CN217469782U - 一种能量路由器 - Google Patents

Abstract

一种能量路由器，应用于分布式能源的调控，多个第一变流器，每个所述第一变流器分别连接在低压交流母线与直流母线之间，所述低压交流母线连接外部的低压配电网；多个第二变流器，每个所述第二变流器分别连接在所述直流母线和至少一个直流负载之间；智能监控终端，分别连接每个所述第一变流器与每个所述第二变流器；电池组，通过一个所述第二变流器连接至所述直流母线。本发明的能量路由器，采用碳化硅功率器件，系统体积小、增加功率高、器件寿命长、生产成本低，可以实现智能调度并可以实现能效和经济最优化。

Description

一种能量路由器

技术领域

本发明涉及分布式能源领域，尤其涉及一种能量路由器。

背景技术

在现有的分布式能源系统领域中，普遍使用硅基器件，根据现有技术基础，硅基器件不具有高频、高压、耐高温以及转换效率等方面的优势，并且，现有的技术下，随着可再生能源发电装置、储能设备及各种类型的电能负载的接入，传统的电力系统设备无法满足供电形式多样和能量多向流动以及功率流的主动调控等要求，无法适应未来电力市场化的需要。

传统的硅基功率器件在光伏发电应用中，系统体积过大、增加功率较低、器件寿命不长、生产成本过高等诸多缺点；现有技术在分布式能源领域以硅基器件为主体的变流技术，以硅基器件为主的能量路由器存在集成度低，体积庞大，缺乏智能控制调度等，无法实现能效和经济最优化。

发明内容

根据上述的现有技术中的各种缺点，设计一种能够解决上述缺点的能量路由器有了需求，本发明的技术方案中，提供一种能量路由器，应用于分布式能源的调控，包含，

多个第一变流器，每个所述第一变流器分别连接在低压交流母线与直流母线之间，所述低压交流母线连接外部的低压配电网；

多个第二变流器，每个所述第二变流器分别连接在所述直流母线和至少一个直流负载之间；

智能监控终端，分别连接每个所述第一变流器与每个所述第二变流器；

电池组，通过一个所述第二变流器连接至所述直流母线。

优选的，所述第一变流器还连接光伏组件。

优选的，于所述低压交流母线上还连接有多个交流负载。

优选的，所述电池组还通过所述第二变流器、所述直流母线、所述第一变流器、所述低压交流母线连接至所述低压配电网。

优选的，所述第一变流器为AC/DC变流器。

优选的，所述第二变流器为DC/DC变流器。

优选的，所述第一变流器与所述第二变流器均采用碳化硅功率器件形成。

优选地，所述智能监控终端包括：

控制装置，所示控制装置连接所述第一变流器和所述第二变流器；

通信模块，所述通信模块连接所述第一变流器和所述第二变流器，所述通信模块还连接一外部的云平台；

存储器，所述存储器连接所述通信模块；

处理器，所述处理器连接所述存储器和所述控制装置。

优选的，预置一柜体，所述柜体通过一隔板划分为独立的第一容置空间与第二容置空间；

将所述变流器放置于所述第一容置空间中的变流柜中，以及将所述电池组放置于所述第二容置空间中的多个电池柜中。

优选的，所述第一容置空间中还放置有所述能量路由器中的所述智能监控终端以及一直流柜；

所述第二容置空间中还放置有用于连接所述交流负载的交流柜以及消防柜；

所述消防柜紧贴至少一个所述电池柜放置。

本发明的有益效果在于：本发明的能量路由器，采用碳化硅功率器件，系统体积小、增加功率高、器件寿命长、生产成本低，可以实现智能调度并可以实现能效和经济最优化。

附图说明

图1为本发明较佳的实施例中，能量路由器的内部结构图；

图2为本发明较佳的实施例中，智能监控终端的内部结构图；

图3为本发明较佳的实施例中，能量路由器的主体结构图。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

传统的硅基功率器件在光伏发电应用中，系统体积过大、增加功率交底、器件寿命不长、生产成本过高等诸多缺点；现有技术在分布式能源领域以硅基器件为主体的变流技术，多采用AC-DC,DC-DC变流器来将光伏转化为储能或者负荷用电，以硅基器件为主的能量路由器存在集成度低，体积庞大，缺乏智能控制调度等，无法实现能效和经济最优化。

