[发明专利]一种无线终端能量路由器及其控制方法和控制系统

说明书

本发明提供了一种无线终端能量路由器及其控制方法和控制系统，所述无线终端能量路由器包括：光伏接口、交流并网接口、直流母线和无线电能传输系统；所述直流母线的一端通过所述光伏接口与光伏模块连接，所述直流母线的另一端通过所述交流并网接口与电网连接；所述无线电能传输系统一端与所述直流母线连接；各用户负载通过所述无线电能传输系统的另一端接入所述无线终端能量路由器，并由所述光伏模块和/或所述电网通过无线电能传输方式为所述用户的负载进行供电。本发明考虑到了负载的功率和电压等级存在差异，对负载进行无线电能传输，从一定程度上杜绝了由于采用有线电能传输方式引起的事故，极大提高了供电的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术与电能路由器结合的应用技术领域，具体涉及一种无线终端能量路由器及其能量路由器控制方法和控制系统。

背景技术

21世纪，环境和能源问题已日益成为全球的突出问题之一，经济与社会可持续性发展的矛盾凸显。电能作为一种清洁、无污染、可再生的能源，开始在人们的生产生活以及工业、航天、医疗等领域发挥更加重要的作用。但是，目前普遍采用的有线电能传输方式由于存在摩擦、磨损和裸露导线，很容易产生接触火花，影响供电的安全和可靠性，缩短电气设备的使用寿命，严重的甚至可能产生电弧引起火灾。同时，海底、矿场、医疗领域等一些特殊应用场合，使用传统的电缆线供电不仅增加了危险系数而且存在大量的不便。除此以外，采用传统的电能输送方式还存在着电能在线路上的损耗问题。

相比于有线电能传输方式，无线电能传输方式具有灵活、安全、方便的特点。由于电能通过电源和负荷之间的耦合线圈产生的交变电磁场进行传输，取代了通过导线进行电能传输的方式，因此杜绝了上述可能的由于采用有线电能传输引起的安全问题。同时，以单个家庭为例，其家用电器的功率和电压等级一般不相同，采用有线传输需要对不同的负荷分别接线进行电能传输。但是，作为面向终端负荷的家用型电能路由器，其输出端可通过基于电力电子的电能变换器实现不同功率和电压等级的电能输出，可同时为多个负载进行电能传输，极大提高了功能性和便利性。

另一方面，以光伏和风电为代表的新能源发电技术以及以新能源电动汽车为代表的大量分布式电源逐渐兴起和普及。同时为了减轻峰谷差进一步增大给电网带来的压力并提高能源的利用率，电网中应用了大量的新型储能设备。导致传统的由电网集中供电到负荷的单一电能传输方式，正逐渐演变为集中式和分布式并存的多向电能传输方式。但是，由于目前新能源发电技术尚未完善，其规划和基础设施建设还不成熟，因此光伏发电和风电等的上网电价存在波动性。对于用户来说，其需要根据上层电网的电价信息和负载的用电情况，选择合适的能量调度管理方式。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种无线终端能量路由器，包括：光伏接口、交流并网接口、直流母线和无线电能传输系统；

所述直流母线的一端通过所述光伏接口与光伏模块连接，所述直流母线的另一端通过所述交流并网接口与电网连接；

所述无线电能传输系统一端与所述直流母线连接；

各用户负载通过所述无线电能传输系统的另一端接入所述无线终端能量路由器，并由所述光伏模块和/或所述电网通过无线电能传输方式为所述用户的负载进行供电。

优选的，所述交流并网接口为AC/DC双向PWM变换器。

优选的，所述无线电能传输系统，包括：无线电能发射端和无线电能接收端；

所述无线电能发射端的一端和所述无线电能接收端的一端基于LCL补偿的耦合线圈无线连接；

所述无线电能发射端的另一端与所述直流母线连接，所述无线电能接收端的另一端与所述负载连接。

优选的，还包括：储能单元接口；

所述储能单元接口与所述光伏接口并联，一端连接直流母线，另一端连接储能模块；