具备多种供电方式的电能路由器

摘要

本发明属于智能电网及智能家居中的分布式电源利用及智能用电管理领域，涉及一种具备多种供电方式的电能路由器，包括控制单元、通信模块、双向交流/直流逆变器、开关阵列、一条直流母线、两条交流母线、母线检测模块和路由器端口，其中，所述的路由器端口包括多个电源端口和多个负载端口；开关阵列包括一个单向并网开关和若干双向开关，均由控制单元控制；路由器端口中的直流电源端口连接到直流母线，直流母线通过双向交流/直流逆变器与第二交流母线连接；交流电源端口和负载端口通过开关阵列与两条交流母线连接。本发明能够根据电源的供电状况、负载的用电特性和用电需求，对各种电源和负载实施高效、智能的管理。

主权项

一种具备多种供电方式的电能路由器，包括控制单元、通信模块、双向交流/直流逆变器、开关阵列、一条直流母线、两条交流母线、母线检测模块和路由器端口，其中，所述的路由器端口包括多个电源端口和多个负载端口，每一个端口具有唯一的端口号，所述的电源端口包括直流端口和交流端口，交流端口包括市电专用端口和用于连接除市电以外的交流电源的普通交流端口；所述的开关阵列包括一个单向并网开关和若干双向开关，均由控制单元控制；所述的路由器端口中的直流电源端口连接到直流母线，直流母线通过双向交流/直流逆变器与第二交流母线连接；交流电源端口和负载端口通过开关阵列与两条交流母线连接，具体连接方式为，市电专用接口连接到第一交流母线，普通交流电源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，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；通过开关阵列中双向开关的切换可实现各个负载端口与两条交流母线中的任意一条相连，通过开关阵列中双向开关的切换可实现各个普通交流电源端口与两条交流母线中的任意一条相连；所述的路由器端口包括电流检测单元、电压检测单元和电能信息处理单元，电流检测单元与该端口串联，电压检测单元与该端口并联，电流检测单元和电压检测单元的输出端与电能信息电能信息处理单元的输入端连接，电能信息处理单元的输出端连接到控制单元；所述的电流检测单元用于检测与其相连的电源端口或负载端口的电流，电压检测单元用于检测与其相连的电源端口或负载端口的电压，两个单元的检测信号被送入电能信息处理单元，电源端口的电能信息处理单元根据输入的检测信号计算出与其相连的电源的电能质量和供电量信息，以及该端口在单位时间内所输入的电能，并将上述信息实时传输给控制单元，负载端口的电能信息处理单元根据电压检测单元和电流检测单元输入的信号计算出与其相连的负载的用电特性和耗电量，以及该端口在单位时间内所输出的电能，并将上述信息传输给控制单元；所述的交流电源端口可以是单相或三相的，用于连接单相或三相的市电和除市电以外的交流电源，所述的负载端口可以是单相或三相的，用于连接单相或三相的负载；所述的母线检测模块，用于实时检测直流母线的电压和电流、第二交流母线的电压、电流、频率和相位，并将上述信息实时传输给交流/直流逆变器和控制单元；所述的控制单元分别与双向交流/直流逆变器、开关阵列、路由器端口、母线检测模块和通信模块连接，控制单元的工作方式为：1）通过通信模块与连接到电能路由器的电源和负载、其他电能路由器以及微网或配电网的管理系统通信；2）根据各个电源提供的供电信息和负载提供的工作特性与用电需求，或根据路由器端口中的信号检测与电能计量模块所检测到的电源供电状况和负载用电特性，来进行电源的供电能力与负载的工作特性与用电需求的匹配；3）通过控制开关阵列中单向并网开关的切换可实现第二交流母线与第一交流母线的连接；4）通过控制开关阵列中双向开关的切换可实现各个负载端口与两条交流母线中的任意一条相连；5）通过控制开关阵列中双向开关的切换可实现各个普通交流电源端口与两条交流母线中的任意一条相连；6）在电源通过电能路由器向负载供电的过程中对电源的总供电量和负载的总用电量进行计量；7）根据母线检测模块检测得到的直流母线的电压和电流、第二交流母线的电压、电流、频率及相位，控制双向交流/直流逆变器工作。