CN107394826A - 一种基于多个能源路由器的城市用电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于多个能源路由器的城市用电系统，包括一个中心服务器和一个城市发电系统，所述中心服务器分别与多个能源路由器连接，每个能源路由器除均与城市发电系统连接外还各自连接有下属的用电系统、分布式发电系统和储能系统，且各个能源路由器连接的用电系统、分布式发电系统、储能系统各自独立，每个能源路由器将各自管理的用电系统、分布式发电系统和储能系统的用电量、发电量和储能量信息报告给中心服务器，中心服务器可以根据各个路由器所属各系统使用情况对各路由器的下属系统重新分配。本发明能够对城市大量的分布式能源进行有效的统一管理，提高城市电力的运行效率。

Description

一种基于多个能源路由器的城市用电系统
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体为一种基于多个能源路由器的城市用电系统。
背景技术
在能源需求受到日益关注的今天，大量的分布式能源可起到节能减排、缓解用电高峰的作用，具有广泛的应用前景。分布式发电可以直接接入低压配网供用电设备使用，既降低了线路损耗，也减少了电力系统的建设成本。但是目前，传统的城市用电系统对于分布式能源还不能得到充分合理利用，也不能适应大量分布式能源与配电网协调运行的要求。这主要体现在目前城市用电系统中分布式能源缺乏有限的统一管理调度，分布式电源接入电网随机性大，容易引起电网三相运行的不平衡，在电力系统中产生过压，降低电力的运行效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多个能源路由器的城市用电系统，以解决上述背景技术中提出的目前城市用电系统中分布式能源缺乏有限的统一管理调度，分布式电源接入电网随机性大，容易引起电网三相运行的不平衡，在电力系统中产生过压，降低电力的运行效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多个能源路由器的城市用电系统，包括一个中心服务器和一个城市发电系统，所述中心服务器分别与多个能源路由器连接，每个能源路由器除均与城市发电系统连接外还各自连接有下属的用电系统、分布式发电系统和储能系统，且各个能源路由器连接的用电系统、分布式发电系统、储能系统各自独立，每个能源路由器将各自管理的用电系统、分布式发电系统、储能系统的用电量、发电量和储能量信息报告给中心服务器，中心服务器根据各个路由器所属系统使用情况对各路由器的下属系统重新分配；所述的能源路由器包括控制模块、一条直流母线、一条第一交流母线、一条第二交流母线、交直流变换器、开关阵列、电源端口、负载端口、数据采集模块、数据接收通信模块；所述的能源路由器至少有三个。
进一步的，所述的用电系统包括直流用电设备和交流用电设备。
优选的，所述的分布式发电系统包括光伏发电系统和风能机组。
优选的，所述的储能系统包括蓄电池储能、电化学储能系统。
优选的，所述的能源路由器的控制模块包括主控制器STM32F107VCT6、电源模块、启动/复位模块、外部晶振、RS-485通讯接口、人机界面接口、以太网通信接口。
优选的，所述的能源路由器的电源端口包括一个市电专用端口、一个非可再生能源接口、多个可再生能源接口，每一个端口具有唯一的端口号，每个电源端口通过开关阵列可与负载端口相连，所述的负载端口可通过开关阵列中的双向开关连接到第一交流母线或第二交流母线，第二交流母线可通过开关阵列中的单向并网开关连接到第一交流母线。
优选的，所述的能源路由器的开关阵列包括一个单向并网开关和若干双向负荷开关，所述的开关阵列上的开关由控制模块控制。
优选的，所述的能源路由器的采集模块设置在路由器端口与开关阵列的连接处，包括多个电源信号检测与电能计量端口和多个负载信号检测与电能计量端口。
优选的，所述的能源路由器还包括与中心服务器连接的数据接收通信模块，用于连接电能路由器与用电系统、分布式发电系统和储能系统，以及与配备以太网模块的中心服务器进行通信。
优选的，所述的能源路由器还包括有显示装置和报警装置。。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该城市用电系统包括一个中心服务器和多个能源路由器，能源路由器向中心服务器发送下属的用电系统、分布式发电系统、储能系统用电量、发电量与储能量信息报告，并接收中心服务器的指令。本发明的城市用电系统可以为分布式能源提供统一的管理调度，解决分布式电源接入电网随机性大，容易引起电网三相运行的不平衡，在电力系统中产生过压的问题，从而提高城市电力的运行效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中使用的能源路由器的结构图。
图中：1、中心服务器，2、能源路由器，3、用电系统，4、分布式发电系统，5、储能系统，6、城市发电系统，21、采集模块，22、控制模块，23、数据接收通信模块，24、第二交流母线，25、直流母线，26、第一交流母线，27、交直流变换器，28、开关阵列，29、电源端口，20、负载端口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于多个能源路由器的城市用电系统，包括一个中心服务器1和一个城市发电系统6，中心服务器1分别与多个能源路由器2连接，每个能源路由器2除均与城市发电系统连接外还各自连接有下属的用电系统3、分布式发电系统4和储能系统5，且各个能源路由器2连接的用电系统3、分布式发电系统4、储能系统5各自独立，每个能源路由器2将各自管理的用电系统3、分布式发电系统4、储能系统5的用电量、发电量和储能量信息报告给中心服务器1，中心服务器1根据各个路由器所属系统使用情况对各路由器的下属系统重新分配；能源路由器2包括控制模块22、一条直流母线25、一条第一交流母线26、一条第二交流母线24、交直流变换器27、开关阵列28、电源端口29、负载端口20、数据采集模块21、数据接收通信模块23；能源路由器2至少有三个。