针对上述的各种缺点，本发明的较佳的实施例中，提供一种能量路由器，应用于分布式能源的调控包含，如图1所示，

多个第一变流器1，每个第一变流器1分别连接在低压交流母线6与直流母线5之间，低压交流母线6连接外部的低压配电网8；

多个第二变流器2，每个第二变流器2分别连接在直流母线5和至少一个直流负载7之间；

智能监控终端3，分别连接每个第一变流器1与每个第二变流器2，用于控制第一变流器1与第二变流器2；

电池组4，通过一个第二变流器2连接至直流母线5。

具体的，本实施例中，满足能量路由器在不断电的情况下，可以利用合理的插接结构、通信接口、启动措施和运行模式，使得并网变换器实现方便快捷的投入和切除。

本发明的较佳的实施例中，第一变流器1还连接光伏组件9。

具体的，本实施例中，上述光伏组件9在阴雨天时无法接收足够的太阳能，此时电池组4进入放电的状态，通过电池组4存储的电能为负载供电，避免通过配电网供电的电费消耗。

本发明的较佳的实施例中，于低压交流母线6上还连接有多个交流负载 10。

具体的，本实施例中，在电池组4没有处于存储满电的状态下，或是在光伏组件9无法提供足够上述负载供电的情况下，可以通过上述低压交流母线6从配电网中取电来实现负载的正常供电。

本发明的较佳的实施例中，电池组4还通过第二变流器2、直流母线5、第一变流器1、低压交流母线6连接至低压配电网8。

具体的，本实施例中，上述电池组4的电能存满后，可以将多余的电能通过上述第一变流器1转换为交流电送入低压配电网8，实现并网售电的功能，从而可以实现节省能源，并获取收益的效果。

本发明的较佳的实施例中，第一变流器1为AC/DC变流器。

具体的，本实施例中，上述第一变流器1是整流器与逆变器的结合器件，可以实现交流转直流，从而通过配电网为电路供电，同时也可以实现将直流转换为交流，从而将多余的电能并网售卖。

本发明的较佳的实施例中，第二变流器2为DC/DC变流器。

具体的，本实施例中，针对路由器中不同部件之间存在的直流电其电压、频率、电流均存在不同的情况，通过斩波器可以实现不同直流之间的转换，斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式，其周期不变，而改变开关每次接通的时间，二是频率调制方式，开关每次接通的时间不变，改变周期。

本发明的较佳的实施例中，第一变流器1与第二变流器2均采用碳化硅功率器件形成。

具体的，本实施例中，碳化硅功率器件在光伏发电应用中，具有缩小系统体积、增加功率密度、延长器件使用寿命、降低生产成本等诸多优势。

本发明较佳的实施例中，智能监控终端3包括，如图2所示：

控制装置31，控制装置31连接第一变流器1和第二变流器2；

通信模块32，通信模块32连接第一变流器1和第二变流器2，通信模块 32还连接一外部的云平台；

存储器33，存储器33连接通信模块32；

处理器34，处理器34连接存储器33和控制装置31。

具体地，针对现有技术中的能量路由器缺乏智能调度的问题，本实施例中通过设置通信模块32和控制装置31连接至第一变流器1和第二变流器2 实现了对第一变流器1和第二变流器2的数据采集和控制，实现了对能量路由器较好的调度效果。

进一步地，通过存储器33存储通信模块32获取到的第一变流器1和第二变流器2的数据，并由处理器34对数据进行处理，可基于智能调度算法，根据光伏发电、储能、负荷、电网等情况，实现了光伏发电预测调控、储能充放、负荷投切、灵活并网等功能。

进一步地，通过智能监测终端将数据通过网口将数据上传至本地监控，运维人员通过本地监控和EMS系统可以查看在线监测数据及调控。同时本地监控将数据上传到云平台，远程人员可通过WEB及手机APP等方式查看在线监测数据和调度结果等。

