本发明专利技术公开了一种基于能量路由器的交流微网系统及中压风光储充电站，交流微网系统包括外部电网、储能单元、风光电能、负载和能量路由器；外部电网接能量路由器的端口控制器一、储能单元接能量路由器的端口控制器二、风光电能接能量路由器的端口控制器三、负载接能量路由器的端口控制器N，分别形成各自独立的电气回路；外部电网的端口控制器一、储能单元的端口控制器二和负载的端口控制器N为双向可逆，风光电能的端口控制器三为单向不可逆；根据计算机下发的指令，由控制单元调控储能单元、风光电能和负载对应的能量耦合单元的端口电压，改变能量耦合单元内电力变压器对应绕组的匝电势，控制电能在端口间的定向定量传递。控制电能在端口间的定向定量传递。控制电能在端口间的定向定量传递。
【技术实现步骤摘要】
基于能量路由器的交流微网系统及中压风光储充电站
[0001]本专利技术涉及交流微网系统和充电站，尤其是基于能量路由器的交流微网系统和中压风光储充电站及充电站群。
技术介绍
[0002]现有风光储能充电站方案是将风光电或储能通过DC/DC并联在整流模块内部的直流母线回路中，或将光伏或储能通过DC/AC并联在380V低压交流母线上；这两类方案的缺点是极易造成直流母线或低压交流供电线路短路，导致系统崩溃。
[0003]另一类方案是风光电能或储能通过DC/AC直接并网，与现场充电站没有电气交集，缺点是无法实现风光电能和储能的就地消纳。
[0004]风光电能、储能和超充桩大量无序接入电网，电网最新提出建设新型电力系统明确要求：用户接入装置必需具有主动响应能力，缺少主动响应，构建新型电力系统的经济成本将不可承受；要求2030年需求侧响应规模达到最大用电负载的5
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10%， 2060年达到最大用电负载的15
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20%。到当下还没有具有主动响应能力的充电站投入运行。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是，提出一种能够解决上述问题的能量路由器和基于能量路由器的交流微网系统，以及基于交流微网系统的风光储充电站及充电站群。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种新型能量路由器1，能量路由器1具有功率接入端口、通讯端口、能量耦合单元2和控制单元3；功率端口串接有端口控制器，端口控制器包括端口控制器I1、端口控制器I2、端口控制器I3和端口控制器IN；各种电能接入需要经过端口控制器I1或端口控制器或端口控制器I3或端口控制器IN后，再与能量耦合单元2对应端口连接形成电气回路，每个回路的电压和电流不尽相同；控制单元3通讯端口IO与端口控制器I1、端口控制器I2、端口控制器I3、端口控制器IN和能量耦合单元2的通讯口连接；控制单元3的PC通讯口与外部计算机9连接，计算机9通过PC通讯口下发指令给控制单元3；由控制单元3调节一个或多个端口参数，控制电能在能量路由器1的端口之间的定向传递和和定量流动；能量路由器1遵从所有端口的能量之和为零，和能量路由器1能耗理论值为零的规则。
[0007]基于能量路由器1的交流微网系统M包括外部电网4、储能5、风光电能6、负载7和能量路由器1；外部电网4接能量路由器1的I1口、储能5接能量路由器1的I2口、风光电能6接能量路由器1的I3口、负载7接能量路由器1的IN口，分别形成各自独立的电气回路；外部电网4的端口控制器I1、储能5的端口控制器I2和负载7的端口控制器IN为双向可逆，风光电能6的端口控制器I3为单向不可逆；根据计算机9下发的指令，由控制单元3调控储能5、风光电能6和负载7对应的能量耦合单元2的端口电压，改变能量耦合单元2内电力变压器对应绕组的匝电势，控制电能在端口间的定向定量传递。
[0008]进一步的，所述负载为负载消纳性。
[0009]本专利技术中基于能量路由器1的交流微网系统M的能量耦合单元2包括多绕组的工频电力变压器；其中压的电压范围限定为1
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66kV。
[0010]与现有技术相比，本专利技术优点在于：电网需要充电站暂停充电业务时，可利用交流微网系统中的储能继续运营；当电网需要时交流微网系统中储能和风光电能可并网，支持电网的削峰填谷调频调压；不同的充电站的储存的电能通过能量路由器借道电网，实现充电站的储能互借。
附图说明
[0011]图1是本专利技术实施例的能量路由器原理图。
[0012]图2是本专利技术实施例的基于能量路由器的交流微网系统原理图。
[0013]图3是本专利技术实施例的中压风光储充电站原理图。
[0014]图4是本专利技术实施例的中压风光储充电站群原理图。
[0015]图1
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4中：虚线框1表示能量路由器、2是能量耦合单元、3是控制单元、4是外部电网、5是储能单元、6是风光电能、7是负载、8充电桩、9是计算机、I1是端口控制器一、I2是端口控制器二、I3是端口控制器三、IN是端口控制器N、虚线框M表示交流微网系统、虚线框C1和虚线款CM表示是光储充电站。
具体实施方式
[0016]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细阐述。
