协调性负荷和C类一般性负荷；EMS控制单元根据设定的负载优先级、负载功率及无交流配网供电时需求运行时间综合计算安全值；其中，
A类敏感性负荷，需求在无交流配网供电情况下连续运行若干小时；
B类协调性负荷，需求在无交流配网供电情况下根据光伏换流模块输出功率及储能容量情况决定是否对其供电；
C类一般性负荷，在无交流配网供电情况下不对其进行供电。


3.根据权利要求1所述的一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，其特征在于，所述EMS控制单元的运行方式包括并网运行方式和离网运行方式，其中并网运行方式和离网运行方式根据交流配电网的正常与故障状态进行自动切换。


4.根据权利要求3所述的一种具备负荷优先级控制的低压能源路由器，其特征在于，所述并网运行方式分为能量剩余模式和能量吸收模式；
其中能量剩余模式为光...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红福，叶伟，赵先洁，任帅，余娟，
申请(专利权)人：安徽南瑞继远电网技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34