在实际实施过程中，控制装置31为一开入开出板，其通过总线连接至第一变流器1和第二变流器2，用于在处理器34的控制下控制第一变流器1和第二变流器2。总线系统为基于现有技术实现的一种总线，比如R485总线、 RS232总线、CAN总线中的至少一种。通信模块32为一具有网口通信功能和总线通信功能的通信装置，其中网口通信指通信模块32通过LAN网线或光纤连接至上级网关设备进而实现与云平台的通信过程。通信模块32通过数据总线连接至存储器33以向存储器33中写入采集到的数据，并通过总线系统连接至第一变流器1和第二变流器2。存储器33为电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或者装置，或者前述的任意适当组合，如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM 或者快闪存储器)、光纤、便携式只读存储器(CD-ROM)。处理器34可以被理解为一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、DSP、可编程逻辑器件(PLD)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件，用于根据预设的智能调度方法实现对控制装置31的控制。智能调度方法为现有技术，其在本实施例中作为处理器34可执行的计算机程序固化在存储器33中，用于实现根据采集到的数据对第一变流器1和第二变流器2进行控制。

本发明的较佳的实施例中，如图3所示，预置一柜体11，柜体11通过一隔板12划分为独立的第一容置空间111与第二容置空间112；

将变流器放置于第一容置空间中的变流柜1111中，以及将电池组4放置于第二容置空间112中的多个电池柜1121中。

具体的，本实施例中，通过上述隔板将电池柜与变流器隔离开，可以避免电磁干扰对电池柜与变流柜的伤害，提升了能量路由器的安全性。

本发明的较佳的实施例中，第一容置空间中还放置有能量路由器中的智能监控终端3以及用一直流柜1112；

第二容置空间中还放置有用于连接交流负载10的交流柜1122以及消防柜1123中；

消防柜1113紧贴至少一个电池柜1121放置。

具体的，本实施例中，在火灾发生时，可以通过接收消防控制中心的启动信号，来启动上述消防工具的使用，同时也可以通过上述智能监控终端3，监控当前能量路由器内部状态，从而实现对于上述消防柜的控制。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种能量路由器，应用于分布式能源的调控，其特征在于，包含，

多个第一变流器，每个所述第一变流器分别连接在低压交流母线与直流母线之间，所述低压交流母线连接外部的低压配电网；

多个第二变流器，每个所述第二变流器分别连接在所述直流母线和至少一个直流负载之间；

智能监控终端，分别连接每个所述第一变流器与每个所述第二变流器；

电池组，通过一个所述第二变流器连接至所述直流母线。

2.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述第一变流器还连接光伏组件。

3.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，于所述低压交流母线上还连接有多个交流负载。

4.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述电池组还通过所述第二变流器、所述直流母线、所述第一变流器、所述低压交流母线连接至所述低压配电网。

5.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述第一变流器为AC/DC变流器。

6.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述第二变流器为DC/DC变流器。

7.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述第一变流器与所述第二变流器均采用碳化硅功率器件形成。

8.如权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述智能监控终端包括：

控制装置，所述控制装置连接所述第一变流器和所述第二变流器；

通信模块，所述通信模块连接所述第一变流器和所述第二变流器，所述通信模块还连接一外部的云平台；

存储器，所述存储器连接所述通信模块；

处理器，所述处理器连接所述存储器和所述控制装置。

9.如权利要求3所述的能量路由器，其特征在于，预置一柜体，所述柜体通过一隔板划分为独立的第一容置空间与第二容置空间；

将所述变流器放置于所述第一容置空间中的变流柜中，以及将所述电池组放置于所述第二容置空间中的多个电池柜中。

10.如权利要求9所述的能量路由器，其特征在于，所述第一容置空间中还放置有所述能量路由器中的所述智能监控终端以及一直流柜；

所述第二容置空间中还放置有用于连接所述交流负载的交流柜以及消防柜；

所述消防柜紧贴至少一个所述电池柜放置。

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