一种多端口的储能能量路由器制造技术

本发明专利技术属于能量路由器技术领域，公开了一种多端口的储能能量路由器，包括设置有多端口的能量路由器拓扑电路、控制单元以及储能单元，能量路由器拓扑电路设置有双直流母线和交流母线组，能量路由器拓扑电路与储能单元电性连接，且能量路由器拓扑电路通过若干接入端口电性连接有负载和发电系统，控制单元分别与能量路由器拓扑电路、储能单元以及发电系统通信连接，且控制单元通信连接有调度中心。本发明专利技术解决了现有技术存在的的电流损耗大，发热严重，制造成本高，端口类型过于单一，功能性差，供能类型单一，稳定性差以及安全性低的问题。稳定性差以及安全性低的问题。稳定性差以及安全性低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多端口的储能能量路由器


[0001]本专利技术属于能量路由器
，具体涉及一种多端口的储能能量路由器。

技术介绍

[0002]“能量路由器”定义为：是融合电网信息物理系统的具有计算、通信、精确控制、远程协调、自治，以及即插即用的接入通用性的智能体，具有如下基本特点：采用全柔性架构的固态设备；兼具传统变压器、断路器、潮流控制装置和电能质量控制装置的功能；可以实现交直流无缝混合配用电；分布式电源、柔性负荷(分布式储能、电动汽车)装置即插即用接入；具有信息融合的智能控制单元，实现自主分布式控制运行和能量管理；集成坚强的通信网络功能。能量路由器是能源互联网的关键技术，是一种在现有电网基础上，基于先进的电力电子技术和信息网络技术，提供灵活多样的电气接口，实现大量分布式可再生能源发电设备、储能设备、各种用电负载接入电网，并且具有通讯和智能决策能力，实现对电力网络能量流、信息流主动管理的智能电力设备。
[0003]现有技术存在以下的问题：
[0004]1)现有的能量路由器的结构往往是使用一条直流母线连接多个电力电子装置，并且通过控制多个电力电子装置来实现多个端口的能量交互，这种情况下对于直流母线的电流质量要求高，并且在大功率情况下，其直流母线上会产生较大的电流损耗，线路和电力电子装置发热严重，增加制造成本，另外单一直流母线只能支持与之相应电压等级的设备，设备兼容性差。
[0005]2)现有的能量路由器虽然设置有多端口，但是端口类型过于单一，功能性差，并且能量路由器的电路拓扑结构往往基于单一的直流母线或者交流母线，无法满足同时给交流负载和直流负载进行供能，也无法实现交流母线
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直流母线之间的电能转移和调度。
[0006]3)现有的微电网系统中，仅仅在母线之间进行能源调度，无法实现母线、储能系统以及发电系统之间的能源调度，导致其微电网系统的稳定性差，当发电系统产生大量电能进行并网，导致微电网发生电压电流振荡，容易烧坏负载造成经济损失，严重时甚至发生安全事故，安全性低。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术存在的电流损耗大，发热严重，制造成本高，端口类型过于单一，功能性差，供能类型单一，稳定性差以及安全性低的问题，本专利技术目的在于提供一种多端口的储能能量路由器。
[0008]本专利技术所采用的技术方案为：
[0009]一种多端口的储能能量路由器，包括设置有多端口的能量路由器拓扑电路、控制单元以及储能单元，能量路由器拓扑电路设置有双直流母线和交流母线组，能量路由器拓扑电路与储能单元电性连接，且能量路由器拓扑电路通过若干接入端口电性连接有负载和发电系统，控制单元分别与能量路由器拓扑电路、储能单元以及发电系统通信连接，且控制
单元通信连接有调度中心，双直流母线包括两条直流电压等级不同的直流母线，交流母线组包括至少两条的交流电压等级不同的交流母线。
[0010]进一步地，能量路由器拓扑电路包括逆变器模块、变换器模块以及能量控制器，逆变器模块的一端分别与双直流母线中每条直流母线电性连接，且逆变器模块的另一端电性连接有交流母线，交流母线通过交流接入端口电性连接有交流负载，能量控制器与逆变器模块和变换器模块通信连接，且能量控制器分别与双直流母线中每条直流母线电性连接。
[0011]进一步地，逆变器模块包括若干离网逆变器，每个离网逆变器的一端分别通过第一断路器与双直流母线中每条直流母线电性连接，且每个离网逆变器的另一端一一对应的电性连接有一段交流母线，每个第一断路器的控制端与控制单元通信连接，每段交流母线通过交流接入端口电性连接有对应交流电压等级的交流负载。
[0012]进一步地，变换器模块包括隔离风电变流器、隔离光伏变流器、隔离直流变换器以及交错式直流变换器，隔离风电变流器、隔离光伏变流器、隔离直流变换器以及交错式直流变换器的一端均分别通过第二断路器与双直流母线中每条直流母线电性连接，且隔离风电变流器的另一端通过直流接入端口电性连接有风力发电系统，每个第二断路器的控制端与控制单元通信连接，隔离光伏变流器的另一端通过直流接入端口电性连接有光伏发电系统，隔离直流变换器的另一端均通过直流接入端口电性连接有直流负载，交错式直流变换器与储能单元电性连接。
[0013]进一步地，控制单元包括主控制模块、静态双路切换模块、通讯模块、发电接入管理模块以及储能管理模块，主控制模块分别与能量控制器、静态双路切换模块、通讯模块、发电接入管理模块、储能管理模块、第一断路器以及第二断路器通信连接，若干静态双路切换模块一一对应的设置于逆变器模块和对应的交流母线之间，且若干静态双路切换模块一一对应的设置于变换器模块和对应的直流负载之间，发电接入管理模块通信连接有外部的光伏发电系统和风力发电系统，储能管理模块与储能单元通信连接，通讯模块通信连接有调度中心。
[0014]进一步地，双直流母线包括一条750V直流母线和一条375V直流母线，交流母线组包括一条220V交流母线以及一条110V交流母线。
[0015]进一步地，还包括数据采集单元，数据采集单元包括数据采集控制器、直流数据采集模块以及交流数据采集模块，数据采集控制器分别与主控制模块、直流数据采集模块以及交流数据采集模块通信连接；
