一种嵌入式能量路由器及其系统、运行方法技术方案

一种嵌入式能量路由器及其系统、运行方法，包括：电能变换装置；所述电能变换装置的输出端以串联电压源形式接入直流系统的一极直流线路中，所述电能变换装置的输入端连接能源载体。本发明专利技术通过将能量路由器的输出端以串联电压源形式接入直流系统的直流线路中，则不需要将换流器工作电压做到直流系统电压，需要的电力电子器件较少，可节省成本，也可以直接具备分布式能源接入、差异化多落点负荷、电能灵活存储/返网三方面的能力。活存储/返网三方面的能力。活存储/返网三方面的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式能量路由器及其系统、运行方法


[0001]本专利技术涉及用于分布式新能源接入、分布式负荷落点的能量路由器领域，具体涉及一种嵌入式能量路由器及其系统、运行方法。

技术介绍

[0002]目前，针对分布式新能源汇集、多落点差异化负荷需求、电能的灵活存储于返网则都是借助AC交流系统或多端直流输电(MVDC)完成。针对多端口电力系统需求，此前提出将DC
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DC或AC
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DC换流器并联于直流母线，即并联型能量路由器构成的多端口直流输配电系统。针对高压直流输电(HVDC)的并联型能量路由器由于绝缘和换流器装备成本很高，因此基本很少采用多端口，对于多端口直流系统，目前国内仅有高压直流工程，且都没有DC
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DC端口，可见HVDC目前几乎没有分布式新能源汇集、多落点差异化负荷需求、电能的灵活存储于返网的能力。
[0003]其中，在一种单相直流
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直流自耦变压器(CN105356757A)中提出一种直流自耦变压器，可实现直流功率的单相流动，包含3个串联的电压源换流器，但其因端口和连接方式是确定的而导致能量仅可以单向流动。同样，在一种海上风电不控整流直流输电系统(CN114447974A)中，提出采用不控整流换流器和全控型换流器串联的方式，将海上风电通过直流送出，但其也因端口和连接方式是确定，从而导致出现能量仅可以单向流动等问题。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种嵌入式能量路由器，包括：电能变换装置；所述电能变换装置的输出端以串联电压源形式接入直流系统的一极直流线路中，所述电能变换装置的输入端连接能源载体。
[0005]优选的，所述电能变换装置的类型包括下述中的一种或多种：单向电能变换装置和双向电能变换装置。
[0006]优选的，所述电能变换装置为下述中的一种或多种换流器：AC
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DC电压源换流器和DC
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DC电压源换流器。
[0007]优选的，所述一极直流线路至少包括下述中的一种或多种线路：正极直流线路和负极直流线路。
[0008]优选的，所述输出端为一个或多个；
[0009]每个所述输出端包括两个接线点；
[0010]当所述输出端为一个时，通过所述输出端的接线点串联接入所述一极直流线路；
[0011]当所述输出端为多个时，所述输出端之间进行串联，并将串联之后的输出端通过接线点串联接入所述一极直流线路。
[0012]优选的，所述输入端为一个或多个；
[0013]当所述输入端有多个时，多个所述输入端分别连接能源载体。
[0014]优选的，在所述电能变换装置与所述能源载体之间还设有直流隔离环节。
[0015]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种嵌入式能量路由器在直流系统中的运行方法，包括：
[0016]将嵌入式能量路由器中电能变换装置的输出端以串联电压源形式接入直流系统的一极直流线路中；
[0017]并将所述嵌入式能量路由器中电能变换装置的输入端连接能源载体进行能量传输。
[0018]优选的，在所述将嵌入式能量路由器中电能变换装置的输出端以串联电压源形式接入直流系统的一极直流线路中之前，还包括：
[0019]建立所述嵌入式能量路由器的输出电压，通过预设开关，将所述嵌入式能量路由器以零输出方式连接于所述直流线路。
[0020]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种含嵌入式能量路由器的直流系统，包括：直流受端站、直流送端站、嵌入式能量路由器和能源载体；
[0021]所述能源载体通过嵌入式能量路由器串联接入所述直流受端站和直流送端站之间；
[0022]所述嵌入式能量路由器为所述的一种嵌入式能量路由器。
[0023]优选的，所述嵌入式能量路由器为一个或多个；
[0024]当有多个所述嵌入式能量路由器时，所述嵌入式能量路由器分别串联接入所述直流系统的直流线路中；
[0025]其中，多个所述嵌入式能量路由器的输出电压等级相同或不同。
[0026]优选的，所述能源载体至少包括下述中的一种或多种：有源电网或无源负荷。
[0027]与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：
