一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器，包括高压侧、隔离端、低压侧和主控模块，所述高压侧包括电网接入模块和高压交流负载接入模块，所述隔离端包括直流母线隔离模块，所述低压侧包括储能接入模块、光伏介入模块、直流负载接入模块和低压交流负载接入模块；本实用新型专利技术在满足基本能量路由器功能以外还增加了母线隔离功能，该能量路由器通过直流母线隔离模块将不同接入模块基于直流母线电压等级划分为高压侧与低压侧，高压侧直流母线电压为800V，低压侧侧直流母线电压为400V，高压侧与低压侧通过直流母线隔离模块进行隔离且能有效避免不同模块间的电磁干扰，更易满足交直流电网的接入需求，有效降低能量路由器本身的电能质量问题。身的电能质量问题。身的电能质量问题。

【技术实现步骤摘要】
一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器


[0001]本技术涉及路由器
，具体为一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器。

技术介绍

[0002]随着化石燃料的存量枯竭、环境污染的日益严峻以及分布式能源的规模化发展，现有电网架构将难以满足未来的发展需求，能源互联网概念应运而生。能量路由器作为能源互联网的基础设备，肩负着不同形式、等级电压转换以及能量管理的重要任务。能量路由器作为一种开发式的能量载体一方面可以为各类分布式能源、负荷甚至电网提供灵活且标准化的电力电子接口；另一方面可以对各端口的电气量进行实时的采集和控制，以满足电网的调度需求，为能源互联网的有效稳定运行提供数据保障。
[0003]为满足不同地区不同气候的能源互联网结构，目前的能量路由器还需要解决以下问题：一、需满足于不同的连接形式，以及不同电压等级的源与负荷，且不相互影响；二、不同的端口能量都可以通过储能模块进行调配；三、需满足部分单元间能量的双向流动；四、可以解决一定的电网问题，比如：短路、断路等电网故障问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，该能量路由器结构基于高频DC/DC功率单元，灵活搭建出电网接入模块、高压交流负载接入模块、直流母线隔离模块、光伏接入模块、直流负载接入模块、低压交流负载接入模块与储能接入模块，可以实现不同模块间的隔离功能，一方面可以避免不同功能模式切换时母线两端互相影响造成的不利影响；另一方面也可以直流母线隔离模块可以实现在一台能量路由器中接入不同电压等级直流母线，可满足不同负荷与源的接入。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器，包括高压侧、隔离端、低压侧和主控模块，所述高压侧包括电网接入模块和高压交流负载接入模块，所述隔离端包括直流母线隔离模块，所述低压侧包括光伏接入模块、储能接入模块、直流负载接入模块和低压交流负载接入模块；
[0006]所述电网接入模块与高压侧直流母线电性连接、所述高压交流负载接入模块通过逆变器与高压侧直流母线电性连接；所述光伏接入模块通过高频隔离DC/CD功率模块与低压侧直流母线电性连接、所述直流母线隔离模块通过两组级联型高频隔离DC/DC模块连接高压侧直流母线与低压侧直流母线、所述储能接入模块通过高频隔离DC/DC功率模块与低压侧直流母线电性连接、所述直流负载接入模块通过直流升降压模块与低压侧直流母线电性连接、所述低压交流负载接入模块通过逆变器与低压侧直流母线电性连接。
[0007]所述主控模块分别与所述电网接入模块、高压交流负载接入模块、光伏接入模块、直流母线隔离模块、储能接入模块、直流负载接入模块、低压交流负载接入模块之间电性连接。
[0008]其中，所述直流母线隔离模块由多组级联高频隔离DC/DC功率模块构成，高频隔离
DC/DC功率模块采用DAB结构，实现电压等级的升降转换和输入侧输出侧间的电气隔离。
[0009]其中，所述储能接入模块包括单组高频隔离DC/DC功率模块，储能接入模块通过高频隔离功率模块一端与输出侧直流母线连接，另一端与储能电池包电性连接。
[0010]其中，所述光伏接入模块包括单组高频隔离DC/DC功率模块，所述高频隔离DC/DC功率模块由功率半导体开关、支撑电容与滤波电路组成，光伏接入模块一端通过支撑电容与输入侧直流母线电性连接，另一端通过光伏接入口与光伏板电性连接。
[0011]其中，所述直流负载接入模块包括单组直流升降压模块，所述直流升降压模块由功率半导体器件、储能电容与滤波电感组成，直流负载接入模块通过升降压模块一端与输出侧直流母线连接，另一端与直流负载连接。
