CN104682430B - 一种应用于能源互联网的能源路由器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于能源互联网的能源路由器装置，该装置包括三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元、单相全桥双向逆变单元、高压直流母线和低压直流母线；三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元均有正向导通、逆向导通和不导通三种能量流动工作模式，根据各单元能量流动工作模式不同，形成应用于能源互联网的能源路由器装置的不同工作模式。

Description

一种应用于能源互联网的能源路由器装置
技术领域
本发明属于电力电子电能变换技术领域，具体涉及一种应用于能源互联网的能源路由器装置。
背景技术
自二十世纪以来，随着经济和社会的快速发展，能源消耗与日俱增，电力需求的迅速增长使得人们越来越重视可再生能源的发展，随着电力负荷的迅速增长，传统的大规模集中式供电已经显现出稳定性和可靠性问题，各个国家相继把发展电能的研究更多的转向利用清洁的可再生能源和分散的能源上，分布式发电系统得到快速发展，能源路由器是实现能源互联网与配电网的信息交换与电能共享的核心电力电子装置，对该装置的合理设计可以提升分布式发电设备的性能，提高能源互联网的稳定性，加强对配电网的支撑作用。
现有的以固态变压器为核心的电力变换装置由于其拓扑结构落后决定其功率容量小，所能提供电压等级单一，能量流动局限大，能量形式转换单一，且效率低下；传统固态变压器控制方式单一，仅从控制并网电压稳定的角度出发，将固态变压器当作传统变压器的简单低损耗替代，不能实现基于能源路由器的能源协调控制策略。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种应用于能源互联网的能源路由器装置。
本发明技术方案如下：
一种应用于能源互联网的能源路由器装置，包括三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元、单相全桥双向逆变单元、高压直流母线和低压直流母线；
所述的三相三电平双向整流单元的输入端接入10KV配电网，三相三电平双向整流单元的输出端连接高压直流母线，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的输入端和六相交错DC/DC双向变换单元的输入端分别连接高压直流母线，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的输出端连接直流负载、分布式直流发电设备或第一储能设备，六相交错DC/DC双向变换单元的输出端连接低压直流母线，三相谐振软开关双向逆变单元的输入端和单相全桥双向逆变单元的输入端连接低压直流母线，三相谐振软开关双向逆变单元的输出端连接三相交流负载、分布式三相交流发电设备或第二储能设备，单相全桥双向逆变单元的输出端连接单相交流负载、分布式单相交流发电设备或第三储能设备；
所述的三相三电平双向整流单元，用于实现10KV配电网和高压直流电之间的相互电力变换，实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式；
所述的六相交错DC/DC双向变换单元，用于实现高压直流电与低压直流电之间的相互电力变换，实现其工作在升压工作模式或者降压工作模式；
所述的自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元，用于实现高压直流电与240V直流电压之间的相互转换，实现其工作在升压工作模式或者降压工作模式；实现为分布式直流发电设备、直流负载或者第一储能设备提供适当的直流电压；
所述的三相谐振软开关双向逆变单元，用于实现低压直流电与380V、50HZ交流电之间的相互转换，实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式；
所述的单相全桥双向逆变单元，用于实现低压直流电与220V、50HZ交流电压之间的相互转换，实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式；
所述的高压直流母线，用于稳定三相三电平双向整流单元的输出电压、六相交错DC/DC双向变换单元的输入电压和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的输入电压；
所述的低压直流母线：用于稳定六相交错DC/DC双向变换单元的输出电压、三相谐振软开关双向逆变单元的输入电压和单相全桥双向逆变单元的的输入电压。
所述的三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元均有正向导通、逆向导通和不导通三种能量流动工作模式，其中，能量从输入端流向输出端为正向导通，能量从输出端流向输入端为逆向导通，没有能量流经为不导通，根据各单元能量流动工作模式不同，形成应用于能源互联网的能源路由器装置的不同工作模式。
所述的六相交错DC/DC双向变换单元，包括高频逆变模块、高频变压器模块和整流输出模块；
所述的高频逆变模块的输入端连接高压直流母线，高频逆变模块的输出端连接至高频变压器模块的输入端；高频变压器模块的输出端连接整流输出模块的输入端；整流输出模块的输出端连接低压直流母线；
所述的高频逆变模块，用于实现高压直流电与高压交流电相互转换，有逆变模式和整流模式两种工作模式，工作在逆变模式时，用于将高压直流电逆变为高压交流电；工作在整流模式时，用于将高压交流电整流为高压直流电；
所述的高频变压器模块，用于实现高压交流电与低压交流电相互转换；
所述的整流输出模块，用于实现低压交流电与低压直流电相互转换，有逆变模式和整流模式两种工作模式，工作在整流模式时，用于将低压交流电整流为低压直流电；工作在逆变模式时，用于将低压直流电逆变为低压直流电。
所述的六相交错DC/DC双向变换单元的控制电路，包括DSP、驱动电路、电源电路和采样电路；
所述的采样电路的输入端分别连接高压直流母线和低压直流母线，采样电路的输出端连接DSP的输入端，DSP的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端分别连接六相交错DC/DC双向变换单元的高频逆变模块和整流输出模块，电源电路分别连接至DSP、驱动电路、采样电路；
所述的DSP，用于产生驱动六相交错DC/DC双向变换单元的绝缘栅双极型晶体管的PWM信号；
所述的驱动电路，用于放大DSP产生的驱动六相交错DC/DC双向变换单元的绝缘栅双极型晶体管的PWM信号，控制高频逆变模块及整流输出模块的绝缘栅双极型晶体管开通或者关断；
所述的电源电路，用于为DSP、采样电路、驱动电路提供电能；
所述的采样电路，用于采集高压直流母线的电压信号和电流信号、低压直流母线的电压信号和电流信号，并传输至DSP。
所述的六相交错DC/DC双向变换单元的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：对六相交错DC/DC双向变换单元进行初始化，对高压直流母线等效电容和低压直流母线等效电容进行预充电；
