CN112203160A - 一种电能路由器*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电能路由器***，包括大电网***，还包括传感器模块、通讯模块、控制模块、交流负载模块、直流负载模块、双向AC/DC模块、双向DC/DC模块、DC/DC模块、MPPT模块、蓄电池模块、光伏模块和风机模块，所述大电网***分别与双向AC/DC模块和交流负载模块连接，所述双向AC/DC模块与相互并联的蓄电池模块、光伏模块、风机模块和直流负载模块连接，所述蓄电池模块的支路串联有双向DC/DC模块，光伏模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；风机模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；所述双向DC/DC模块、蓄电池模块和大电网***均与所述传感器模块通讯连接；所述双向AC/DC模块、光伏模块和风机模块均与通讯模块和控制模块通讯连接。

Description

一种电能路由器***

技术领域

本发明属于分布式发电以及智能控制领域，特别是涉及一种新型的电能路由器***。

背景技术

现如今智能微电网以可再生能源为主要一次能源，支持大量分布式发电单元和储能装置的接入，是解决能源紧缺问题的根本手段，因此智能微电网的建设刻不容缓。然而目前新能源发电在电网中普遍表现为大规模光伏电站和风电场，并且存在着新能源发电厂与用电区域距离遥远、传统电网架构不适应等问题，因此严重阻碍了智能微网的进程。电力***尤其是配电网***中新能源发电分布式接入能够避免此类问题。但是依然存在着新能源发电波动大、分布式发电发散不易管理等不利于电网和实际工程实施的问题，这也是目前制约分布式发电发展的最大问题。另一方面，由于传统电网架构中具备电力***调度功能的最低层单元也在变电站层次，难以实现更低层用电单元比如社区、家庭等用户的用电调节，在不具备分布式发电支持的基础上，现有用电单元基本不具备根据电网指令调节用电负荷的能力，电网需求侧响应也难于落到实际。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，为了解决配电网***中新能源发电所带来的问题，同时更有利于用使的小负载端能够积极参与响应需求侧响应。提供一种电能路由器***。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种电能路由器***，包括大电网***，还包括传感器模块、通讯模块、控制模块、交流负载模块、直流负载模块、双向AC/DC模块、双向DC/DC模块、DC/DC模块、MPPT模块、蓄电池模块、光伏模块和风机模块，所述大电网***分别与双向AC/DC模块和交流负载模块连接，所述双向AC/DC模块与相互并联的蓄电池模块、光伏模块、风机模块和直流负载模块连接，所述蓄电池模块的支路串联有双向DC/DC模块，光伏模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；风机模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；所述双向DC/DC模块、蓄电池模块和大电网***均与所述传感器模块通讯连接；所述双向AC/DC模块、光伏模块和风机模块均与通讯模块和控制模块通讯连接。

进一步的，所述传感器模块中包括光强传感器、风力传感器、温度传感器；传感器模块通过通讯线，将所采集的数据传输到控制模块。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1、新型的电能路由器***既可以独立运行，又可以并网的微电网***。具有高可靠性、高灵活性、高性价比的特点。解决了难以实现更低层用电单元比如社区、家庭等用户的用电调节的问题。

2、发明的路由器***将分布式发电单元、储能单元、负荷、传感器于一体，解决了某一发电单元由于天气因素波动导致电压波动这一问题。使得负荷始终可靠运行。

3、本发明集成了通讯功能，可将信号传递给各个单元进行控制，具有迅速收集信息、反应迅速等优点。

4、本发明中智能电能变换模块，集成了通讯及启停功能，能够根据智能控制模块以及通讯模块给出的信号进行能量的传输，具有广泛的应用前景。

5、本发明在通讯***和控制***进行创新，其具有环境监测、电能计算、信息储存功能的控制***，可以更好地实现信息传递、信息交互的功能。

附图说明

图1是本发明的能源路由器***结构示意图。

图2是双向DC/DC模块内部结构简图。

图3是双向AC/DC模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是一种将分布式发电单元、储能单元、负荷、传感器、电能变换单元组合到一起的新型的能源路由器***。该***不仅集成了电力控制、还集成了通讯***。如附图1所示。

