[发明专利]基于直流微电网逆变器的能源路由器及其负荷分配控制方法

说明书

本发明公开了一种基于直流微电网逆变器的能源路由器及其负荷分配控制方法，其中，所述能源路由器包括n个输入端口、n个升降压变换电路、n个二极管和1个输出端口，n为正整数，每一所述升降压变换电路的输入端连接一所述输入端口，输出端串联一所述二极管，所有二极管的输出端皆并联至所述输出端口，在使用时，每一所述输入端口连接一外部直流电源，所述输出端口连接外部直流母线。本发明结构简单，易于实施，且准确度更高。

技术领域

本发明涉及电力技术，尤其涉及一种基于直流微电网逆变器的能源路由器及其负荷分配控制方法。

背景技术

近年来，为解决能源短缺问题和采用传统化石能源的环境污染问题，对于清洁无污染的可再生能源譬如太阳能、风能的开发和利用日益受到重视，这将使得能源载体的种类变得越来越多样化，用电系统很可能连接着多种供电来源。如何实现不同能源载体的输入、输出、转换、存储，实现不同能源形式的互联互补、生产与消费环节的有机贯通则成了需要解决的问题。同时，由于传统电力系统为交流形式，因此微电网研究更多集中于交流微电网方面，但是直流微电网具有其独特的优势。

由于不存在无功、谐波等问题，直流微电网中的系统电能质量问题更容易被治理；而且随着直流电源(光伏池板，燃料电池等)和直流负荷(LED灯，电动汽车等)的不断增加，采用直流型公共母线可以避免多余的能量变换环节，使系统整体效率得以提升。随着近年来用户对电能质量、系统效率要求的提高，对直流微电网的研究也在逐步变多。

传统的负荷分配方法为基于基尔霍夫定律的下垂控制负荷分配方法。该方法虽然可以精确分配负荷，但是会带来较大的电压和功率波动。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种基于直流微电网逆变器的能源路由器及其负荷分配控制方法，本发明实现不同能源载体的输入、输出、转换、存储，实现不同能源形式的互联互补。本发明结构简单，易于实施，能够很好地融入到综合能源中。

技术方案：本发明所述的基于直流微电网逆变器的能源路由器包括n个输入端口、n个升降压变换电路、n个二极管和1个输出端口，n为正整数，每一所述升降压变换电路的输入端连接一所述输入端口，输出端串联一所述二极管，所有二极管的输出端皆并联至所述输出端口，在使用时，每一所述输入端口连接一外部直流电源，所述输出端口连接外部直流母线。

进一步的，所述升降压变换电路具体为DC-DC升降压逆变器。所述外部直流电源包括光伏发电设备、燃料电池、蓄电池中至少一种。

本发明所述的基于上述能源路由器的负荷分配控制方法包括：

(1)将输入端口连接的外部直流电源进行优先级分级；

(2)对于不同优先级的多个外部直流电源，采用与其连接的二极管进行负荷粗分配；

(3)对于相同优先级内的多个外部直流电源，通过功率平衡进行负荷细分配。

进一步的，步骤(2)具体包括：

(2.1)对于不同优先级的多个外部直流电源，从最高优先级别到最低优先级别的外部直流电源进行排列；

(2.2)调整与外部直流电源连接的二极管，使得相邻优先级的外部直流电源经升降压变换电路的输出电压具有0.5V的电压差，完成外部直流电源的负荷粗分配。

进一步的，步骤(3)具体包括：

(3.1)对于相同优先级内的多个外部直流电源，根据各外部直流电源分配的功率计算其经升降压变换电路的输出理想电流I₁,I₂,...,I_m：