步骤2：采样电路采集高压直流母线的电压信号和低压直流母线的电压信号，并传输至DSP；
步骤3：DSP计算高压直流母线和低压直流母线实时流过的有功功率和无功功率，判断六相交错DC/DC双向变换单元的能量流动方向，并向驱动电路输出PWM信号，若能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输入端流向输出端，则为降压工作模式，执行步骤4，若能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输出端流向输入端，则为升压工作模式，执行步骤5，否则，若没有能量流过六相交错DC/DC双向变换单元，则为停机模式；
步骤4：六相交错DC/DC双向变换单元在降压工作模式下工作，六相交错DC/DC双向变换单元的高频逆变模块按不同工作模态工作，整流输出模块处于自然整流状态；
步骤5：六相交错DC/DC双向变换单元在升压工作模式下工作，六相交错DC/DC双向变换单元的整流输出模块按不同工作模态工作，高频逆变模块处于自然整流状态。
本发明的有益效果是：
本发明中提出的一种应用于能源互联网的能源路由器装置，能够提供即插即用的电能，本装置通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递，与传统变压器相比，它具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油等优点，不仅有变换电压、传递能量的作用，而且兼具限制故障电流、无功功率补偿、改善电能质量以及为各种设备提供标准化接口等多种功能；本发明中提出的装置前端采用三相三电平双向整流单元与传统单相整流固态变压器相比容量更大，输出电能谐波更少，本装置中提出的六相交错DC-DC变换单元，区别于传统变压器，其工作在10KHZ以上的高频部分，使得电路中变压器的体积、重量大大降低；同时在高频变压器原侧采用六相交错的逆变电路，其每周期12个工作模态，比传统的三相逆变单元有更少的开关动作使得输出电能谐波含量小电能变换效率高，开关损耗及电压电流应力小；传统固态变压器控制方式单一，仅从控制并网电压稳定的角度出发，同时将固态变压器当作统变压器的简单低损耗替代，不能实现基于固态变压器的能源协调控制策略；区别于传统固态变压器并网时，电能只从低压直流母线处将分布式能源并入电网，本装置提出了从各能源终端将分布式电源并入电网，能量转换形式更加多样化，从根本上实现了能量的双向流动。本装置多单元拓扑结构决定其能够提供多种电压等级电能，满足多种负载与储能设备的需求。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的应用于能源互联网的能源路由器装置的结构框图；
图2为本发明具体实施方式的应用于能源互联网的能源路由器装置的电路原理图；
其中，1-三相三电平双向整流单元，2-六相交错DC/DC双向变换单元，3-单相全桥双向逆变单元，4-自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元，5-三相谐振软开关双向逆变单元；
图3为本发明具体实施方式的应用于能源互联网的能源路由器装置内五个单元能量流动方式示意图；
图4为本发明具体实施方式的三相三电平双向整流单元的电路原理图；
图5本发明具体实施方式的六相交错DC/DC双向变换单元的电路原理图；
其中，6-高频逆变模块，7-高频变压器模块，8-整流输出模块；
图6为本发明具体实施方式的自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的电路原理图；
图7本发明具体实施方式的三相谐振软开关双向逆变单元的电路原理图；
其中，9-三相谐振软开关双向逆变器，10-LC滤波器；
图8本发明具体实施方式的单相全桥双向逆变单元的电路原理图；
其中，11-LC滤波器，12-单相全桥双向逆变器；
图9本发明具体实施方式的六相交错DC/DC双向变换单元的控制电路示意图；
图10本发明具体实施方式的六相交错DC/DC双向变换单元的控制电路的采样电路电路图；
图11本发明具体实施方式的六相交错DC/DC双向变换单元的控制电路的电压采样原理框图；
图12本发明具体实施方式的六相交错DC/DC双向变换单元的控制电路的电流采样原理框图；
图13本发明具体实施方式的六相交错DC/DC双向变换单元控制的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。
一种应用于能源互联网的能源路由器装置，如图1所示，包括三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元、单相全桥双向逆变单元、高压直流母线和低压直流母线。
高压直流母线为可调高压直流电压，本实施方式中，高压直流母线约为18KV。
低压直流母线为可调低压直流电，约为600V～800V，本实施方式中，该低压直流母线为600V。
应用于能源互联网的能源路由器装置的电路原理图如图2所示，三相三电平双向整流单元1的输入端接入10KV配电网，三相三电平双向整流单元1的输出端连接18KV高压直流母线，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元4的输入端和六相交错DC/DC双向变换单元2的输入端分别连接18KV高压直流母线，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元4的输出端连接直流负载、分布式直流发电设备或第一储能设备，六相交错DC/DC双向变换单元2的输出端连接600V低压直流母线，三相谐振软开关双向逆变单元5的输入端和单相全桥双向逆变单元3的输入端连接600V低压直流母线，三相谐振软开关双向逆变单元5的输出端连接三相交流负载、分布式三相交流发电设备或第二储能设备，单相全桥双向逆变单元3的输出端连接单相交流负载、分布式单相交流发电设备或第三储能设备。
三相三电平双向整流单元1，用于实现10KV配电网和高压直流电之间的相互电力变换，根据不同的控制方式实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式，实现电能在10KV配电网和18KV高压直流母线之间的双向能量流动。
例如，工作在整流状态时，三相三电平双向整流单元1将配电网输入的10KV，50HZ交流电通过三相三电平双向整流单元1转换成高压直流电，并维持配电网输入电流正弦波形且与配电网输入电压保持同步，以期获得单位输入功率因数，实现无功功率补偿，同时维持与三相三电平双向整流单元1相连接的直流侧高压直流母线电压恒定。
六相交错DC/DC双向变换单元2，用于实现高压直流电与低压直流电之间的相互电力变换，根据不同的控制方式实现其工作在升压工作模式或者降压工作模式，实现18KV高压直流母线与600V低压直流母线之间的双向能量流动。六相交错DC/DC双向变换单元2，作为本装置中间关键环节，承担着电网电能与分布式并网能源的相互交换桥梁。工作于高频模式的六相交错DC/DC双向变换单元2，使得能量交互效率有所提高，硬件电路体积大有降低。
