一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器及运行方法技术

本发明专利技术公开了一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器及运行方法，所述直流路由器包括功率模块和控制通讯模块；所述功率模块包括通过直流母线连接的第一AC/DC变换器、第二AC/DC变换器、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器和第四DC/DC变换器，所述控制通讯模块响应上级调度控制指令，协调所述功率模块中的各变换器的功率潮流；其中，所述第一AC/DC变换器与所述第一DC/DC变换器连接，所述第二AC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器和第四DC/DC变换器与所述第一DC/DC变换器连接。本发明专利技术提供的一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器及运行方法，解决了电网、发电、储能和配电系统之间相对分散的问题，实现发电、储能、配电、并网一体化协调控制及通讯集成。及通讯集成。及通讯集成。

【技术实现步骤摘要】
一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器及运行方法


[0001]本专利技术属于光伏发电
，尤其涉及一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器及运行方法。

技术介绍

[0002]大型地面光伏电站占地面积大一般均采用35kV中压电压等级输电，传统光伏电站的建设模式包含了光伏发电系统、储能系统、低压配电系统、中压电网系统。这些系统通过能量管理系统对其进行控制，且每个系统的需要配置和管理设备数量较多，每个系统均为独立配套设备，电站整体设备分布较为分散，占地面积大，系统集成度不高，难以达到发电、储能、配电、并网的一体化协调控制。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器及运行方法，以解决中压电网、光伏发电、储能和低压配电系统之间相对分散的问题，实现发电、储能、配电、并网的一体化协调控制及通讯集成。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0005]本专利技术首先提供了一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器，所述直流路由器包括功率模块和控制通讯模块；所述功率模块包括通过直流母线连接的第一AC/DC变换器、第二AC/DC变换器、第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器和第四DC/DC变换器，所述控制通讯模块用于响应上级调度的控制指令，协调所述功率模块中的各个变换器的功率潮流。
[0006]所述第一AC/DC变换器的DC端通过所述直流母线连接至所述第一DC/DC变换器的第一端，所述第二DC/DC变换器的第一端、所述第三DC/DC变换器的第一端、所述第四DC/DC变换器的第一端以及所述第一AC/DC变换器的DC端分别通过所述直流母线连接至所述第一DC/DC变换器的第二端。
[0007]所述第一AC/DC变换器的AC端设置为双向并网接口用于连接至中压电网，所述第二DC/DC变换器的第二端为光伏端口用于连接光伏发电设备，所述第三DC/DC变换器的第二端设置为储能端口用于连接储能设备，所述第四DC/DC变换器的第二端设置为直流输出端口用于连接直流负载；所述第二AC/DC变换器的AC端设置为交流输出端口用于连接交流负载。
[0008]优选地，所述双向并网接口和所述储能端口配置有双向计量电能表，所述光伏端口、所述直流输出端口和所述交流输出端口分别配置有单向计量电能表。
[0009]优选地，所述控制通讯模块内设置有以太网通讯中心，所述以太网通讯中心分别与两个AC/DC变换器和四个DC/DC变换器以及上级调度通讯连接。
[0010]优选地，所述中压电网的电压为10kV～35kV。
[0011]优选地，所述直流输出端口输出的电压为48V～220V。
[0012]优选地，所述交流输出端口输出的电压为220V～400V。
[0013]本专利技术还提供了一种用于源荷储协调运行的运行方法，采用如上所述的直流路由器，所述运行方法包括：
[0014]向所述光伏端口接入所述光伏发电设备，所述光伏发电设备输出的电压分别依次经过所述第二DC/DC变换器、所述第一DC/DC变换器和所述第一AC/DC变换器的变换后由所述直流母线通过所述双向并网接口向所述中压电网供电，同时由所述直流母线分别向所述第三DC/DC变换器、所述第四DC/DC变换器和所述第二AC/DC变换器提供电压经变换后，分别通过所述储能端口、所述直流输出端口和所述交流输出端口向所述储能设备、所述直流负载和所述交流负载供电。
[0015]所述光伏端口接入所述光伏发电设备无法输出电压时，由接入所述第一AC/DC变换器的所述中压电网通过所述双向并网接口向所述直流母线提供电压或者是由接入所述储能端口的所述储能设备向所述直流母线提供电压，再由所述直流母线分别通过所述直流输出端口和所述交流输出端口向所述直流负载和所述交流负载供电；
[0016]所述控制通讯模块与上级调度保持通讯正常，实时响应上级调度的控制指令，协调所述功率模块中的各个变换器的功率潮流，保持发电、储能、配电、并网的一体化协调控制。
