[发明专利]能量路由器及微电网系统

说明书

本发明涉及一种能量路由器及微电网系统。该能量路由器包括：多个端口；DC/AC变流器单元，通过第一端口与交流子网相连接；第一DC/DC变流器单元，通过第二端口与直流子网相连接；第二DC/DC变流器单元，通过第三端口与储能单元相连接；可变拓扑变流器单元，通过第四端口与外部电网相连接；控制单元，与DC/AC变流器单元、第一DC/DC变流器单元、第二DC/DC变流器单元及可变拓扑变流器单元均相连接。上述实施例中提供的能量路由器通过调整储能单元、直流子网和交流子网的能量流通通道，进而对微电网的能量进行管理，为交流子网和直流子网提供有效的功率支撑，提升能量的利用效率，保证微电网系统的稳定运行。

技术领域

本发明涉及能源互联网技术领域，特别是涉及一种能量路由器及微电网系统。

背景技术

随着可再生能源渗透率的不断增加以及电力市场化的持续推进，传统源-荷单向的潮流模式正变为多向流动方式。传统意义上的负荷侧，在配置光伏等分布式电源，或是电动汽车等可调度负荷情况下，也能作为生产者为本地负荷供电，甚至出售电量给电网或是其他电能需求者。电能买卖双方的角色可以任意切换，电能流动的多样性大大增强。为满足未来电网对电能控制复杂多样的要求，能量路由器作为实现灵活能量调配和网络互联的核心，得到了广泛的关注与研究。

能量路由器是一种集成融合了信息技术与电力电子变换技术、实现分布式能量的高效利用和传输的电力装备。它能提供灵活多样的电气接口，方便各类分布式电源、储能及各种负荷接入，并为系统提供能流控制、无功补偿、电压变换等多种辅助服务，是支撑能源互联网的核心装备。能量路由器拓扑多采用电力电子变压器结构，通过H桥级联以及高频变压器实现低压微电网与高压网络(通常为10kV)互联，取代传统工频变压器，在体积及重量上具有优势。

然而，此能量路由器拓扑仅能用于与高压交流网络互联，网-网之间低压交流/直流的互联需求并未考虑。此外，电力电子变压器的多级变换也导致其工作效率相对较低，系统控制复杂，可靠性有待考究。

发明内容

基于此，有必要提供一种考虑到交流负载接入需求，能够便于微电网灵活组网的能量路由器，以及一种既包含交流子网又包含直流子网的微电网系统。

本申请提供了一种能量路由器，其特征在于，包括：

多个端口，包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；

DC/AC变流器单元，通过所述第一端口与交流子网相连接，用于为所述交流子网提供电压频率支撑；

第一DC/DC变流器单元，通过所述第二端口与直流子网相连接，用于为所述直流子网提供电压支撑；

第二DC/DC变流器单元，通过所述第三端口与储能单元相连接，用于控制所述储能单元输出功率及吸收功率，以及平衡直流母线的电压，所述直流母线包括第一直流母线和第二直流母线；

可变拓扑变流器单元，通过所述第四端口与外部电网相连接；

控制单元，与所述DC/AC变流器单元、所述第一DC/DC变流器单元、所述第二DC/DC变流器单元及所述可变拓扑变流器单元均相连接，用于获取储能荷电状态信息，监测所述DC/AC变流器单元、所述第一DC/DC变流器单元、所述第二DC/DC变流器单元及所述可变拓扑变流器单元的工作参数及工作模式。

上述实施例中提供的能量路由器，通过设置DC/AC变流器单元，兼容了交流子网；通过将控制单元与DC/AC变流器单元、第一DC/DC变流器单元、第二DC/DC变流器单元及可变拓扑变流器单元相连接，使得控制单元能够调整各变流器的运行模式，也就是能够调整储能单元、直流子网和交流子网的能量流通通道，进而可以对微电网的能量进行管理，为交流子网和直流子网提供有效的功率支撑，提升能量的利用效率及本地消纳效率，保证微电网系统的稳定运行。

在其中一个实施例中，所述DC/AC变流器的交流侧与所述第一端口相连接，直流侧与所述直流母线相连接；