单相全桥双向逆变单元3，用于实现低压直流电与220V、50HZ交流电压之间的相互转换，根据不同的控制方式实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式，实现分布式单相交流发电设备、单相交流负载、第三储能设备与600V低压直流母线之间能量相互流动。
自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元4，用于实现高压直流电与240V直流电压之间的相互转换，实现其工作在升压工作模式或者降压工作模式；实现为分布式直流发电设备、直流负载或者第一储能设备提供适当的直流电压，实现分布式直流发电设备、直流负载、第一储能设备与18KV高压直流母线间能量相互流动，同时提高系统供电可靠性，由于本单元具有软启动的特性，降低了单元功率损耗。
三相谐振软开关双向逆变单元5，用于实现低压直流电与380V、50HZ交流电之间的相互转换，根据不同的控制方式实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式，实现分布式三相交流发电设备、三相交流负载、第二储能设备与600V低压直流母线之间能量相互流动。
高压直流母线，用于稳定三相三电平双向整流单元1的输出电压、六相交错DC/DC双向变换单元2的输入电压和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元4的输入电压；完成三相三电平双向整流单元1、六相交错DC/DC双向变换单元2、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元4的相互连接；完成三相三电平双向整流单元1、六相交错DC/DC双向变换单元2、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元4之间能量流动。
低压直流母线：用于稳定六相交错DC/DC双向变换单元2的输出电压、三相谐振软开关双向逆变单5元的输入电压和单相全桥双向逆变单元3的的输入电压；完成六相交错DC/DC双向变换单元2、三相谐振软开关双向逆变单5、单相全桥双向逆变单元3之间能量流动。
应用于能源互联网的能源路由器装置内五个单元能量流动方式，如图3所示，三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元均有正向导通、逆向导通和不导通三种能量流动工作模式，其中，能量从输入端流向输出端为正向导通，能量从输出端流向输入端为逆向导通，没有能量流经为不导通，根据各单元的能量流动工作模式不同，形成应用于能源互联网的能源路由器装置的不同工作模式，具体如下：
模式a：六相交错DC/DC双向变换单元不导通时，三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元存在以下工作模式：
模式a1：三相三电平双向整流单元、三相谐振软开关双向逆变单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式a2：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通；
模式a3：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通；三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元不导通；
模式a4：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元正向导通；
模式a5：三相三电平双向整流单元、三相谐振软开关双向逆变单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式a6：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通；三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元不导通；
模式a7：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元不导通；自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式a8：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元不导通；自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式a9：三相三电平双向整流单元、三相谐振软开关双向逆变单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元都不导通；即停机，各单元都没有能量流动；
模式b：六相交错DC/DC双向变换单元正向导通时，三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元存在以下工作模式：
模式b1：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元不导通；
模式b2：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元都正向导通；
模式b3：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，单相全桥双向逆变单元不导通；
模式b4：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式b5：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通；
模式b6：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元不导通；
模式b7：三相三电平双向整流单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通；
模式b8：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通，单相全桥双向逆变单元不导通；
模式b9：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式b10：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通；
模式b11：三相三电平双向整流单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元不导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式b12：三相三电平双向整流单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通，三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式b13：三相三电平双向整流单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元不导通，三相谐振软开关双向逆变单元正向导通；