[0016]直流数据采集模块包括直流负荷采集器和直流电流/电压采集器，直流负荷采集器接入变换器模块与直流负载之间，直流电流/电压采集器接入双直流母线中的每一条直流母线；
[0017]交流数据采集模块包括交流负荷采集器和交流电流/电压采集器，直流负荷采集器接入逆变器模块与交流负载之间，交流电流/电压采集器接入直流母线。
[0018]进一步地，多端口的储能能量路由器的应用为储能能量路由器与负载和发电系统之间进行电能调度，电能调度方法，包括如下步骤：
[0019]实时采集双直流母线和所有交流母线的母线数据，并将母线数据发送至调度中心；
[0020]调度中心生成电能调度方案，并发送至控制单元；
[0021]根据电能调度方案，控制单元控制能量路由器拓扑电路和储能单元结合负载和发电系统进行电能调度。
[0022]进一步地，电能调度方案包括：单端口电能调度方案和多端口电能调度方案。
[0023]进一步地，单端口电能调度方案包括：网
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荷电能调度、源
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荷电能调度、储
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荷电能调度、源
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储电能调度、网
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储电能调度、源
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网电能调度以及网
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网电能调度；
[0024]多端口电能调度方案包括：网
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网
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荷电能调度、储
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网
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荷电能调度、源
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网
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荷电能调度、源
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多端口的储能能量路由器，其特征在于：包括设置有多端口的能量路由器拓扑电路、控制单元以及储能单元，所述的能量路由器拓扑电路设置有双直流母线和交流母线组，能量路由器拓扑电路与储能单元电性连接，且能量路由器拓扑电路通过若干接入端口电性连接有负载和发电系统，所述的控制单元分别与能量路由器拓扑电路、储能单元以及发电系统通信连接，且控制单元通信连接有调度中心，所述的双直流母线包括两条直流电压等级不同的直流母线，所述的交流母线组包括至少两条的交流电压等级不同的交流母线。2.根据权利要求1所述的多端口的储能能量路由器，其特征在于：所述的能量路由器拓扑电路包括逆变器模块、变换器模块以及能量控制器，所述的逆变器模块的一端分别与双直流母线中每条直流母线电性连接，且逆变器模块的另一端电性连接有交流母线，所述的交流母线通过交流接入端口电性连接有交流负载，所述的能量控制器与逆变器模块和变换器模块通信连接，且能量控制器分别与双直流母线中每条直流母线电性连接。3.根据权利要求2所述的多端口的储能能量路由器，其特征在于：所述的逆变器模块包括若干离网逆变器，每个所述的离网逆变器的一端分别通过第一断路器与双直流母线中每条直流母线电性连接，且每个离网逆变器的另一端一一对应的电性连接有一段交流母线，每个所述的第一断路器的控制端与控制单元通信连接，每段所述的交流母线通过交流接入端口电性连接有对应交流电压等级的交流负载。4.根据权利要求3所述的多端口的储能能量路由器，其特征在于：所述的变换器模块包括隔离风电变流器、隔离光伏变流器、隔离直流变换器以及交错式直流变换器，所述的隔离风电变流器、隔离光伏变流器、隔离直流变换器以及交错式直流变换器的一端均分别通过第二断路器与双直流母线中每条直流母线电性连接，且隔离风电变流器的另一端通过直流接入端口电性连接有风力发电系统，每个所述的第二断路器的控制端与控制单元通信连接，所述的隔离光伏变流器的另一端通过直流接入端口电性连接有光伏发电系统，所述的隔离直流变换器的另一端均通过直流接入端口电性连接有直流负载，所述的交错式直流变换器与储能单元电性连接。5.根据权利要求4所述的多端口的储能能量路由器，其特征在于：所述的控制单元包括主控制模块、静态双路切换模块、通讯模块、发电接入管理模块以及储能管理模块，所述的主控制模块分别与能量控制器、静态双路切换模块、通讯模块、发电接入管理模块、储能管理模块、第一断路器以及第二断路器通信连接，若干所述的静态双路切换模块一一对应的设置于逆变器模块和对应的交流母线之间，且若干静态双路切换模块一一对应的设置于变换器模块和对应的直流负载之间，所述的发电接入管理模块通信连接有外部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何周平，柴若愚，陈洪才，
申请(专利权)人：成都星宇融科电力电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：