摘要：本發明提出了一種應用于海島微電網的能源路由器，屬于能源互聯網技術領域。本發明的應用于海島微電網的能源路由器包括N個交流變換器和M個直流交換器以及能源路由器控制模塊;每個交流變換器結構相同，每個交流變換器的交流側分別與一個微電網連接，每個交流變換器的直流側與直流母線連接;每個直流變換器結構相同，每個直流交換器的一側分別與一個直流微電網連接，另一側均分別與直流母線連接;能源路由器控制模塊根據各個微電網的能量信息下發功率調度指令。本發明的能源路由器實現交流微電網、直流微電網的功率連接，通過控制三個端口開關開通關斷實現三個微電網與能源路由器的通斷。

申請人 中國電力科學研究院南京分院 國家電網公司 國網江蘇省電力有限公司連云港供電分公司

發明人 馮鑫振 楊波 王德順 伏祥運 岳付昌 陶以彬 李官軍 趙上林 余豪杰 孫博 俞斌 王琛 周晨 杜云虎 王華雷

背景技術

隨著我國海洋事業的迅猛發展，海洋資源開發利用被列為經濟建設的重大戰略舉措，海島的保護、開發與管理成為新世紀海洋事業的熱點。合理有序的開發海洋資源將極大的緩解當前陸地開發所面臨的經濟、資源與環境之間的矛盾。中國一向注重海島資源的發展利用，海島的開發利用需要能源作為推力。但一般而言，多數海島面臨化石燃料短缺、運輸困難、地域偏遠難以與大陸聯網等問題。現有柴油發電系統難以保證海島能源供應的穩定性。由于大多數海島及周圍擁有豐富可再生能源如太陽能，通過構建高效清潔的海島能源體系，特別是大力發展海島微電網，不僅能夠解決海島化石燃料短缺、運輸困難等問題，對保護海洋環境、促進節能減排也具有重要的意義。

隨著我國海洋事業的迅猛發展，海洋資源開發利用被列為經濟建設的重大戰略舉措，海島的保護、開發與管理成為新世紀海洋事業的熱點。合理有序的開發海洋資源將極大的緩解當前陸地開發所面臨的經濟、資源與環境之間的矛盾。中國一向注重海島資源的發展利用，海島的開發利用需要能源作為推力。但一般而言，多數海島面臨化石燃料短缺、運輸困難、地域偏遠難以與大陸聯網等問題。現有柴油發電系統難以保證海島能源供應的穩定性。由于大多數海島及周圍擁有豐富可再生能源如太陽能，通過構建高效清潔的海島能源體系，特別是大力發展海島微電網，不僅能夠解決海島化石燃料短缺、運輸困難等問題，對保護海洋環境、促進節能減排也具有重要的意義。

中國專利CN103248068A公開了具備多種供電方式的電能路由器，采用了交直流混合母線組成交直流混合微網，采用了開關陣列來形成能量通道。中國專利CN104682430A公開了一種應用于能源互聯網的能源路由器裝置，屬于中壓范圍，對DC/DC變換、DC/AC作了大量的說明。中國專利CN105932779A公開了基于能量路由器的微電網，采用了高度智能化管理的能量路由器管理輸配電系統，具有智能化輸配電管理和能源利用率高特點。現有的能量路由器研究主要集中在交流網、混合交直流網，且大多集中在局域網和主干網，對離網型海島微電網及多近距離海島微電網群的能源互聯研究較少關注。

發明內容

本發明提出了一種應用于海島微電網的能源路由器，解決現有連接多個不同架構的海島微電網，實現區域內各微電網的整體能量協調流動。

實現本發明的技術解決方案為：一種應用于海島微電網的能源路由器，包括N個交流變換器和M個直流交換器以及能源路由器控制模塊;所述每個交流變換器結構相同，每個交流變換器的交流側分別與一個微電網連接，每個交流變換器的直流側與直流母線連接;所述每個直流變換器結構相同，每個直流交換器的一側分別與一個直流微電網連接，另一側均分別與直流母線連接;

所述能源路由器控制模塊根據各個微電網的能量信息下發功率調度指令。

進一步地，所述每個交流變換器的直流側均通過一電容與直流母線連接。

進一步地，所述交流變換器包括依次連接的工頻變壓器、LC濾波器以及三相半橋電路，所述工頻變壓器位于交流變換器的交流側，所述三相半橋電路位于交流變換器的直流側。

進一步地，所述三相半橋電路由絕緣柵雙極型晶體管構成。

進一步地，所述直流變換器包括依次連接的直流變換模塊、直流側LC濾波器以及直流接觸器KM2，所述直流變換模塊位于直流變換器與直流母線連接的一側，所述直流接觸器KM2位于直流變換器與直流微電網連接的一側。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1、具有多個輸入端口，能夠同時實現幾個微電網系統的接入，實現不同微電網之間的能量流動，滿足各微電網之間功率的盈缺互補，提高了能量的利用效率。2、采用交流變換器和直流交換器，均采用模塊化設計，使能源路由器具備“ 即插即用”功能，可滿足更多微電網接入擴容需求。3、接入簡單，可實現熱插拔，實現能源互聯網的組網運行，通過DC/DC,AC/DC變換可實現不同分布式發電在不同微電網功率互補，可廣泛應用于離網海島，工業園區、學校、醫院等場合。

發明要點簡析：

1 .一種應用于海島微電網的能源路由器，其特征在于，包括N個交流變換器和M個直流交換器以及能源路由器控制模塊;所述每個交流變換器結構相同，每個交流變換器的交流側分別與一個微電網連接，每個交流變換器的直流側分別與直流母線連接;所述每個直流變換器結構相同，每個直流交換器的一側分別與一個直流微電網連接，另一側均分別與直流母線連接;

所述能源路由器控制模塊根據各個微電網的能量信息下發功率調度指令。

2.根據權利要求1所述的應用于海島微電網的能源路由器，其特征在于，所述每個交流變換器的直流側均通過一電容與直流母線連接。

3.根據權利要求1所述的應用于海島微電網的能源路由器，其特征在于，所述交流變換器包括依次連接的工頻變壓器、LC濾波器以及三相半橋電路，所述工頻變壓器位于交流變換器的交流側，所述三相半橋電路位于交流變換器的直流側。

4.根據權利要求4所述的應用于海島微電網的能源路由器，其特征在于，3所述三相半橋電路由絕緣柵雙極型晶體管構成。

5.根據權利要求1所述的應用于海島微電網的能源路由器，其特征在于，所述直流變換器包括依次連接的直流變換模塊、直流側LC濾波器以及直流接觸器KM2，所述直流變換模塊位于直流變換器與直流母線連接的一側，所述直流接觸器KM2位于直流變換器與直流微電網連接的一側。