模式b14：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通，三相谐振软开关双向逆变单元正向导通；
模式b15：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式b16：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通；
模式b17：三相三电平双向整流单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通；
模式b18：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元不导通；
模式b19：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式b20：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通，三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通；
模式b21：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元不导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式b22：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元不导通；
模式b23：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，单相全桥双向逆变单元不导通；
模式b24：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元正向导通；
模式b25：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式c：六相交错DC/DC双向变换单元逆向导通时，三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元存在以下工作模式：
模式c1：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，单相全桥双向逆变单元不导通；
模式c2：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元不导通；
模式c3：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式c4：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，三相谐振软开关双向逆变单元正向导通；
模式c5：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元都逆向导通；
模式c6：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，单相全桥双向逆变单元不导通；
模式c7：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元不导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式c8：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通；
模式c9：三相三电平双向整流单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式c10：三相三电平双向整流单元和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式c11：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，单相全桥双向逆变单元不导通；
模式c12：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元不导通；
模式c13：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式c14：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通；
模式c15：三相三电平双向整流单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通；
模式c16：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元不导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通；
模式c17：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元不导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式c18：三相三电平双向整流单元不导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通；
模式c19：三相三电平双向整流单元不导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元正向导通，单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式c20：三相三电平双向整流单元不导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元正向导通，三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通；
模式c21：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和单相全桥双向逆变单元不导通；
模式c22：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元和三相谐振软开关双向逆变单元不导通；
模式c23：三相三电平双向整流单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通，单相全桥双向逆变单元正向导通；
模式c24：三相三电平双向整流单元和单相全桥双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通，三相谐振软开关双向逆变单元正向导通；
模式c25：三相三电平双向整流单元、单相全桥双向逆变单元和三相谐振软开关双向逆变单元逆向导通，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元不导通。
能量从输入端流向输出端为正向导通，用“1”表示；能量从输出端流向输入端为逆向导通，用“-1”表示；没有能量流经为不导通，用“0”表示；则应用于能源互联网的能源路由器装置的工作模式如表1所示：
