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专利号: 202111108804X
申请人: 成都星宇融科电力电子股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-04-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能量路由器,其特征在于,包括第一滤波器、第一变换器、隔离器、第二变换器、第二滤波器、低压输出模块、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器;

所述第一滤波器的输入端连接至电网,所述第一滤波器的输出端通过第一变换器连接至隔离器的输入端,所述隔离器的输出端分别连接至低压输出模块的输入端和第二变换器的输入端,所述第二变换器的输出端通过第二滤波器连接至微电网,所述低压输出模块的输出端连接至低压设备;所述第一变换器、隔离器、第二变换器和低压输出模块上均设置有受控端,所述第一变换器的受控端连接至第一控制器,所述隔离器的受控端连接至第二控制器,所述第二变换器的受控端连接至第三控制器;所述低压输出模块的受控端连接至第四控制器。

2.根据权利要求1所述的能量路由器,其特征在于,所述第一滤波器包括变压器T1、电感L1、电感L2、电感L3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、接地电容C1、接地电容C2、接地电容C3、电感L4、电感L5、电感L6、电阻R4、电阻R5以及电阻R6;

所述变压器T1的一次侧为第一滤波器的输入端,且其与电网连接;所述变压器T1的二次侧对应的三相分别与电感L1的一端、电感L2的一端和电感L3的一端连接,所述电感L1的另一端通过电阻R1分别与接地电容C1和电感L4的一端连接,所述电感L2的另一端通过电阻R2分别与接地电容C2和电感L5的一端连接,所述电感L3的另一端通过电阻R3分别与接地电容C3和电感L6的一端连接,所述电感L4的另一端与电阻R4的一端连接,所述电感L5的另一端与电阻R5的一端连接,所述电感L6的另一端与电阻R6一端连接,所述电阻R4的另一端、电阻R5的另一端和电阻R6的另一端共同组成第一滤波器的输出端。

3.根据权利要求2所述的能量路由器,其特征在于,所述第一变换器包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5以及开关管S6;

所述开关管S1的源极、开关管S2的源极和开关管S3的源极共同组成第一变换器的输入端,所述开关管S1的源极分别与开关管S4的漏极和电阻R6的另一端连接,所述开关管S2的源极分别与开关管S5的漏极和电阻R5的另一端连接,所述开关管S3的源极分别与开关管S6的漏极和电阻R4的另一端连接,所述开关管S1的漏极分别与开关管S2的漏极和开关管S3的漏极连接,所述开关管S4的源极分别与开关管S5的源极和开关管S6的源极连接;

所述开关管S1的栅极、开关管S2的栅极、开关管S3的栅极、开关管S4的栅极、开关管S5的栅极和开关管S6的栅极共同组成第一变换器的受控端,所述开关管S1的漏极、开关管S2的漏极和开关管S3的漏极共同组成第一变换器的第一输出端,所述开关管S4源极、开关管S5源极和开关管S6的源极共同组成第一变换器的第二输出端。

4.根据权利要求3所述的能量路由器,其特征在于,所述隔离器包括第一隔离型DC‑DC变换器至第N+M隔离型DC‑DC变换器;

所述第一隔离型DC‑DC变换器至第N隔离型DC‑DC变换器顺序连接,且每一个隔离型DC‑DC变换器的输入负极与下一个隔离型DC‑DC变换器的输入正极连接,每一个所述隔离型DC‑DC变换器的输出负极与下一个隔离型的输出正极连接;所述第一隔离型DC‑DC变换器的输出正极和第N隔离型DC‑DC变换器的输出负极共同组成隔离器的第一输出端,所述第N隔离型DC‑DC变换器的输入负极与第N+1隔离型DC‑DC变换器的输入正极连接;

所述第N+1隔离型DC‑DC变换器至第N+M隔离型变换器顺序连接,且每一个隔离型DC‑DC变换器的输入负极与下一个隔离型DC‑DC变换器的输入正极连接;所述第N+1离型DC‑DC变换器至第N+M隔离型变换器的输出负极相互连接,所述第N+1隔离型DC‑DC变换器至第N+M隔离型变换器的输出正极相互连接;所述第N+1隔离型DC‑DC变换器的输出正极和第N+M隔离型变换器的输出负极共同组成隔离器的第二输出端;

所述第一隔离型DC‑DC变换器的输入正极和第N+M隔离型DC‑DC变换器的输入负极共同组成隔离器的输入端,所述第一隔离型DC‑DC变换器的输入正极分别与开关管S1的漏极、开关管S2的漏极和开关管S3的漏极连接,所述第N+M隔离型DC‑DC变换器的输入负极分别与开关管S4源极、开关管S5源极和开关管S6的源极连接。

5.根据权利要求4所述的能量路由器,其特征在于,所述第一隔离型DC‑DC变换器至第N+M隔离型DC‑DC变换器的结构相同,均包括开关管S7、开关管S8、开关管S9、开关管S10、开关管S11、开关管S12、开关管S13、开关管S14、电感L7以及变压器T2;