[0017]本专利技术提供的直流路由器，包括功率模块和控制通讯模块，在功率模块中采用整流
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DC/DC
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逆变的三级式变换模式，电压从光伏端口输出经过功率模块中的两个DC/DC
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逆变器和AC/DC变换器实现三级式变换，由直流路由器设置的双向并网接口、储能端口、直流输出端口、交流输出端口输出，实现发电、储能、配电、并网一体化运行，同时设置与上级调度和功率模块中的DC/DC变换器和所述AC/DC变换器保持通讯连接的所述控制通讯模块，协调功率模块中的各个变换器的功率潮流。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例提供的直流路由器结构示意图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。
[0020]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与根据本专利技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。
[0021]图1是本专利技术实施例的直流路由器的结构示意图。如图1所示，所述直流路由器包括功率模块1和控制通讯模块2；所述功率模块1包括通过直流母线3连接的第一AC/DC变换器41、第二AC/DC变换器42、第一DC/DC变换器51、第二DC/DC变换器52、第三DC/DC变换器53和第四DC/DC变换器54，所述控制通讯模块2用于响应上级调度的控制指令，协调所述功率模块1中的各个变换器的功率潮流。
[0022]其中，如图1所示，所述第一AC/DC变换器41的DC端通过所述直流母线3连接至所述
第一DC/DC变换器51的第一端，所述第二DC/DC变换器52的第一端、所述第三DC/DC变换器53的第一端、所述第四DC/DC变换器54的第一端以及所述第一AC/DC变换器41的DC端分别通过所述直流母线3连接至所述第一DC/DC变换器51的第二端。
[0023]其中，如图1所示，所述第一AC/DC变换器41的AC端设置为双向并网接口6用于连接至中压电网7，所述第二DC/DC变换器52的第二端为光伏端口8用于连接光伏发电设备9，所述第三DC/DC变换器53的第二端设置为储能端口10用于连接储能设备11，所述第四DC/DC变换器54的第二端设置为直流输出端口12用于连接直流负载13；所述第二AC/DC变换器42的AC端设置为交流输出端口14用于连接交流负载15。
[0024]具体的，如图1所示，所述光伏发电设备9向所述光伏端口8输出电压，依次经所述功率模块1中的所述第二DC/DC变换器52、所述第一DC/DC变换器51和所述第一AC/DC变换器41实现三级变换后通过所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于源荷储协调运行的多端口直流路由器，其特征在于，所述直流路由器包括功率模块(1)和控制通讯模块(2)；所述功率模块(1)包括通过直流母线(3)连接的第一AC/DC变换器(41)、第二AC/DC变换器(42)、第一DC/DC变换器(51)、第二DC/DC变换器(52)、第三DC/DC变换器(53)和第四DC/DC变换器(54)，所述控制通讯模块(2)用于响应上级调度的控制指令，协调所述功率模块(1)中的各个变换器的功率潮流；所述第一AC/DC变换器(41)的DC端通过所述直流母线(3)连接至所述第一DC/DC变换器(51)的第一端，所述第二DC/DC变换器(52)的第一端、所述第三DC/DC变换器(53)的第一端、所述第四DC/DC变换器(54)的第一端以及所述第一AC/DC变换器(41)的DC端分别通过所述直流母线(3)连接至所述第一DC/DC变换器(51)的第二端；所述第一AC/DC变换器(41)的AC端设置为双向并网接口(6)用于连接至中压电网(7)，所述第二DC/DC变换器(52)的第二端为光伏端口(8)用于连接光伏发电设备(9)，所述第三DC/DC变换器(53)的第二端设置为储能端口(10)用于连接储能设备(11)，所述第四DC/DC变换器(54)的第二端设置为直流输出端口(12)用于连接直流负载(13)；所述第二AC/DC变换器(42)的AC端设置为交流输出端口(14)用于连接交流负载(15)。2.根据权利要求1所述的直流路由器，其特征在于，所述双向并网接口(6)和所述储能端口(10)配置有双向计量电能表，所述光伏端口(8)、所述直流输出端口(12)和所述交流输出端口(14)分别配置有单向计量电能表。3.根据权利要求1所述的直流路由器，其特征在于，所述控制通讯模块(2)内设置有以太网通讯中心(21)，所述以太网通讯中心(21)分别与两个AC/DC变换器(41、42)和四个DC/DC变换器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞秀岚，王珣，李晓峰，白卫刚，李宪，马庆虎，曹立柱，马丽，倪昊，
申请(专利权)人：青海黄河光伏系统设计咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：