[0028]本专利技术提供了一种嵌入式能量路由器及其系统、运行方法，包括：电能变换装置；所述电能变换装置的输出端以串联电压源形式接入直流系统的一极直流线路中，所述电能变换装置的输入端连接能源载体。本专利技术通过将能量路由器的输出端以串联电压源形式接入直流系统的直流线路中，则不需要将换流器工作电压做到直流系统电压，需要的电力电子器件较少，可节省成本，也可以直接具备分布式能源接入、差异化多落点负荷、电能灵活存储/返网三方面的能力。
附图说明
[0029]图1为本专利技术提供的一种嵌入式能量路由器结构示意图；
[0030]图2为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器中电压源换流器的典型拓扑1；
[0031]图3为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器中电压源换流器的典型拓扑2；
[0032]图4为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器中具有多输出端连接示意图；
[0033]图5为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器中具有直流隔离环节的连接示意图；
[0034]图6为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器在直流系统中的运行方法流程图；
[0035]图7为本专利技术提供一种含嵌入式能量路由器的直流系统结构图；
[0036]图8为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器的直流电压仿真波形图；
[0037]图9为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器的直流电流仿真波形图；
[0038]图10为本专利技术提供一种嵌入式能量路由器的交流电流仿真波形图。
具体实施方式
[0039]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0040]实施例1：
[0041]如图1所示，本专利技术提供的一种嵌入式能量路由器，包括：电能变换装置；所述电能变换装置的输出端以串联电压源形式接入直流系统的一极直流线路中，所述电能变换装置的输入端连接能源载体；
[0042]具体的，如图2和图3所示，所述电能变换装置的类型包括下述中的一种或多种：单向电能变换装置和双向电能变换装置。
[0043]所述电能变换装置为下述中的一种或多种换流器：AC
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DC电压源换流器和DC
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DC电压源换流器。
[0044]其中，本专利技术与此前并联型能量路由器存在本质不同，此前采用高变比DC
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DC汇集分布式新能源等扩展高压直流输电能力的构想，存在器件利用率低、设备造价高等诸多不足，通过本专利技术可以得到有效缓解；
[0045]且本专利技术的嵌入式能量路由器串联电压源的引入可以提供反压策略，有助于快速抑制直流故障。
[0046]具体的，所述一极直流线路至少包括下述中的一种或多种线路：正极直流线路和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式能量路由器，其特征在于，包括：电能变换装置；所述电能变换装置的输出端以串联电压源形式接入直流系统的一极直流线路中，所述电能变换装置的输入端连接能源载体。2.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述电能变换装置的类型包括下述中的一种或多种：单向电能变换装置和双向电能变换装置。3.如权利要求2所述的能量路由器，其特征在于，所述电能变换装置为下述中的一种或多种换流器：AC
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DC电压源换流器和DC
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DC电压源换流器。4.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述一极直流线路至少包括下述中的一种或多种线路：正极直流线路和负极直流线路。5.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述输出端为一个或多个；每个所述输出端包括两个接线点；当所述输出端为一个时，通过所述输出端的接线点串联接入所述一极直流线路；当所述输出端为多个时，所述输出端之间进行串联，并将串联之后的输出端通过接线点串联接入所述一极直流线路。6.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述输入端为一个或多个；当所述输入端有多个时，多个所述输入端分别连接能源载体。7.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，在所述电能变换装置与所述能源载体之间还设有直流隔离环节。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：高阳，刘栋，杨杰，贺之渊，周静，谷怀广，寇龙泽，李凡，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：