所述开关管S7的漏极为隔离型DC‑DC变换器的输入正极,且其与开关管S9的漏极连接,所述开关管S7的源极分别与电感L7的一端和开关管S8的漏极连接,所述开关管S9的源极分别与变压器T2中一次侧的一端和开关管S10的漏极连接,所述电感L7的另一端与变压器T2中一次侧的另一端连接,所述开关管S8的源极为隔离型DC‑DC变换器的输入负极,且其与开关管S10的源极连接;

所述开关管S12的漏极为隔离型DC‑DC变换器的输出正极,且其与开关管S11的漏极连接;所述开关管S12的源极分别与变压器T2中二次侧的一端和开关管S14的漏极连接,所述开关管S11的源极分别与变压器T2中二次侧的另一端和开关管S13的漏极连接;所述开关管S14的源极为隔离型DC‑DC变换器的输出负极,且其与开关管S13的源极连接;

所述开关管S7的栅极、开关管S8的栅极、开关管S9的栅极、开关管S10的栅极、开关管S11的栅极、开关管S12的栅极、开关管S13的栅极和开关管S14的栅极共同组成隔离型DC‑DC变换器的受控端。

6.根据权利要求5所述的能量路由器,其特征在于,所述第二变换器包括开关管S15、开关管S16、开关管S17、开关管S18、开关管S19和开关管S20;

所述开关管S15的漏极、开关管S17的漏极和开关管S19的漏极共同组成第二变换器的第一输入端,所述开关管S15的漏极分别与开关管S17的漏极、开关管S19的漏极和第一隔离型DC‑DC变换器的输出正极连接;所述开关管S15的源极、开关管S17的源极和开关管S19的源极共同组成第二变换器的输出端,所述开关管S15的源极与开关管S16的漏极连接,所述开关管S17的源极与开关管S18的漏极连接,所述开关管S19的源极与开关管S20的漏极连接,所述开关管S16的源极、开关管S18的源极和开关管S20的源极共同组成第二变换器的第二输出端,所述开关管S16的源极分别与开关管S18的源极、开关管S20的源极和第N隔离型DC‑DC变换器的输出负极连接;

所述开关管S15的栅极、开关管S16的栅极、开关管S17的栅极、开关管S18的栅极、开关管S19的栅极和开关管S20的栅极共同组成第二变换器的受控端。

7.根据权利要求6所述的能量路由器,其特征在于,所述第二滤波器包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电感L8、电感L9、电感L10、接地电容C5、接地电容C6、接地电容C7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电感L11、电感L12以及电感L13;

所述电阻R7的一端、电阻R8的一端和电阻R9的一端共同组成第二滤波器的输入端,所述电阻R7的一端分别与开关管S15的源极和开关管S16的漏极连接,所述电阻R8的一端分别与开关管S17的源极和开关管S18的漏极连接,所述电阻R9的一端分别与开关管S19的源极和开关管S20的漏极连接;

所述电阻R7的另一端通过电感L8分别与接地电容C7和电阻R10的一端连接,所述电阻R8的另一端通过电感L9分别与接地电容C6和电阻R11的一端连接,所述电阻R9的另一端通过电感L10分别与接地电容C5和电阻R12的一端连接,所述电阻R10的另一端与电感L11的一端连接,所述电阻R11的另一端与电感L12的一端连接,所述电阻R12的另一端与电感L13的一端连接;所述电感L11的另一端、电感L12的另一端和电感L13的另一端共同组成第二滤波器的输出端,且其与微电网连接。

8.根据权利要求4所述的能量路由器,其特征在于,所述低压输出模块包括开关管S15、开关管S16、电感L14和电容C8,所述开关管S15的漏极和开关管S16的源极共同组成低压输出模块的输入端,所述开关管S15的漏极与第N+1隔离型DC‑DC变换器的输出正极连接,所述开关管S16的源极分别与第N+M隔离型变换器的输出负极和电容C8的一端连接,所述开关管S15的源极分别与开关管S16的漏极和电感L14的一端连接,所述电感L14的另一端与电容C8的另一端连接;所述电容C8的两端为低压输出模块的输出端,且其与低压设备连接;所述开关管S15的栅极和开关管S16的栅极共同组成低压输出模块的受控端。

9.一种能量路由器的控制方法,其特征在于,包括:将第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器均接入主控制器,所述主控制器用于下发控制指令、监控电网状态和监控微电网状态;

通过主控制器下发控制指令,根据控制指令并通过第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器控制电网至低压设备的线路导通,对低压设备进行供电;

通过主控制器监控微电网状态,若微电网的功率存在缺额,则通过第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器控制电网至微电网的线路导通,对微电网进行功率补足;

通过主控制器分别监控电网状态和微电网状态,若微电网存在电力故障,则断开微电网与电网之间的连接;若电网存在电路故障,则分别断开电网与微电网和低压设备之间的连接。

10.根据权利要求9所述能量路由器的控制方法,其特征在于,所述主控制器监控电网状态和监控微电网状态时,若微电网的电能波动大于设定的门限值,则断开电网与微电网之间的连接;若电网的电能波动大于设定的门限值,则断同时端开电网与微电网和低压设备之间的连接。