[0012]其中，所述交流负载接入模块包括逆变器模块，所述交流负载接入模块通过逆变器模块一端与直流母线连接，另一端与交流负载连接。
[0013]其中，所述主控模块包括核心控制板、采样板、上级通信板、液晶显示板和驱动板，所述核心控制板采用ARM+FPGA控制方式，包括ARM芯片、FPGA芯片、AD采样模块、驱动信号生成模块；所述主控模型通过以上部分与各功率模块互联。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015]1、本技术将能量路由器不同功能模块基于属性划分为高压侧与低压侧；
[0016]2、本技术的直流母线部分引入由高频隔离DC/DC功率模块构成的直流隔离模块，对能量路由器高压侧与低压侧进行隔离；
[0017]3、本技术的高压侧根据模块性能特点选择不具有隔离功能的拓扑结构，减小装置体积与系统复杂程度，提高经济效率；
[0018]4、本技术考虑能量路由器工作模型，低压侧储能模块拓扑选择高频隔离DC/DC拓扑，其余功能模块选择不具有隔离功能的拓扑，当仅低压端投入工作时仍然可以对低压侧中的能量提供方与能量消耗方进行电气隔离。
附图说明
[0019]图1是本技术基本结构框图；
[0020]图2是本技术电网接入模块的结构框图；
[0021]图3是本技术光伏接入模块细节图；
[0022]图4是本技术母线隔离模块细节图；
[0023]图5是本技术高频隔离DC/DC功率模块细节图；
[0024]图6是本技术储能接入模块细节图；
[0025]图7是本技术直流负载接入模块细节图；
[0026]图8是本技术低压交流负载接入模块细节图；
[0027]图9是本技术高压交流负载接入模块细节图；
[0028]图10是本技术主控模块细节图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的
实施例。
[0030]请参阅图1
‑
9，本技术提供一种技术方案：一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器，包括高压侧、隔离端、低压侧和主控模块，高压侧包括电网接入模块和高压交流负载接入模块，隔离端包括直流母线隔离模块，低压侧包括储能接入模块、光伏接入模块、直流负载接入模块和低压交流负载接入模块；
[0031]其中，电网接入模块通过变流器与输入侧直流母线电性连接，光伏接入模块通过高频隔离DC/DC模块与输入侧直流母线电性连接，直流母线隔离模块通过级联型高频隔离DC/DC模块连接输入侧直流母线与输出侧直流母线，储能接入模块通过高频DC/DC功率模块与输出侧直流母线电性连接，直流负载接入模块通过直流升降压模块与输出侧直流母线电性连接，交流负载接入模块通过逆变器与输出侧直流母线电性连接。
[0032]其中，主控模块分别与电网接入模块、高压交流接入模块、光伏接入模块、直流母线隔离模块、储能接入模块、直流负载接入模块、低压交流负载接入模块之间电性连接。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器，包括高压侧、隔离端、低压侧和主控模块，其特征在于：所述高压侧包括电网接入模块和高压交流负载接入模块，所述隔离端包括直流母线隔离模块，所述低压侧包括光伏接入模块、储能接入模块、直流负载接入模块和低压交流负载接入模块；所述电网接入模块与高压侧直流母线电性连接、所述高压交流接入模块通过与高压侧直流母线电性连接；所述直流母线隔离模块通过级联型高频隔离DC/DC模块连接高压侧直流母线与低压侧直流母线；所述光伏接入模块通过buck
‑
boost变流器与低压侧直流母线电性连接、所述储能接入模块通过高频DC/DC功率模块与低压侧直流母线电性连接、所述直流负载接入模块通过直流升降压模块与低压侧直流母线电性连接，所述低压交流负载接入模块通过逆变器与输出侧直流母线电性连接；所述主控模块分别与所述电网接入模块、高压交流接入模块、光伏接入模块、直流母线隔离模块、储能接入模块、直流负载接入模块、交流负载接入模块之间电性连接。2.根据权利要求1所述的一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器，其特征在于：所述高压侧与所述低压侧直流母线电压等级不同。3.根据权利要求1所述的一种采用高频隔离DC/DC的能量路由器，其特征在于：所述光伏接入为主体由高频隔离DC/DC功率模块构成，所述高频隔离DC/DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚盛，陈思倩，
申请(专利权)人：广州善博睿科技有限公司，
类型：新型
国别省市：