[0017]图1是本专利技术实施例的能量路由器原理图。本实施例的能量路由器具有功率接入和通讯两类端口，由能量耦合单元2和控制单元3组成，功率接入端口串接有端口控制器，端口控制器包括端口控制器一I1、端口控制器二I2、端口控制器三I3和端口控制器NIN；电能接入需要经过端口控制器一I1或端口控制器二I2或端口控制器三I3或端口控制器NIN后，再与所述能量耦合单元2对应端口连接形成电气回路，每个电气回路的电压和电流不尽相同；所述控制单元3的通讯端口IO与端口控制器一I1、端口控制器二I2、端口控制器三I3、端口控制器NIN和能量耦合单元2的通讯端口连接；所述控制单元3的PC通讯口与外部计算机9连接，外部计算机9通过PC通讯口下发指令给所述控制单元3；由所述控制单元3调节一个或多个端口参数，控制电能在能量路由器的端口之间的定向传递和定量流动；能量路由器遵从所有端口的能量之和为零，和能量路由器能耗理论值为零的规则。
[0018]本实施例的基于能量路由器的中压风光储充电站C1,包括外部电网4、储能单元5、风光电能6、充电桩8和能量路由器1；外部电网4接能量路由器1的I1口、储能单元5接能量路由器1的I2口、风光电能6接能量路由器1的I3口、充电桩8接能量路由器1的IN口，分别形成各自独立的电气回路；外部电网4的端口控制器一I1、储能单元5的端口控制器二I2和充电桩8的端口控制器NIN为双向可逆，风光电能6的端口控制器三I3为单向不可逆；根据计算机9下发的指令，由控制单元3调控储能单元5、风光电能6和充电桩8对应的能量耦合单元2的端口电压，改变能量耦合单元2内电力变压器对应绕组的匝电势，控制电能在端口间的定向定量传递；充电桩8接入的V2G车辆时，车辆内电池的电能回送电网；当电网需要时交流微网
系统中储能和风光电能可并网，支持电网的削峰填谷调频调压。
[0019]图2是本专利技术实施例的基于能量路由器的交流微网系统原理图。图3是本专利技术实施例的中压风光储充电站原理图。
[0020]实施例二给出如图4所示的基于N台能量路由器的中压风光储充电站C1
……
CM,所组成的充电站群；充电站群中的交流微网的中压风光储充电站均包括外部电网4、储能单元5、风光电能6、充电桩8和能量路由器1；外部电网4接能量路由器1的I1口、储能单元5接能量路由器1的I2口、风光电能6接能量路由器1的I3口、充电桩8接能量路由器1的IN口，分别形成各自独立的电气回路；外部电网4的端口控制器一I1、储能单元5的端口控制器二I2和充电桩8的端口控制器NIN为双向可逆，风光电能6的端口控制器三I3为单向不可逆；根据计算机9下发的指令，由控制单元3调控储能单元5、风光电能6和充电桩8对应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种能量路由器，它具有功率接入和通讯两类端口，由能量耦合单元（2）和控制单元（3）组成，其特征在于：功率接入端口串接有端口控制器，端口控制器包括端口控制器一（I1）、端口控制器二（I2）、端口控制器三（I3）和端口控制器N（IN）；电能接入需要经过端口控制器一（I1）或端口控制器二（I2）或端口控制器三（I3）或端口控制器N（IN）后，再与所述能量耦合单元（2）对应端口连接形成电气回路，每个电气回路的电压和电流不尽相同；所述控制单元（3）的通讯端口（IO）与端口控制器一（I1）、端口控制器二（I2）、端口控制器三（I3）、端口控制器N（IN）和能量耦合单元（2）的通讯端口连接；所述控制单元（3）的PC通讯口与外部计算机（9）连接，外部计算机（9）通过PC通讯口下发指令给所述控制单元（3）；由所述控制单元（3）调节一个或多个端口参数，控制电能在能量路由器的端口之间的定向传递和定量流动；能量路由器遵从所有端口的能量之和为零，和能量路由器能耗理论值为零的规则。2.一种基于能量路由器的交流微网系统，所述交流微网系统（M）由外部电网（4）、储能单元（5）、风光电能（6）、负载（7）和能量路由器（1）组成，所述能量路由器（1）是权利要求1所述的能量路由器，其特征在于：所述外部电网（4）接所述能量路由器（1）的端口控制器一（I1）、所述储能单元（5）接所述能量路由器（1）的端口控制器二（I2）、所述风光电能（6）接所述能量路由器（1）的端口控制器三（I3）、所述负载（7）接所述能量路由器（1）的端口控制器N（IN），分别形成各自独立的电气回路；所述电网（4）连接的端口控制器一（I1）、所述储能（5）连接的端口控制器二（I2）和所述负载（7）连接的端口控制器N（IN）为双向可逆，所述风光电能（6）连接的端口控制器三（I3）为单向不可逆；根据计算机（9）下发的指令，由所述控制单元（3）调控储能单元（5）、风光电能（6）和负载（7）对应的能量耦合单元（2）的端口电压，改变能量耦合单元（2）内电力变压器对应绕组的匝电势，控制电能在端口间的定向定量传递。3.根据权利要求2所述的基于能量路由器的交流微网系统，其特征在于：基于能量路由器（1）的交流微网系统（M）的能量耦合单元包括多绕组的工频电力变压器；其中电压范围限定为1
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66kV。4.一种基于能量路由器的中压风光储充电站，所述中压风光储充电站（C1）由外部电网（4）、储能单元（5）、风光电能（6）、充电桩（8）和能量路由器（1）组成，所述能量路由器（1）是权利要求1所述的能量路由器，其特征在于：外部电网（4）接所述能量路由器1的端口控制器一（I1）、储能单元（5）接所述能量路由器（1）的端口控制器二（I2）、风光电能（6）接所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛建仁，庄平，
申请(专利权)人：南京国信能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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