[发明专利]一种直流能源路由器及微电网系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流能源路由器及微电网系统的控制方法。

背景技术

现有的直流微电网由直流微电源、储能装置、负荷等构成，直流微电源包括风电、太阳能、燃料电池等分布式能源，类型较多，且具有间歇性、随机性的特点，输出电压存在不稳定、电压水平不一致的问题，各直流能源不能直接汇集，无法对各直流能源实行统一调配控制。目前普遍的解决方案是各分布式能源通过电力电子变换装置电压进行DC/DC变换连接到直流母线，直流母线再通过电力电子变换装置为不同电压等级的交直流负载提供电能，所述微电源输出电压和功率由各独立微电源控制器调节。

目前已有最相近似的方案是公开号为CN105932779A的专利中提到了一种微电网的能量路由器，其包括直流母线、发电设备可控开关组、并网转换模块和电力控制系统等。分布式发电设备、用电负载、电网直接与路由器连接，所述路由器集成度高，可满足特定需求，但同时存在输入接口不统一、可移植性差、不利于扩展的问题，难以适应微电网灵活控制的要求。

现有技术虽可解决多种分布式能源的接入问题，但同时存在控制不够灵活，不能提供统一的接口，可移植性、可扩展性较差，无法对微网电力潮流分布进行动态控制的问题。

因此，有必要设计一种直流能源路由器及微电网系统的控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直流能源路由器及微电网系统的控制方法，该直流能源路由器及微电网系统的控制方法易于实施，微电网系统在系统监控器的统一监控下运行，安全可靠性高。

发明的技术解决方案如下：

一种直流能源路由器的控制方法，所述的直流能源路由器包括主电路、驱动电路和控制电路；

主电路包括输入端口、降压式变换电路(BUCK电路)和输出端口；

所述的输入端口用于接连接外部的直流微电源，；

所述的输出端口用于接连接外部的直流母线；

所述的降压式变换电路包括阻塞二极管(D1)、继电保护开关(EMI)、通道开关(SSI)、IGBT、续流二极管(D2)、电感(L1)和电容(C1)；阻塞二极管、继电保护开关、通道开关和IGBT串接在输入端口的正端与续流二极管的阴极之间；电感接在续流二极管的阴极与输出端口的正端之间；电容与输出端口并联；输入端口的负端和输出端口的负端均与续流二极管的阳极相连；

驱动电路与控制模块相连，并受控于控制模块；驱动电路的3个输出端分别接继电保护开关、通道开关和IGBT的控制端；驱动模块输出电平信号到继电保护开关和通道开关，驱动电路输出PWM信号到IGBT的控制端(即IGBT的G极)；

阻塞二极管(D1)、继电保护开关(EMI)、通道开关(SSI)、IGBT可以依次串联，也可以随意串联，不改变其电气特性。

所述的直流能源路由器还包括用于采集反馈电压或电流信号的数据采集电路；数据采集电路与控制模块相连；

数据采集电路包括第一电压检测电路、第二电压检测电路和电流反馈电路；

第一电压检测电路和第二电压检测电路分别用于检测输入端口与输出端口的电压，电流反馈电路用于检测输出端口的输出电流；

控制电路接收外部控制指令对主电路实施控制。

包括如下步骤：

步骤1：设定监控参数；

步骤2：检测直流能源路由器输入电压是否在预设范围内；若是则进入下一步，否则继续检测直流能源路由器输入电压；

步骤3：接通继电保护开关和通道开关；并根据监控参数控制PWM波形输出，从而控制直流能源路由器的输出电压和电流；

步骤4：检侧输出电压、电流是否超出阈值，若超出则断开继电保护开关和通道开关，停止电压及电流输出；并返回步骤1。

步骤1中的监控参数来自所述的外部控制指令。

一种微电网系统的控制方法，所述的微电网系统包括系统监控器(即能源管理平台)、直流能源路由器、蓄电池模块和变流模块；

直流能源路由器具有多个用于接入直流微电源的电源输入端口；直流能源路由器的多个输出端口与直流母线相连；

蓄电池模块通过接驳模块与直流母线相连；

变流模块与直流母线相连，变流模块用于为交流或直流负载供电；

直流能源路由器、蓄电池模块和变流模块均与系统监控器相连，并均受控于系统监控器；

控制方法为：