能源路由器2的控制模块22包括主控制器STM32F107VCT6、电源模块、启动/复位模块、外部晶振、RS-485通讯接口、人机界面接口、以太网通信接口。能源路由器2的电源端口29包括一个市电专用端口、一个非可再生能源接口、多个可再生能源接口，每一个端口具有唯一的端口号，每个电源端口29通过开关阵列28可与负载端口20相连，负载端口20可通过开关阵列28中的双向开关连接到第一交流母线26或第二交流母线24，第二交流母线24可通过开关阵列28中的单向并网开关连接到第一交流母线26。能源路由器2的开关阵列28包括一个单向并网开关和若干双向负荷开关，开关阵列28上的开关由控制模块22控制。能源路由器2的采集模块21设置在路由器端口与开关阵列28的连接处，包括多个电源信号检测与电能计量端口和多个负载信号检测与电能计量端口。能源路由器2还包括与中心服务器1连接的数据接收通信模块23，用于连接电能路由器与用电系统3、分布式发电系统4和储能系统5，以及与配备以太网模块的中心服务器1进行通信。能源路由器2还包括有显示装置和报警装置。用电系统3包括直流用电设备和交流用电设备。分布式发电系统4包括光伏发电系统和风能机组。储能系统5包括蓄电池储能、电化学储能系统5。
中心服务器对城市局部重要的用电设备信息进行收集和管理，通过对历史数据的人工智能分析对用城市局部用电信息有一个规律性的预测，根据预测结果通过能源路由器对发电系统和用电系统进行调度。主要是判断和分配城市发电系统合分布式发电系统所发出的电是直接用于城市局部用电系统还是用于给储能系统充电，或是直接并网使用。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：包括一个中心服务器(1)和一个城市发电系统(6)，所述中心服务器(1)分别与多个能源路由器(2)连接，每个能源路由器(2)除均与城市发电系统连接外还各自连接有下属的用电系统(3)、分布式发电系统(4)和储能系统(5)，且各个能源路由器(2)连接的用电系统(3)、分布式发电系统(4)、储能系统(5)各自独立，每个能源路由器(2)将各自管理的用电系统(3)、分布式发电系统(4)、储能系统(5)的用电量、发电量和储能量信息报告给中心服务器(1)，中心服务器(1)根据各个路由器所属系统使用情况对各路由器的下属系统重新分配；所述的能源路由器(2)包括控制模块(22)、一条直流母线(25)、一条第一交流母线(26)、一条第二交流母线(24)、交直流变换器(27)、开关阵列(28)、电源端口(29)、负载端口(20)、数据采集模块(21)、数据接收通信模块(23)；所述的能源路由器(2)至少有三个。
2.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的用电系统(3)包括直流用电设备和交流用电设备。
3.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的分布式发电系统(4)包括光伏发电系统和风能机组。
4.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的储能系统(5)包括蓄电池储能、电化学储能系统(5)。
5.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的能源路由器(2)的控制模块(22)包括主控制器STM32F107VCT6、电源模块、启动/复位模块、外部晶振、RS-485通讯接口、人机界面接口、以太网通信接口。
6.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的能源路由器(2)的电源端口(29)包括一个市电专用端口、一个非可再生能源接口、多个可再生能源接口，每一个端口具有唯一的端口号，每个电源端口(29)通过开关阵列(28)可与负载端口(20)相连，所述的负载端口(20)可通过开关阵列(28)中的双向开关连接到第一交流母线(26)或第二交流母线(24)，第二交流母线(24)可通过开关阵列(28)中的单向并网开关连接到第一交流母线(26)。
7.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的能源路由器(2)的开关阵列(28)包括一个单向并网开关和若干双向负荷开关，所述的开关阵列(28)上的开关由控制模块(22)控制。
8.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的能源路由器(2)的采集模块(21)设置在路由器端口与开关阵列(28)的连接处，包括多个电源信号检测与电能计量端口和多个负载信号检测与电能计量端口。
9.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的能源路由器(2)还包括与中心服务器(1)连接的数据接收通信模块(23)，用于连接电能路由器与用电系统(3)、分布式发电系统(4)和储能系统(5)，以及与配备以太网模块的中心服务器(1)进行通信。
10.根据权利要求1所述的一种基于多个能源路由器的城市用电系统，其特征在于：所述的能源路由器(2)还包括有显示装置和报警装置。
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