[发明专利]一种多能种能源互联路由器及其控制方法

权利要求书

1.一种多能种能源互联路由器，其特征在于：包括多端口电机（1），能源转换器（2）、第一双向电力电子变换器（4）、控制器（6）；所述多端口电机（1）包括内转子（12）、定子（11）以及位于内转子（12）和定子（11）之间的外转子（13）；所述能源转换器（2）用于将化石能源转换成机械能，所述能源转换器（2）的机械能输出端连接所述内转子（12），所述外转子（13）连接机械负载（3）；所述定子（11）上设有第一绕组，所述第一绕组通过第一双向电力电子变换器（4）连接到公共电网，所述控制器（6）分别连接能源转换器（2）和第一双向电力电子变换器（4）的控制端。

2.根据权利要求1所述的多能种能源互联路由器，其特征在于：所述多能种能源互联路由器还包括第二双向电力电子变换器（5），所述内转子（12）上设有第二绕组；所述内转子（12）上的第二绕组通过第二双向电力电子变换器（5）连接到新能源系统和储能单元，所述第二双向电力电子变换器（5）的控制端连接所述控制器（6）。

3.根据权利要求2所述的多能种能源互联路由器的控制方法，其特征在于：能源侧到负载侧的能量传输方式包括如下三种控制方法：

控制方法1：控制器（6）通过控制第二双向电力电子变换器（5）来控制新能源系统输出电能到内转子（12）的第二绕组，并通过内转子（12）和外转子（13）之间的电磁耦合作用转换为机械能驱动机械负载（3）；

控制方法2：控制器（6）控制能源转换器（2）将化石能源转换成机械能后驱动内转子（12）转动，并通过内转子（12）与外转子（13）之间的电磁耦合作用使得外转子（13）转动来驱动机械负载（3）；

控制方法3：控制器（6）通过控制第一双向电力电子变换器（4）来控制公共电网输出电能到定子（11）上的第一绕组，并通过定子（11）和外转子（13）之间的电磁耦合作用使得外转子（13）转动来驱动机械负载（3）；

当机械负载（3）需要外转子（13）驱动时，选择所述三种控制方法中的一种或多种控制方法。

4.根据权利要求3所述的多能种能源互联路由器的控制方法，其特征在于：还包括化石能源侧或新能源系统侧到公共电网侧的能量传输方式，其控制方法包括：

控制方法4：控制器（6）通过控制第二双向电力电子变换器（5）来控制新能源系统输出电能到内转子（12）的第二绕组，并通过电机内的电磁场传递到定子（11）上的第一绕组，再经第一双向电力电子变换器（4）控制输入公共电网；

控制方法5：控制器（6）控制能源转换器（2）将化石能源转换成机械能后驱动内转子（12）转动，并通过电机内的电磁场传递到定子（11）上的第一绕组，再经第一双向电力电子变换器（4）控制输入公共电网。

5.根据权利要求4所述的多能种能源互联路由器的控制方法，其特征在于：当机械负载（3）需要外转子（13）驱动时，首先选择控制方法1；若新能源系统输出电能转换为机械能的功率小于机械负载（3）的额定驱动功率时，且此时公共电网处于负荷高峰或处于峰电价时，选择控制方法2；若新能源系统输出电能转换为机械能的功率小于机械负载（3）的额定驱动功率时，且此时公共电网处于负荷低峰或处于谷电价时，选择控制方式3；若新能源系统输出电能转换为机械能的功率大于机械负载（3）的额定驱动功率时，选择控制方法4。

6.根据权利要求5所述的多能种能源互联路由器的控制方法，其特征在于：当新能源系统输出电能转换为机械能的功率小于机械负载（3）的额定驱动功率时，且选择控制方法2时，还包括同时选择控制方法5的步骤。

7.根据权利要求3所述的多能种能源互联路由器的控制方法，其特征在于：还包括当机械负载（3）受外力作用带动外转子（13）旋转时的控制方法：

控制方法6：定子（11）和外转子（13）之间通过电磁耦合作转换得到的电能通过第一双向电力电子变换器（4）传输至公共电网；

控制方法7：定子（11）和外转子（13）之间通过电磁耦合作转换得到的电能通过第二双向电力电子变换器（5）传输至储能单元。