该能源路由器***包括大电网***，还包括传感器模块、通讯模块、控制模块、交流负载模块、直流负载模块、双向AC/DC模块、双向DC/DC模块、DC/DC模块、MPPT模块、蓄电池模块、光伏模块和风机模块，大电网***分别与双向AC/DC模块和交流负载模块连接，双向AC/DC模块与相互并联的蓄电池模块、光伏模块、风机模块和直流负载模块连接，蓄电池模块的支路串联有双向DC/DC模块，光伏模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；风机模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；所述双向DC/DC模块、蓄电池模块和大电网***均与所述传感器模块通讯连接；双向AC/DC模块、光伏模块和风机模块均与通讯模块和控制模块通讯连接。

具体的，该能源路由器***可以分解为以下几个模块详细分析。

1、传感器模块

该模块中包含了光强传感器、风力传感器、温度传感器。传感器模块通过通讯线，将所采集的数据传输到智能控制模块。

光强传感器用于感知光强，将所得到的光强信息通过通讯线传递给智能控制模块，进而判断光伏发电模块的发出功率。风力传感器用于感知风力大小，将所测得的风力信息传递给智能控制模块，进而判断风机的发电功率。温度传感器可以将收集到的温度信息进行整理，进而可以从侧面估算出负荷的功率需求。负荷功率大小与温度有很大关系。

2、智能双向DC/DC模块和储能单元

当智能控制模块判断出发电单元发出的电能大于负荷使用的电能时，将会通过智能通讯网络使智能双向DC/DC模块的内部开关打开(如附图2所示)，使得能量可以传输到储能单元，当蓄电池模块储能达到峰值使，将信号反馈给智能控制模块，使得智能双向DC/DC模块的内部开关关断。同时可以打开其他模块将多余的能量传递到大电网中去。

当***中发电单元发出的电能小于负荷使用的电能时，智能控制模块接收到信息时，通过通讯模块打开智能双向DC/DC模块使得所储存的电能反向传输到***中去。

3、智能双向AC/DC模块

该模块的结构如附图3所示，具体可以分为AC/DC、DC/AC和停止运行三种工况。

AC/DC工况，当直流负荷过大，将会使交流电网中的交流电通过该模块转化为直流电传输到直流负荷侧，保证直流负荷的供电安全。

DC/AC工况，当分布式发电单元考虑并网运行时，将发出的直流电通过该模块变为交流电并到大电网***上。

当接到检修信号或者需要孤岛运行时以及更换设备的信号时可以将开关断开，停止该模块的工作。

4、分布式发电单元

在附图1中仅列举了光伏模块和风机模块两种分布式发电单元，该***不仅仅只包含这两种单元，还有其他的分布式单元，附图中仅是举例说明。

5、智能控制和智能通讯模块

如附图1所示，智能通讯模块接收各个单元传递出的通讯信息，将信息传输给智能控制模块，智能控制模块进行分析，将操作信号通过智能通讯模块通过通讯线传输给每个单元。

综上，本发明提供了发明了一种将既可以独立运行，又可以并网的微电网***。将分布式发电单元、储能单元、负荷、传感器集于一体；还包括具有信息传递、信息交互功能的智能路由器的通讯***；能够通讯的具有启停功能的智能电能变换装置；具有环境监测、电能计算、信息储存的智能路由器的控制***。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电能路由器***，包括大电网***，其特征在于，还包括传感器模块、通讯模块、控制模块、交流负载模块、直流负载模块、双向AC/DC模块、双向DC/DC模块、DC/DC模块、MPPT模块、蓄电池模块、光伏模块和风机模块，所述大电网***分别与双向AC/DC模块和交流负载模块连接，所述双向AC/DC模块与相互并联的蓄电池模块、光伏模块、风机模块和直流负载模块连接，所述蓄电池模块的支路串联有双向DC/DC模块，光伏模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；风机模块的支路串联有DC/DC模块和MPPT模块；所述双向DC/DC模块、蓄电池模块和大电网***均与所述传感器模块通讯连接；所述双向AC/DC模块、光伏模块和风机模块均与通讯模块和控制模块通讯连接。

2.根据权利要求1所述一种电能路由器***，其特征在于，所述传感器模块中包括光强传感器、风力传感器、温度传感器；传感器模块通过通讯线，将所采集的数据传输到控制模块。

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