多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，包括电网交流端口和直流端口，所述电网交流端口包括第一交流端口（1）、第二交流端口（2）和第三交流端口（3）；直流端口包括光伏发电端口（4）、风力发电端口（5）、充电桩端口（6）、底层车库端口（7）和预留直流端口（8）；电网交流端口和直流端口共用直流母线。本实用新型专利技术连接多个不同架构的微电网，实现区域内各微电网的整体能量协调流动，为分布式可再生能源发电设备、储能设备、用电负荷的接入提供一种新的能源路由方式，实现近距交直流微电网群的能源互联网构建，满足单个微电网的内部自愈及整个微电网群的功率平衡，改进电能质量，供给系统阻尼，提高系统稳定性。提高系统稳定性。提高系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】
多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器


[0001]本技术公布了一种能源路由器，特别涉及一种应用于园区级交流微网以及不同等级直流电压的直流微电网的多端口能量路由器，属于能源互联网


技术介绍

[0002]随着我国城市的迅猛发展，城市分布电源资源开发利用被列为经济建设的重大战略举措，提出了用于交直流网络的多端口交直流混联系统，现有技术中的能量路由器端口单一，对电压不平衡、谐波畸变、短路不能进行有效的协调。
[0003]分布式电源为电力部门、电力用户及第三方共有.涣散运转于配电网中，而且有些电源输出的电力难以直接并人沟通电网，现有技术的能量路由器缺少直流接人端口。
[0004]孤岛供电中，海岛具有用电量较小、呈区域性分布、风力资源丰富等特点，现有的能量路由器适用性差，需要配置多种能量路由器；
[0005]城市供电中，现有的能量路由器无法实现多种负荷供电，不能够快速控制有功和无功功率。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本技术提出多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，连接多个不同架构的微电网，实现区域内各微电网的整体能量协调流动。为分布式可再生能源发电设备、储能设备、用电负荷的接入提供一种新的能源路由方式。实现近距交直流微电网群的能源互联网构建，满足单个微电网的内部自愈及整个微电网群的功率平衡，改进电能质量，还能供给系统阻尼，提高系统稳定性。
[0007]本申请技术方案如下：
[0008]多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，包括电网交流端口和直流端口，所述电网交流端口包括第一交流端口、第二交流端口和第三交流端口；
[0009]直流端口包括光伏发电端口、风力发电端口、充电桩端口、底层车库端口和预留直流端口；
[0010]电网交流端口和直流端口共用直流母线。
[0011]第一交流端口与第二交流端口进线采用工频变压器隔离；第二交流端口采用四桥臂3+N结构输出，等效变压器星形绕组3+N输出。
[0012]除了第二交流端口，其余端口均采用了隔离设计，没有了环流通路，所以第二交流端口可以省去隔离变压器。
[0013]第一交流端口与第三交流端口采用三相全桥可控逆变电路，交流侧接LC正弦波滤波器，直流侧连接公共直流母线。实现控制能量双向流动，AC到DC或DC到AC，也可以在离网工况下输出交流380V电压。通过外接隔离变压器引出3+N输出。
[0014]第二交流端口采用四桥臂可控逆变电路，交流侧连接正弦波滤波器，由于采用了四桥臂可控逆变电路结构，可以实现三相电压电流独立可控，所以无需外接变压器引出N
线，最大限度降低设备尺寸与重量。
[0015]光伏发电端口采用双主动桥隔离双向DC
‑
DC变换器，隔离变压器两侧均设置H桥开关电路。H桥开关电路将直流电压变换成高频方波电压，左右两次方波电压相位偏移导致电感上电流变化，进而控制功率再变压器上流动。当右侧相位滞后左侧时，功率从左侧流向右侧，反正功率从右侧流向左侧。
[0016]风力发电端口5采用双主动桥隔离双向DC
‑
DC变换器，隔离变压器两侧均设置可控H桥开关电路。
[0017]充电桩端口采用双向全桥谐振式隔离变换器再加BUCK调压电路，双向全桥谐振式隔离变换器在H桥输出端串联LC震荡电路，利用电流谐振，在每次电流过零点时开通和关断IGBT，可以有效降低DCDC电路的开关损耗，提高效率。由于谐振式电路输出电压范围较窄，为了实现输出电压从低到高连续输出，外加BUCK降压电路实现输出电压的连续可调，同时由于BUCK电路，具有控制输出直流电流功能，可以在直流端口负载不稳定的工况下，限制输出电流。
[0018]底层车库端口采用双主动桥隔离双向DC
‑
DC变换器，隔离变压器两侧均设置可控H桥开关电路。
[0019]预留直流端口采用双主动桥隔离双向DC
‑