表1应用于能源互联网的能源路由器装置的工作模式
三相三电平双向整流单元的电路1，如图4所示，包括绝缘栅双极型晶体管S1、绝缘栅双极型晶体管S2、绝缘栅双极型晶体管S3、绝缘栅双极型晶体管S4、绝缘栅双极型晶体管S5、绝缘栅双极型晶体管S6、绝缘栅双极型晶体管S7、绝缘栅双极型晶体管S8、绝缘栅双极型晶体管S9、绝缘栅双极型晶体管S10、绝缘栅双极型晶体管S11、绝缘栅双极型晶体管S12、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C1和电容C2：
绝缘栅双极型晶体管S1的集电极、绝缘栅双极型晶体管S5的集电极和绝缘栅双极型晶体管S9的集电极分别连接高压直流母线正极和电容C1的正极，绝缘栅双极型晶体管S4的发射极、绝缘栅双极型晶体管S8的发射极和绝缘栅双极型晶体管S12的发射极连接高压直流母线负极和电容C2的负极；
绝缘栅双极型晶体管S2的集电极连接绝缘栅双极型晶体管S1的发射极，绝缘栅双极型晶体管S2的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S3的集电极，绝缘栅双极型晶体管S3的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S4的集电极，绝缘栅双极型晶体管S1的发射极还连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接缘栅双极型晶体管S4的集电极；
绝缘栅双极型晶体管S6的集电极连接绝缘栅双极型晶体管S5的发射极，绝缘栅双极型晶体管S6的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S7的集电极，绝缘栅双极型晶体管S7的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S8的集电极，绝缘栅双极型晶体管S5的发射极还连接二极管D3的负极，二极管D3的正极连接二极管D4的负极，二极管D4的正极连接绝缘栅双极型晶体管S8的集电极；
绝缘栅双极型晶体管S10的集电极连接绝缘栅双极型晶体管S9的发射极，绝缘栅双极型晶体管S10的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S11的集电极，绝缘栅双极型晶体管S11的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S12的集电极，绝缘栅双极型晶体管S9的发射极还连接二极管D5的负极，二极管D5的正极连接二极管D6的负极，二极管D6的正极连接绝缘栅双极型晶体管S12的集电极；
二极管D1的正极、二极管D3的正极和二极管D5的正极还连接电容C1的负极，电容C1的正极连接高压直流母线正极，电容C1的负极还连接电容C2的正极，电容C2的负极连接高压直流母线负极；
10KV配电网等效进线电感L1连接绝缘栅双极型晶体管S2的发射极，10KV配电网等效进线电感L2连接绝缘栅双极型晶体管S6的发射极，10KV配电网等效进线电感L3连接绝缘栅双极型晶体管S10的发射极。
六相交错DC/DC双向变换单元2，如图5所示，包括高频逆变模块6、高频变压器模块7和整流输出模块8。
高频逆变模块6的输入端连接高压直流母线，高频逆变模块6的输出端连接至高频变压器模块7的输入端；高频变压器模块7的输出端连接整流输出模块8的输入端；整流输出模块8的输出端连接低压直流母线；
高频逆变模块6，用于实现高压直流电与高压交流电相互转换，有逆变模式和整流模式两种工作模式，工作在逆变模式时，用于将高压直流电逆变为高压交流电；工作在整流模式时，用于将高压交流电整流为高压直流电；
高频变压器模块7，用于实现高压交流电与低压交流电相互转换；
整流输出模块8，用于实现低压交流电与低压直流电相互转换，有逆变模式和整流模式两种工作模式，工作在整流模式时，用于将低压交流电整流为低压直流电；工作在逆变模式时，用于将低压直流电逆变为低压直流电。
高频逆变模块6包括绝缘栅双极型晶体管S13、绝缘栅双极型晶体管S14、绝缘栅双极型晶体管S15、绝缘栅双极型晶体管S16、绝缘栅双极型晶体管S17、绝缘栅双极型晶体管S18、绝缘栅双极型晶体管S19、绝缘栅双极型晶体管S20、绝缘栅双极型晶体管S21、绝缘栅双极型晶体管S22、绝缘栅双极型晶体管S23和绝缘栅双极型晶体管S24。
高频变压器模块7包括高频变压器T1、高频变压器T2和高频变压器T3，还包括等效电感L4、等效电感L5和等效电感L6。
整流输出模块8包括绝缘栅双极型晶体管S25、绝缘栅双极型晶体管S26、绝缘栅双极型晶体管S27、绝缘栅双极型晶体管S28、绝缘栅双极型晶体管S29和绝缘栅双极型晶体管S30。
绝缘栅双极型晶体管S13的集电极、绝缘栅双极型晶体管S15的集电极、绝缘栅双极型晶体管S17的集电极、绝缘栅双极型晶体管S19的集电极、绝缘栅双极型晶体管S21的集电极和绝缘栅双极型晶体管S23的集电极连接高压直流母线的正极；绝缘栅双极型晶体管S14的发射极、绝缘栅双极型晶体管S16的发射极、绝缘栅双极型晶体管S18的发射极、绝缘栅双极型晶体管S20的发射极、绝缘栅双极型晶体管S22的发射极和绝缘栅双极型晶体管S24的发射极连接高压直流母线的负极；绝缘栅双极型晶体管S13的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S14的集电极；绝缘栅双极型晶体管S15的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S16的集电极；绝缘栅双极型晶体管S17的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S18的集电极；绝缘栅双极型晶体管S19的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S20的集电极；绝缘栅双极型晶体管S21的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S22的集电极；绝缘栅双极型晶体管S23的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S24的集电极；绝缘栅双极型晶体管S13的发射极还通过等效电感L4连接高频变压器T1原边正极；绝缘栅双极型晶体管S15的发射极还连接高频变压器T2原边负极；绝缘栅双极型晶体管S17的发射极还通过等效电感L5连接高频变压器T2原边正极；绝缘栅双极型晶体管S19的发射极还连接高频变压器T2原边负极；绝缘栅双极型晶体管S21的发射极还通过等效电感L6连接高频变压器T3原边正极；绝缘栅双极型晶体管S23的发射极还连接高频变压器T3原边负极；绝缘栅双极型晶体管S25的集电极、绝缘栅双极型晶体管S27的集电极和绝缘栅双极型晶体管S29的集电极连接低压直流母线的正极，绝缘栅双极型晶体管S26的发射极、绝缘栅双极型晶体管S28的发射极和绝缘栅双极型晶体管S30的发射极连接低压直流母线的负极；绝缘栅双极型晶体管S25的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S26的集电极；绝缘栅双极型晶体管S27的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S28的集电极；绝缘栅双极型晶体管S29的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S30的集电极；绝缘栅双极型晶体管S25的发射极还连接高频变压器T1副边正极；绝缘栅双极型晶体管S27的发射极还连接高频变压器T2副边正极；绝缘栅双极型晶体管S29的发射极还连接高频变压器T3副边正极；高频变压器T1副边负极、高频变压器T2副边负极和高频变压器T3副边负极相连。
