[发明专利]一种直流能量路由器及其控制方法

说明书

发明提供的一种直流能量路由器及其控制方法，涉及的模块较少，仅包括：输入/输出端口、变流模块、隔离变压器和测控保护模块；所述输入/输出端口与变流模块连接；所述测控保护模块通过公共母线连接所述变流模块和隔离变压器，用于获取电流信号和电压信号，对直流配电网电路进行保护和控制；所述电流信号和电压信号正常，则导通所述直流配电网电路，否则，切断所述直流配电网电路。由于本法发明提供的技术方案中涉及的模块少，导致能量传输损耗小、造价低，具有普适性。

技术领域

本发明涉及直流能量路由器设计领域，具体涉及一种直流能量路由器及其控制方法。

背景技术

随着新能源、新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求不断提高，现有交流配电网将面临分布式新能源(电源)接入、负荷和用电需求多样化、潮流均衡协调控制复杂化，以及电能供应稳定性、高效性、经济性等方面的巨大挑战。风电、光伏发电、燃料电池，以及电动汽车动力电池、超级电容器等各种储能装置基本上都是直流电(或采用直流电技术)，必须通过DC/AC换流器才能并入交流配电网；众多办公与家用电器设备采用直流供电实际上更为方便、节能；越来越多的工业负荷采用变频技术以提高电能利用效率。此时，采用以直流为主导的配电制，在提高配电网运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式发电灵活安全接入方面显示出交流系统所不具备的优越性。

然而，当前直流配电网结构大多都采用共直流母线结构，直流母线依次连接变流模块、隔离变压器、变流模块形成直流能源子网。此结构存在构建不同电压等级的子网系统时所需模块多，造价高；不同子网之间的能量交换时所需经过的模块多，损耗大等问题。同时，当前直流配电电压等级设定混乱，没有遵循统一的电压等级设定原则。随着能源互联网的发展，解决以上问题显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提供一种直流能量路由器及其控制方法。

本发明提供的技术方案是：

一种直流能量路由器，包括：

输入/输出端口、变流模块、隔离变压器和测控保护模块；

所述输入/输出端口与变流模块连接；

所述测控保护模块通过公共母线连接所述变流模块和隔离变压器，用于获取电流信号和电压信号，当所述电流信号和电压信号正常，则导通所述直流配电网电路，否则，切断所述电流信号和电压信号不正常的直流配电网电路支路。

优选的，所述输入/输出端口由多个输入端口和输出端口并联构成；

所述输入端口与所述变流模块连接；

所述输出端口与直流电网、分布式电源、储能或直流负荷连接。

优选的，所述变流模块，包括：开关管全桥电路、输出滤波电容、交流端口和直流端口；

所述变流模块由所述开关管全桥电路与输出滤波电容并联构成，一端为直流端口，另一端为交流端口；

所述直流端口连接所述输入/输出端口；

所述交流端口连接所述隔离变压器；

当所述变流模块工作在逆变模式时，所述直流端口作为输入端；当所述变流模块工作在整流模式时，所述交流端口作为输入端，用于相互转换交流电和直流电。

优选的，所述隔离变压器，包括：传输电感、变压器和交流端口；

所述隔离变压器由所述传输电感和变压器并联构成，两端均为交流端口，均与所述变流模块连接；用于转换所述变流模块输出的交流电。

优选的，所述测控保护模块，包括：供电单元、传感器、通信线路、控制芯片、驱动电路、报警电路和外部交互端口；