一种能量路由器及其协调控制方法、装置、存储介质与流程

本发明涉及能量调控，具体涉及一种能量路由器及其协调控制方法、装置、存储介质。

背景技术：

1、目前，我国的资源禀赋存在缺油少气的特点，化石能源对外依存度高，能源安全面临威胁，开发可再生能源的需求更为迫切。因此，基于能源安全新战略，清洁低碳、安全高效是当前的能源发展方向。

2、由于新能源出力具有强随机性，当风、光资源不足时，易引起电力供应不足事件的发生，同时新能源发电的波动和间歇特性也会加剧电压波动和闪变等电能质量问题，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。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种能量路由器及其协调控制方法、装置、存储介质，以解决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的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种能量路由器，所述能量路由器的一端连接交流电网，所述能量路由器的另一端连接新能源发电系统，所述能量路由器包括：直流通道和交流通道，所述直流通道和所述交流通道并联连接，所述直流通道包括直流母线、第一开关、靠近所述交流电网的第一换流器和靠近新能源发电系统的第二换流器，所述第一换流器和所述第二换流器采用背靠背形式连接在直流母线两端，所述直流母线通过外部端口连接外部设备，所述第一开关连接在直流通道和交流电网之间，所述交流通道包括第二开关。

3、本发明实施例提供的能量路由器，通过设置直流通道和交流通道，同时在直流通道和交流通道中设置第一开关和第二开关，可以实现不同的接入方式，使得传统的电网架构及实施能够接受高比例可再生能源的友好接入，有利于未来新能源电力系统的安全稳定运行。并且第一换流器和第二换流器的设置，实现了母线间的灵活调控。

4、在一种可选的实施方式中，所述外部端口包括：多个交流端口，所述交流端口包括ac/dc换流器，包括所述直流通道还包括：多个直流换流器，所述多个交流端口通过所述多个直流换流器连接在所述直流母线上。

5、本实施例中，通过交流端口和直流换流器的设置，实现了交流设备等的接入。

6、在一种可选的实施方式中，所述外部端口还包括：多个直流端口，所述直流端口包括dc/dc换流器，所述直流通道还包括：多个直流变换器，所述多个直流端口通过所述多个直流变换器连接在所述直流母线上。

7、本实施例中，通过直流端口和直流换流器的设置，实现了直流设备如电动汽车等的接入。

8、在一种可选的实施方式中，所述直流通道还包括：第三开关，所述能量路由器还包括第四开关和第五开关；所述第四开关的一端连接所述交流电网，所述第四开关的另一端连接所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端连接所述第一换流器，所述第三开关的一端连接所述第二换流器，所述第三开关的另一端连接所述第五开关的一端，所述第五开关的另一端连接所述新能源发电系统。

9、本实施例中，通过多个开关的设置，便于能量路由器以及其直流通道中设备的维护和检修。

10、在一种可选的实施方式中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关以及第五开关为交流断路器。

11、在一种可选的实施方式中，所述能量路由器的运行方式包括：第一运行方式、第二运行方式以及第三运行方式中的任意一种；所述第一运行方式为所述第一开关闭合、所述第二开关断开，所述第一换流器以定直流电压控制工作、所述第二换流器以交流电压和频率下垂控制工作；所述第二运行方式为第一开关闭合、所述第二开关闭合，所述第一换流器以定直流电压控制工作、所述第二换流器以定有功功率和定无功功率控制工作；所述第三运行方式为第一开关断开、所述第二开关断开，所述第一换流器以定交流电压和频率控制工作、所述第二换流器以定直流电压控制工作。

12、第二方面，本发明提供了一种能量路由器的协调控制方法，应用于上述实施例的能量路由器，所述方法包括：获取能量路由器的当前运行方式；若当前运行方式为第一运行方式，获取当前所述新能源发电系统向外输送的第一功率；当所述第一功率大于直流通道输送能力时，将第一运行方式切换为第二运行方式；当所述第一功率小于外部端口输送能力时，将第一运行方式切换为第三运行方式。

13、本发明实施例提供的能量路由器的协调控制方法，通过控制能量路由器在不同运行方式之间的切换，以及不同运行方式下不同换流站的协调控制，可以实现新能源发电系统和电网之间能量的灵活调控，有利于传统的电网架构及实施对高比例可再生能源的友好接入。

14、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：若当前运行方式为第二运行方式，获取当前所述新能源发电系统向外输送的第二功率；当所述第二功率小于直流通道输送能力时，将第二运行方式切换为第一运行方式；若当前运行方式为第三运行方式，获取当前所述新能源发电系统向外输送的第三功率；当所述第三功率大于外部端口输送能力时，将第三运行方式切换为第一运行方式。