自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的电路4，如图6所示，包括绝缘栅双极型晶体管S31、绝缘栅双极型晶体管S32、绝缘栅双极型晶体管S33、绝缘栅双极型晶体管S34、绝缘栅双极型晶体管S35、绝缘栅双极型晶体管S36、变压器T4和变压器T5和等效电感L7；
绝缘栅双极型晶体管S31的集电极和绝缘栅双极型晶体管S32的集电极连接高压直流母线正极，绝缘栅双极型晶体管S33的发射极和绝缘栅双极型晶体管S34的发射极连接高压直流母线负极，绝缘栅双极型晶体管S31的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S33的集电极，绝缘栅双极型晶体管S32的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S34的集电极，绝缘栅双极型晶体管S32的发射极连接变压器T4的原边正极，绝缘栅双极型晶体管S31的发射极通过等效电感L7连接变压器T4的原边负极，变压器T4的副边第一抽头连接绝缘栅双极型晶体管S36的集电极，变压器T4的副边第二抽头连接240V直流输出负极，变压器T4的副边第三抽头连接至绝缘栅双极型晶体管S35的集电极，绝缘栅双极型晶体管S35的集电极和绝缘栅双极型晶体管S36的集电极连接变压器T5的副边正极，变压器T5的副边负极连接240V直流输出正极，变压器T5的原边正极连接高压直流母线正极，变压器T5的原边负极连接高压直流母线负极。
三相谐振软开关双向逆变单元的电路5，如图7所示，包括三相谐振软开关双向逆变器9和LC滤波器10；
三相谐振软开关双向逆变器9包括绝缘栅双极型晶体管S37、绝缘栅双极型晶体管S38、绝缘栅双极型晶体管S39、绝缘栅双极型晶体管S40、绝缘栅双极型晶体管S41、绝缘栅双极型晶体管S42、绝缘栅双极型晶体管S43、绝缘栅双极型晶体管S44、绝缘栅双极型晶体管S45、绝缘栅双极型晶体管S46、绝缘栅双极型晶体管S47、绝缘栅双极型晶体管S48、电阻R1、电阻R2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电感L10、电感L11、电感L12、电感L13、电感L14和电感L15；
LC滤波器10包括电感L7、电感L8、电感L9、电容C11、电容C12和电容C13；
电阻R1和电容C3并联，电阻R2和电容C4并联，电阻R1和电容C3的一个连接点连接低压直流母线正极，电阻R1和电容C3的另一个连接点连接电阻R2和电容C4的一个连接点的，电阻R2和电容C4的另一个连接点连接低压直流母线负极；
在A相，绝缘栅双极型晶体管S37的集电极串联电感L10后与电容C5并联，绝缘栅双极型晶体管S37的集电极与电容C5并联的连接点连接至电阻R1和电阻R2的连接点P上，绝缘栅双极型晶体管S38的集电极串联电感L11后与电容C6并联，电感L10的一端连接电感L11的一端，电容C5的一端连接电容C6的一端，绝缘栅双极型晶体管S38的发射极与电容C6并联的连接点连接绝缘栅双极型晶体管S43的发射极；
在B相，绝缘栅双极型晶体管S39的集电极串联电感L12后与电容C7并联，绝缘栅双极型晶体管S39的发射极与电容C7并联的连接点连接至电阻R1和电阻R2的连接点P上，绝缘栅双极型晶体管S40的集电极串联电感L13后与电容C7并联，电感L12的一端连接电感L13的一端，电容C7的一端连接电容C8的一端，绝缘栅双极型晶体管S40的发射极与电容C7并联的连接点连接绝缘栅双极型晶体管S45的发射极；
在C相，绝缘栅双极型晶体管S41的集电极串联电感L14后与电容C9并联，绝缘栅双极型晶体管S41的发射极与电容C9并联连接点连接至电阻R1和电阻R2的连接点P上，绝缘栅双极型晶体管S42的的集电极串联电感L15后与电容C10并联，电感L14的一端连接电感L15的一端，电容C9的一端连接电容C10的一端，绝缘栅双极型晶体管S42的的发射极与电容C10并联的连接点连接绝缘栅双极型晶体管S47的发射极；
绝缘栅双极型晶体管S43的集电极、绝缘栅双极型晶体管S45的集电极和绝缘栅双极型晶体管S47的集电极连接至低压直流母线正极，绝缘栅双极型晶体管S43的发射极还连接绝缘栅双极型晶体管S44的集电极，绝缘栅双极型晶体管S45的发射极还连接绝缘栅双极型晶体管S46的集电极，绝缘栅双极型晶体管S47的发射极还连接绝缘栅双极型晶体管S48的集电极，绝缘栅双极型晶体管S44的发射极、绝缘栅双极型晶体管S46的的发射极和绝缘栅双极型晶体管S48的发射极连接低压直流母线负极；
绝缘栅双极型晶体管S43的发射极还连接电感L7的一端，绝缘栅双极型晶体管S45的发射极还连接电感L8的一端，绝缘栅双极型晶体管S47的发射极还连接电感L9的一端，电感L7的另一端连接至三相交流电A相输出端，电感L8的另一端连接至三相交流电B相输出端，电感L9的另一端连接至三相交流电C相输出端，电容C11的一端连接至三相交流电A相输出端，电容C12的一端连接至三相交流电B相输出端，电容C13的一端连接至三相交流电C相输出端，电容C11的另一端、电容C12的另一端和电容C13的另一端接地。
单相全桥双向逆变单元的电路3，如图8所示，包括单相全桥双向逆变器12和LC滤波器11；
单相全桥双向逆变器12包括绝缘栅双极型晶体管S49、绝缘栅双极型晶体管S50、绝缘栅双极型晶体管S51和绝缘栅双极型晶体管S52；LC滤波器11包括电感L16、电感L17和滤波电容C14；
绝缘栅双极型晶体管S49的集电极和绝缘栅双极型晶体管S51的集电极连接高压直流母线正极，绝缘栅双极型晶体管S50的发射极和绝缘栅双极型晶体管S52的发射极连接高压直流母线负极，绝缘栅双极型晶体管S49的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S50的集电极，绝缘栅双极型晶体管S51的发射极连接绝缘栅双极型晶体管S52的集电极；
电感L16的一端连接绝缘栅双极型晶体管S49的发射极，电感L17的一端连接绝缘栅双极型晶体管S52的集电极，电感L16的另一端连接单相交流电上端输出端，电感L17的另一端连接单相交流电下端输出端，滤波电容C14并联在单相交流电上下两端输出端之间。
本单元所用LC滤波器区别于一般滤波器采样滤波电感等值分布于正负级两侧，对解决逆变器输出波形畸变率高，正负半周不对称有很好的矫正作用。
六相交错DC/DC双向变换单元2的控制电路，如图9所示，包括DSP、驱动电路、电源电路和采样电路。本实施方式中DSP型号为TMS320F28335。