DC变换器，隔离变压器两侧均设置H桥开关电路。
[0020]第一交流端口连接200kVA交流端口，第二交流端口连接650kVA交流端口，第三交流端口连接200kVA交流端口。
[0021]本申请有益效果包括：
[0022]本申请公开一种多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，包括多个交流端口，能够接入不同的电网端，满足微电网供电要求；
[0023]直流端口实现不同直流电压等级的用电负荷及不同种类的分布式电源接入，便于直流供电负荷用电，提升新能源的接入效率和能力。
[0024]多端口能源路由器的功率模块所采用的AC/DC模块和DC/DC模块，均采用模块化设计，使能源路由器具备“即插即用”功能，可满足更多微电网接入扩容需求。
[0025]本申请多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器接入简单，可实现热插拔，实现能源互联网的组网运行，通过DC/DC，AC/DC变换可实现不同分布式发电在不同微电网功率互补，可广泛应用于离网海岛，工业园区、学校、医院等场合。
附图说明
[0026]图1为多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器的单线图结构示意图；
[0027]图2为多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器的电气总拓扑图；
[0028]图3为第一交流端口与第三交流端口电路图。
[0029]图4为第二交流端口电路图；
[0030]图5为光伏发电端口电路图；
[0031]图6为风力发电端口电路图；
[0032]图7为充电桩端口电路图；
[0033]图8为底层车库端口电路图；
[0034]图9为预留直流端口电路图。
[0035]具体实施方式s
[0036]下面结合附图以及具体实施例对本技术作进一步的说明，但本技术的保护范围并不限于此。
[0037]如图1所示，多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，包括电网交流端口和直流端口，所述电网交流端口包括第一交流端口、第二交流端口和第三交流端口，第一交流端口连接200kVA交流端口，第二交流端口连接650kVA交流端口，第三交流端口连接200kVA交流端口；
[0038]直流端口包括10KW光伏发电端口4，20kw风力发电端口5，120kw充电桩端口6，10kw底层车库端口7和20kw预留直流端口8；
[0039]第一交流端口设置有第一交流直流变换器；第二交流端口设置有第二直流交流变换器；第三交流端口设置有第三交流直流变换器；
[0040]光伏发电端口4设置有第四直流变换器，风力发电端口5设置有第五直流变换器，120kw充电桩端口6设置有第六直流变换器，10kw底层车库端口7设置有第七直流变换器和20kw预留直流端口8设置有第八直流变换器；
[0041]电网一段 连接250kVA交流端口，二段连接650kVA交流端口，三段连接200kVA交流端口，另外5路直流端口，分别为10KW光伏发电端口4，20kw风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，其特征在于，包括电网交流端口和直流端口，所述电网交流端口包括第一交流端口（1）、第二交流端口（2）和第三交流端口（3）；直流端口包括光伏发电端口（4）、风力发电端口（5）、充电桩端口（6）、底层车库端口（7）和预留直流端口（8）；电网交流端口和直流端口共用直流母线。2.根据权利要求1所述的多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，其特征在于，第一交流端口（1）与第二交流端口（2）进线采用工频变压器隔离；第二交流端口（2）采用四桥臂3+N结构输出，等效变压器星形绕组3+N输出。3.根据权利要求1所述的多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，其特征在于，第一交流端口（1）与第三交流端口（3）采用三相全桥可控逆变电路，交流侧接LC正弦波滤波器，直流侧连接公共直流母线。4.根据权利要求1所述的多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，其特征在于，第二交流端口（2）采用四桥臂可控逆变电路，交流侧连接正弦波滤波器。5.根据权利要求1所述的多端口多直流电压等级交直流混合能量路由器，其特征在于，光伏发电端口（4）采用双主动桥隔离双向DC
‑
DC变换器，隔离变压器两侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴寒松，李向超，刘航，任许麟，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：新型
国别省市：