[发明专利]一种五端口能源路由器控制系统

权利要求书

1.一种五端口能源路由器控制系统，包括能源路由器、高压交流端口、高压直流端口、低压直流端口、低压交流端口和储能设备端口，其特征在于：所述高压交流端口与高压直流端口之间设置有模块化多电平变流器，且模块化多电平变流器的两端分别与高压交流端口和高压直流端口电性连接，所述模块化多电平变流器作为高压AC/DC级，所述高压直流端口与低压直流端口之间设置有DAB变流器，且DAB变流器的两端分别与高压直流端口和低压直流端口电性连接，所述DAB变流器采用多个具有双向能量流动能力的DC/DC变流器并连接成输入串联输出并联的结构，且DAB变流器作为DC/DC级，所述低压直流端口与低压交流端口之间设置有低压逆变器，且低压逆变器的两端分别与低压直流端口和低压交流端口电性连接，所述低压逆变器采用六个IGBT与输出滤波器构成，且低压逆变器作为低压DC/AC级，所述低压直流端口与储能设备端口之间设置有Buck-Boost变流器，且Buck-Boost变流器的两端分别与低压直流端口和储能设备端口电性连接，所述储能设备端口的另一端连接蓄电池。

2.根据权利要求1所述的一种五端口能源路由器控制系统，其特征在于：所述MMC变流器采用六个桥臂构成，且六个桥臂均有若干个子模块串联而成，所述子模块采用半桥结构的单相逆变器，且子模块采用采用PWM控制。

3.根据权利要求2所述的一种五端口能源路由器控制系统，其特征在于：所述桥臂的输出电压为一个直流电压与一个交流电压的叠加，所述交流回路决定MMC与交流外电路之间交换的功率，所述直流回路可以令MMC输出高压直流电压，所述MMC的子模块中设置微调量来调节各个子模块从直流回路中输入的功率，子模块的实际电压与额定电压比较，通过比例积分控制器得各个模块的直流电压指令调节量。

4.根据权利要求1所述的一种五端口能源路由器控制系统，其特征在于：所述DC/DC级连接高压直流母线和低压直流母线，所述DAB变流器采用两个H桥变流器与一个高频变压器构成，所述高频变压器一个额外的外电感，且外电感在高频变压器漏感不合要求的情况下设置，所述功率方向与大小的调节通过DAB一次侧与二次侧H桥输出的方波电压的相位差控制，所述DC/DC级设置有电压闭环，且电压闭环与直流端口电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种五端口能源路由器控制系统，其特征在于：所述低压逆变器采用三相两电平逆变器和LC滤波器构成，且MMC变流器本质上也是三相交流逆变器，所述低压DC/AC级中设置有消除耦合的电流环和电压环。

6.根据权利要求1所述的一种五端口能源路由器控制系统，其特征在于：所述Buck-Boost变流器采用半桥式双向DC/DC变流器，且半桥式双向DC/DC变流器构成储能变流器，所述Buck-Boost变流器分为Buck变流器和Boost变流器，所述Buck变流器用于低压直流母线给蓄电池充电，所述Boost变流器用于蓄电池放电，所述储能变流器设置有滞环控制器，且滞环控制器中需要设计的量为滞环宽度与电感大小。

7.根据权利要求1所述的一种五端口能源路由器控制系统，其特征在于：所述低压直流端口与蓄电池均作可视为电压源，且蓄电池设置有荷电状态，所述蓄电池电量接近充满荷电状态时，限制蓄电池充电，所述蓄电池电量接近耗尽荷电状态时，限制蓄电池放电。

8.根据权利要求1所述的一种五端口能源路由器控制系统，其特征在于：所述能源路由器的内部设置有负载功率反馈，且负载功率反馈接入到高压直流端口和低压直流端口之间，所述能源路由器中的高压、低压直流母线作为变流器的直流源，所述低压负载功率通过前馈环节对DC/DC级的移相角指令进行调节，所述低压负载功率与高压直流负载功率通过前馈环节，对MMC的两个指令同时进行调节。