采样电路的输入端分别连接18KV高压直流母线和600V低压直流母线，采样电路的输出端连接DSP TMS320F28335的输入端，DSP TMS320F28335的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端分别连接六相交错DC/DC双向变换单元的高频逆变模块和整流输出模块，电源电路分别连接至DSP、驱动电路、采样电路。
DSP TMS320F28335，用于产生驱动六相交错DC/DC双向变换单元的绝缘栅双极型晶体管的PWM信号。
驱动电路，用于放大DSP产生的驱动六相交错DC/DC双向变换单元的绝缘栅双极型晶体管的PWM信号，控制高频逆变模块及整流输出模块的绝缘栅双极型晶体管开通或者关断。
所述的电源电路，用于为DSP、采样电路、驱动电路提供电能。
采样电路，如图10所示，用于采集18KV高压直流母线的电压信号和电流信号、600V低压直流母线的电压信号和电流信号，并传输至DSP TMS320F28335，实现六相交错DC/DC变换单元控制时涉及采样电路由三级运算放大器LM324构成的电路构成，其电压采样原理如图11所示，电流采样原理如图12所示，INPUT端输入信号为经过霍尔传感器变换得到的次级信号，依次通过加法器、比较放大器、电压跟随器调理得到DSP可采集信号。基本原理是经过霍尔传感器将输入电压电流信号线性变换，然后通过加法器将信号变换为非负信号；由比较放大器将信号放大至0至3V范围内，然后由电压跟随器隔离信号，输出信号送入DSP中供AD采集。
六相交错DC/DC双向变换单元的控制方法，如图13所示，包括以下步骤：
步骤1：对六相交错DC/DC双向变换单元进行初始化，对高压直流母线等效电容和低压直流母线等效电容进行预充电；
步骤2：采样电路采集高压直流母线的电压信号和低压直流母线的电压信号，并传输至DSP；
步骤3：DSP计算高压直流母线和低压直流母线实时流过的有功功率和无功功率，判断六相交错DC/DC双向变换单元的能量流动方向，并向驱动电路输出PWM信号，若能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输入端流向输出端，则为降压工作模式，执行步骤4，若能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输出端流向输入端，则为升压工作模式，执行步骤5，否则，若没有能量流过六相交错DC/DC双向变换单元，则为停机模式；
步骤4：六相交错DC/DC双向变换单元在降压工作模式下工作，六相交错DC/DC双向变换单元的高频逆变模块按不同工作模态工作，整流输出模块处于自然整流状态；
对应于降压工作模式既能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输入端流向输出端，在此工作状态下，高频变压器原边的高频逆变模块做逆变功能使用，整流输出模块做为不控整流功能使用，整流输出模块由各绝缘栅双极型晶体管的反并联二极管作为不控整流器件；
步骤4.1：打开绝缘栅双极型晶体管S13、绝缘栅双极型晶体管S16、绝缘栅双极型晶体管S18、绝缘栅双极型晶体管S19、绝缘栅双极型晶体管S22和绝缘栅双极型晶体管S23，间隔一定时间，执行步骤4.2；
步骤4.2：打开绝缘栅双极型晶体管S13、绝缘栅双极型晶体管S16、绝缘栅双极型晶体管S22和绝缘栅双极型晶体管S23，间隔一定时间，执行步骤4.3；
步骤4.3：打开绝缘栅双极型晶体管S13、绝缘栅双极型晶体管S16、绝缘栅双极型晶体管S17、绝缘栅双极型晶体管S20、绝缘栅双极型晶体管S22和绝缘栅双极型晶体管S23，间隔一定时间，执行步骤4.4；
步骤4.4：打开绝缘栅双极型晶体管S17、绝缘栅双极型晶体管S20、绝缘栅双极型晶体管S22和绝缘栅双极型晶体管S23，间隔一定时间，执行步骤4.5；
步骤4.5：打开绝缘栅双极型晶体管S14、绝缘栅双极型晶体管S15、绝缘栅双极型晶体管S17、绝缘栅双极型晶体管S20、绝缘栅双极型晶体管S22和绝缘栅双极型晶体管S23，间隔一定时间，执行步骤4.6；
步骤4.6：打开绝缘栅双极型晶体管S14、绝缘栅双极型晶体管S15、绝缘栅双极型晶体管S17和绝缘栅双极型晶体管S20，间隔一定时间，执行步骤4.7；
步骤4.7：打开绝缘栅双极型晶体管S14、绝缘栅双极型晶体管S15、绝缘栅双极型晶体管S17、绝缘栅双极型晶体管S20、绝缘栅双极型晶体管S21和绝缘栅双极型晶体管S24，间隔一定时间，执行步骤4.8；
步骤4.8：打开绝缘栅双极型晶体管S14、绝缘栅双极型晶体管S15、绝缘栅双极型晶体管S21和绝缘栅双极型晶体管S24，间隔一定时间，执行步骤4.9；
步骤4.9：打开绝缘栅双极型晶体管S14、绝缘栅双极型晶体管S15、绝缘栅双极型晶体管S18、绝缘栅双极型晶体管S19、绝缘栅双极型晶体管S21和绝缘栅双极型晶体管S24，间隔一定时间，执行步骤4.10；
步骤4.10：打开绝缘栅双极型晶体管S18、绝缘栅双极型晶体管S19、绝缘栅双极型晶体管S21和绝缘栅双极型晶体管S24，间隔一定时间，执行步骤4.11；
步骤4.11：打开绝缘栅双极型晶体管S13、绝缘栅双极型晶体管S16、绝缘栅双极型晶体管S18、绝缘栅双极型晶体管S19、绝缘栅双极型晶体管S21和绝缘栅双极型晶体管S24，间隔一定时间，执行步骤4.12；
步骤4.12：打开绝缘栅双极型晶体管S13、绝缘栅双极型晶体管S16、绝缘栅双极型晶体管S18和绝缘栅双极型晶体管S19，间隔一定时间，返回步骤4.1；
步骤5：六相交错DC/DC双向变换单元在升压工作模式下工作，六相交错DC/DC双向变换单元的整流输出模块按不同工作模态工作，高频逆变模块处于自然整流状态；
对应于升压工作模式既能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输出端流向输入端，在此工作状态下，高频变压器原边的高频逆变模块做整流功能使用，整流输出模块做逆变功能使用，控制整流输出模块各绝缘栅双极型晶体管的开关顺序按照以下步骤进行，高频逆变模块由各绝缘栅双极型晶体管的反并联二极管作为不控整流器件，流过能量；
步骤5.1打开绝缘栅双极型晶体管S25、绝缘栅双极型晶体管S28和绝缘栅双极型晶体管S30，间隔一定时间，执行步骤5.2；
步骤5.2：打开绝缘栅双极型晶体管S25和绝缘栅双极型晶体管S30，间隔一定时间，执行步骤5.3；
步骤5.3：打开绝缘栅双极型晶体管S25、绝缘栅双极型晶体管S30和绝缘栅双极型晶体管S27，间隔一定时间，执行步骤5.4；
步骤5.4：打开绝缘栅双极型晶体管S30和绝缘栅双极型晶体管S27，间隔一定时间，执行步骤5.5；
步骤5.5：打开绝缘栅双极型晶体管S30、绝缘栅双极型晶体管S26和绝缘栅双极型晶体管S27，间隔一定时间，执行步骤5.6；
步骤5.6：打开绝缘栅双极型晶体管S26和绝缘栅双极型晶体管S27，间隔一定时间，执行步骤5.7；
步骤5.7：打开绝缘栅双极型晶体管S26、绝缘栅双极型晶体管S29和绝缘栅双极型晶体管S27，间隔一定时间，执行步骤5.8；
步骤5.8：打开绝缘栅双极型晶体管S26和绝缘栅双极型晶体管S29，间隔一定时间，执行步骤5.9；
