[发明专利]一种基于直流耦合的电能路由器

说明书

本发明公开了一种基于直流耦合的电能路由器，包括共直流母线系统、多个电能变换器、多个电力设备、中央控制器和通讯接口；共直流母线系统通过电能变换器与电力设备连接。本发明，直流系统中不存在无功电流分量，在提供同样有功功率情况下，直流系统电流幅值及相应损耗较交流系统更小，当直流微电网电压为交流线电压的2倍时，直流线路的有功损耗仅为交流线路的15％‑50％；没有无功问题也使电压分布与线路的电感、电容参数无关，从而更有利于电压控制。

技术领域

本发明涉及电能路由器技术领域，具体是一种基于直流耦合的电能路由器。

背景技术

从实际情况来说，交流电目前占据统治地位，但如果深入分析一下一百年前直流电输给交流电的本质原因，其中最重要的一条在于电力传输需要能够将电压升高和降低的变压装置，在当时的技术环境下，交流变压器很快就被研发出来了，但直流变压器却一直没找到办法，这才让交流占据了过去一百年的电力体系主导地位，但他并不是真正更加合适的技术路线，只是当时不得已的选择。交流电有以下问题：有无功问题：在提供同样有功功率情况下，损耗相对直流要明显大，无功问题使电压分布与线路电感、电容参数有关，不利于电压控制；结构复杂：新能源发电、储能、负荷更多的是直流，如果要并入交流系统，需要额外增加一级变换，增加了变换器成本，增加了损耗，同时减小了可靠性；控制复杂：从技术上来说交流电有幅值、频率、相位三个量需要控制，而直流只要控制电压幅值一个量就可以，所以复杂很多；无法提供高质量供电：相对直流来说，没有那么容易接入储能，从而无法更好的提高供电质量；无法实现绿色、环保：交变电磁场，电磁辐射打，不环保；总体来说，交流是当时技术条件下不得已的产物，当电力电子技术发展成熟后，直流变压器已经变得可能，一切因素开始有利于发展直流组网。

本发明主要解决的问题：

1.直流分布式电源的发展(绝大多数新能源发电是直流电，只有风电和微型燃气轮机这样的旋转设备才是交流电)；

2.储能装置使用的增多(绝大多数的储能是直流电，只有飞轮等少数储能形式才是交流电)；

3.直流用电负荷比例的增高，如计算机、家用电器、变频器、开关电源、通信设备和电动汽车等，这些用电设备或者采用直流供电，或者具备直流环节；

4.敏感负荷对供电质量要求的提高(如数据中心、高精度仪器)；

综上可以看出，虽然目前为止，交流仍占据微各种供电的主导地位，但直流电因为具有巨大的发展潜力和未来广阔的应用前景，其所占份额正逐渐增加；基于以上新的情况，采用直流方式组织电源、储能、负载及监控装置，将更加具有生命力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于直流耦合的电能路由器，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于直流耦合的电能路由器，包括共直流母线系统、多个电能变换器、多个电力设备、中央控制器和通讯接口；共直流母线系统通过电能变换器与电力设备连接。

优选的，所述多个电力设备包括交流电网、直流源、交流源、交流负荷、直流负荷。

优选的，所述多个电能变换器包括DC/DC变换器、AC/DC变换器、DC/AC变换器和DC/DC变换器。

优选的，所述共直流母线系统将源、储、荷通过AC/DC和DC/DC变流器并入统一直流母线，再通过统一的DC/AC与电网进行交互。

优选的，所述通讯接口包括电网端口、光伏端口、储能端口、直流负荷端口。

优选的，所述直流负荷端口包括直流充电桩端口、应急直流输出端口。