15、在一种可选的实施方式中，外部端口包括交流端口，所述交流端口包括ac/dc换流器，所述方法还包括：获取交流端口接入的系统类型；当系统类型为有源系统时，控制直流换流器以定有功功率和定无功功率控制工作；当系统类型为无源系统时，控制直流换流器以定交流电压和频率控制工作。

16、在一种可选的实施方式中，外部端口包括直流端口，所述直流端口包括dc/dc换流器，所述方法还包括：获取直流端口接入的系统类型；当系统类型为有源系统时，控制直流变换器以定有功功率控制工作；当系统类型为储能系统时，控制直流变换器以定直流电压控制工作。

17、本实施例中，通过第一换流器和第二换流器以及其它端口运行方式的设置，实现能量路由器内部，以及能量路由器与外部设备之间的能量平衡，实现各端口电压的稳定控制，功率的灵活调控。

18、第三方面，本发明提供了一种能量路由器的协调控制装置，应用于上述实施例的能量路由器，所述装置包括：运行方式获取模块，用于获取能量路由器的当前运行方式；第一功率获取模块，用于若当前运行方式为第一运行方式，获取当前所述新能源发电系统向外输送的第一功率；第一切换模块，用于当所述第一功率大于直流通道输送能力时，将第一运行方式切换为第二运行方式；第二切换模块，用于当所述第一功率小于外部端口输送能力时，将第一运行方式切换为第三运行方式。

19、第四方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的能量路由器的协调控制方法。

20、第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的能量路由器的协调控制方法。

技术特征：

1.一种能量路由器，其特征在于，所述能量路由器的一端连接交流电网，所述能量路由器的另一端连接新能源发电系统，所述能量路由器包括：直流通道和交流通道，所述直流通道和所述交流通道并联连接，所述直流通道包括直流母线、第一开关、靠近所述交流电网的第一换流器和靠近新能源发电系统的第二换流器，所述第一换流器和所述第二换流器采用背靠背形式连接在直流母线两端，所述直流母线通过外部端口连接外部设备，所述第一开关连接在直流通道和交流电网之间，所述交流通道包括第二开关。

2.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述外部端口包括：多个交流端口，所述交流端口包括ac/dc换流器，包括所述直流通道还包括：多个直流换流器，所述多个交流端口通过所述多个直流换流器连接在所述直流母线上。

3.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述外部端口还包括：多个直流端口，所述直流端口包括dc/dc换流器，所述直流通道还包括：多个直流变换器，所述多个直流端口通过所述多个直流变换器连接在所述直流母线上。

4.根据权利要求1所述的能量路由器，其特征在于，所述直流通道还包括：第三开关，所述能量路由器还包括第四开关和第五开关；

5.根据权利要求4所述的能量路由器，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关以及第五开关为交流断路器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的能量路由器，其特征在于，所述能量路由器的运行方式包括：第一运行方式、第二运行方式以及第三运行方式中的任意一种；

7.一种能量路由器的协调控制方法，其特征在于，应用于权利要求6所述的能量路由器，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，外部端口包括交流端口，所述交流端口包括ac/dc换流器，所述方法还包括：

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，外部端口包括直流端口，所述直流端口包括dc/dc换流器，所述方法还包括：

11.一种能量路由器的协调控制装置，其特征在于，应用于权利要求6所述的能量路由器，所述装置包括：

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求7至10中任一项所述的能量路由器的协调控制方法。

技术总结
本发明涉及能量调控技术领域，具体涉及一种能量路由器及其协调控制方法、装置、存储介质。能量路由器的一端连接交流电网，另一端连接新能源发电系统，能量路由器包括：直流通道和交流通道，直流通道和交流通道并联连接，直流通道包括直流母线、第一开关、靠近交流电网的第一换流器和靠近新能源发电系统的第二换流器，第一换流器和第二换流器采用背靠背形式连接在直流母线两端，直流母线通过外部端口连接外部设备，交流通道包括第二开关。本发明实施例提供的能量路由器，使得传统的电网架构及实施能够接受高比例可再生能源的友好接入，有利于未来新能源电力系统的安全稳定运行。并且第一换流器和第二换流器的设置，实现了母线间的灵活调控。

技术研发人员：王华锋,郑林,刘盼盼,杨兵建,张迪,杨伟涛
受保护的技术使用者：国网智能电网研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22