步骤5.9：打开绝缘栅双极型晶体管S26、绝缘栅双极型晶体管S29和绝缘栅双极型晶体管S28，间隔一定时间，执行步骤5.10；
步骤5.10：打开绝缘栅双极型晶体管S29和绝缘栅双极型晶体管S28，间隔一定时间，执行步骤5.11；
步骤5.11：打开绝缘栅双极型晶体管S25、绝缘栅双极型晶体管S29和绝缘栅双极型晶体管S28，间隔一定时间，执行步骤5.12；
步骤5.12：打开绝缘栅双极型晶体管S25和绝缘栅双极型晶体管S28，间隔一定时间，返回步骤5.1。

Claims (5)

1.一种应用于能源互联网的能源路由器装置，其特征在于，包括三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元、单相全桥双向逆变单元、高压直流母线和低压直流母线；
所述的三相三电平双向整流单元的输入端接入10KV配电网，三相三电平双向整流单元的输出端连接高压直流母线，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的输入端和六相交错DC/DC双向变换单元的输入端分别连接高压直流母线，自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的输出端连接直流负载、分布式直流发电设备或第一储能设备，六相交错DC/DC双向变换单元的输出端连接低压直流母线，三相谐振软开关双向逆变单元的输入端和单相全桥双向逆变单元的输入端连接低压直流母线，三相谐振软开关双向逆变单元的输出端连接三相交流负载、分布式三相交流发电设备或第二储能设备，单相全桥双向逆变单元的输出端连接单相交流负载、分布式单相交流发电设备或第三储能设备；
所述的三相三电平双向整流单元，用于实现10KV配电网和高压直流电之间的相互电力变换，实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式；
所述的六相交错DC/DC双向变换单元，用于实现高压直流电与低压直流电之间的相互电力变换，实现其工作在升压工作模式或者降压工作模式；
所述的自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元，用于实现高压直流电与240V直流电压之间的相互转换，实现其工作在升压工作模式或者降压工作模式；实现为分布式直流发电设备、直流负载或者第一储能设备提供适当的直流电压；
所述的三相谐振软开关双向逆变单元，用于实现低压直流电与380V、50HZ交流电之间的相互转换，实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式；
所述的单相全桥双向逆变单元，用于实现低压直流电与220V、50HZ交流电压之间的相互转换，实现其工作在整流工作模式或者逆变工作模式；
所述的高压直流母线，用于稳定三相三电平双向整流单元的输出电压、六相交错DC/DC双向变换单元的输入电压和自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元的输入电压；
所述的低压直流母线：用于稳定六相交错DC/DC双向变换单元的输出电压、三相谐振软开关双向逆变单元的输入电压和单相全桥双向逆变单元的的输入电压。
2.根据权利要求1所述的应用于能源互联网的能源路由器装置，其特征在于，所述的三相三电平双向整流单元、六相交错DC/DC双向变换单元、自激软启动推挽式全桥DC/DC双向变换单元、三相谐振软开关双向逆变单元和单相全桥双向逆变单元均有正向导通、逆向导通和不导通三种能量流动工作模式，其中，能量从输入端流向输出端为正向导通，能量从输出端流向输入端为逆向导通，没有能量流经为不导通，根据各单元能量流动工作模式不同，形成应用于能源互联网的能源路由器装置的不同工作模式。
3.根据权利要求1所述的应用于能源互联网的能源路由器装置，其特征在于，所述的六相交错DC/DC双向变换单元，包括高频逆变模块、高频变压器模块和整流输出模块；
所述的高频逆变模块的输入端连接高压直流母线，高频逆变模块的输出端连接至高频变压器模块的输入端；高频变压器模块的输出端连接整流输出模块的输入端；整流输出模块的输出端连接低压直流母线；
所述的高频逆变模块，用于实现高压直流电与高压交流电相互转换，有逆变模式和整流模式两种工作模式，工作在逆变模式时，用于将高压直流电逆变为高压交流电；工作在整流模式时，用于将高压交流电整流为高压直流电；
所述的高频变压器模块，用于实现高压交流电与低压交流电相互转换；
所述的整流输出模块，用于实现低压交流电与低压直流电相互转换，有逆变模式和整流模式两种工作模式，工作在整流模式时，用于将低压交流电整流为低压直流电；工作在逆变模式时，用于将低压直流电逆变为低压直流电。
4.根据权利要求3所述的应用于能源互联网的能源路由器装置，其特征在于，所述的六相交错DC/DC双向变换单元的控制电路，包括DSP、驱动电路、电源电路和采样电路；
所述的采样电路的输入端分别连接高压直流母线和低压直流母线，采样电路的输出端连接DSP的输入端，DSP的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端分别连接六相交错DC/DC双向变换单元的高频逆变模块和整流输出模块，电源电路分别连接至DSP、驱动电路、采样电路；
所述的DSP，用于产生驱动六相交错DC/DC双向变换单元的绝缘栅双极型晶体管的PWM信号；
所述的驱动电路，用于放大DSP产生的驱动六相交错DC/DC双向变换单元的绝缘栅双极型晶体管的PWM信号，控制高频逆变模块及整流输出模块的绝缘栅双极型晶体管开通或者关断；
所述的电源电路，用于为DSP、采样电路、驱动电路提供电能；
所述的采样电路，用于采集高压直流母线的电压信号和电流信号、低压直流母线的电压信号和电流信号，并传输至DSP。
5.根据权利要求3所述的应用于能源互联网的能源路由器装置，其特征在于，所述的六相交错DC/DC双向变换单元的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：对六相交错DC/DC双向变换单元进行初始化，对高压直流母线等效电容和低压直流母线等效电容进行预充电；
步骤2：采样电路采集高压直流母线的电压信号和低压直流母线的电压信号，并传输至DSP；
步骤3：DSP计算高压直流母线和低压直流母线实时流过的有功功率和无功功率，判断六相交错DC/DC双向变换单元的能量流动方向，并向驱动电路输出PWM信号，若能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输入端流向输出端，则为降压工作模式，执行步骤4，若能量由六相交错DC/DC双向变换单元的输出端流向输入端，则为升压工作模式，执行步骤5，否则，若没有能量流过六相交错DC/DC双向变换单元，则为停机模式；
步骤4：六相交错DC/DC双向变换单元在降压工作模式下工作，六相交错DC/DC双向变换单元的高频逆变模块按不同工作模态工作，整流输出模块处于自然整流状态；
步骤5：六相交错DC/DC双向变换单元在升压工作模式下工作，六相交错DC/DC双向变换单元的整流输出模块按不同工作模态工作，高频逆变模块处于自然整流状态。
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