[发明专利]一种五端口能源路由器控制系统

说明书

本发明公开了一种五端口能源路由器控制系统，涉及能源路由器技术领域，为解决常规电力系统中的电能以高压交流或者低压交流形式输送，而可再生能源相关的电源、储能装置、负荷的电能往往以低压直流形式输送，大规模的这类装置也可能集中起来以高压直流方式输送，常规的能源路由器不能满足使用需求的问题。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，所述高压直流端口与低压直流端口之间设置有DAB变流器，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，所述低压逆变器采用六个IGBT与输出滤波器构成，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。

技术领域

本发明涉及能源路由器技术领域，具体为一种五端口能源路由器控制系统。

背景技术

能源互联网的核心装置是基于电力电子技术的能源路由器，能够实现给不同的可再生能源装置和不同负载提供灵活多样化的电气接口，还可实现能量的多向流动和对功率流的管理。能源互联网是一种综合了电力电子技术、信息通讯技术和人工智能技术，将大量分布式，离散化的电源、储能系统与负载互联起来，实现各种类型能源与各种类型负载相互连通、能量多极流动的网络。

目前，常规电力系统中的电能以高压交流或者低压交流形式输送，而可再生能源相关的电源、储能装置、负荷的电能往往以低压直流形式输送，大规模的这类装置也可能集中起来以高压直流方式输送，常规的能源路由器不能满足使用需求。因此市场上急需一种五端口能源路由器控制系统来解决这些问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五端口能源路由器控制系统，以解决上述背景技术中提出常规电力系统中的电能以高压交流或者低压交流形式输送，而可再生能源相关的电源、储能装置、负荷的电能往往以低压直流形式输送，大规模的这类装置也可能集中起来以高压直流方式输送，常规的能源路由器不能满足使用需求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。