專利名稱：一種電能路由器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)中的分布式可再生電源利用領(lǐng)域，涉及一種可實(shí)現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)管理以及與負(fù)載優(yōu)化匹配的控制裝置。
背景技術(shù)：
未來(lái)的智能電網(wǎng)中，將存在大量的分布式可再生能源(光伏、風(fēng)電、燃料電池等)，用來(lái)起到節(jié)能減排、緩解市電用電高峰的作用。但是，目前在分布式能源的利用方面仍存在以下亟待解決的問(wèn)題1)大量分布式可再生能源的存在使得大電網(wǎng)與各種分布式電源之間產(chǎn)生了復(fù)雜的雙向潮流，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行與管理造成多方面影響；2)分布式電源由于受到地
域和天氣的影響，在供電能力和電能質(zhì)量方面具有明顯的不確定性，而現(xiàn)有的技術(shù)與設(shè)備不能保證這些電能得到充分利用。造成這種情況的一個(gè)重要原因在于，現(xiàn)有的面向可再生能源利用的技術(shù)與設(shè)備不能充分適應(yīng)智能電網(wǎng)的要求，缺乏功能完善的智能化電氣連接裝置，尤其是適合普通電能用戶的低壓電能接入裝置。這里所說(shuō)的“電氣連接裝置”，其功能并不只是實(shí)現(xiàn)單純的物理連接，而是能夠?qū)Ω鞣N電氣連接(包括電源與負(fù)載連接、電力設(shè)備與電網(wǎng)的連接)進(jìn)行監(jiān)控和管理。一方面，大量的分布式電能未經(jīng)過(guò)IEEE 1547和IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的“電氣接入節(jié)點(diǎn)”就直接并網(wǎng)，給電網(wǎng)的監(jiān)控和管理帶來(lái)很多困難，傳統(tǒng)保護(hù)和計(jì)量裝置也因不支持雙向潮流而面臨淘汰；另一方面，現(xiàn)有的并網(wǎng)逆變器在信息和控制方面的功能都比較弱，導(dǎo)致分布式能源無(wú)法得到統(tǒng)一、有效的管理。為此，需要建立一個(gè)電源與負(fù)載協(xié)調(diào)運(yùn)行的配電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)電源與負(fù)載的匹配運(yùn)行，才能夠有效解決上述問(wèn)題，提高可再生能源的利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種可實(shí)現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)管理、以及分布式電源與負(fù)載優(yōu)化匹配運(yùn)行的控制裝置(這里稱之為電能路由器)，用以實(shí)現(xiàn)各種分布式電源的并網(wǎng)管理、以及與負(fù)載的最優(yōu)化匹配，從而建立一個(gè)能效更高、供需更加平衡的智能化配電網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的一種電能路由器，包括控制單元、無(wú)線模塊、信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)陣列和路由器端口，其中，所述的路由器端口包括多個(gè)電源端口和多個(gè)負(fù)載端口，每一個(gè)端口具有唯一的端口號(hào)，每個(gè)電源端口可連接一個(gè)單相電源或三相電源中的一相，每個(gè)負(fù)載端口可連接一個(gè)單相負(fù)載或三相負(fù)載中的一相，所述的電源端口包括市電專用電源端口和多個(gè)普通電源端口，通過(guò)所述的開(kāi)關(guān)陣列可將這些端口連接起來(lái)，連接方式為不同的普通電源端口之間不互相連接，不同的負(fù)載端口之間不互相連接，每個(gè)普通電源端口通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列可與市電專用端口相連，用于使除市電外的電源能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)供電；每個(gè)電源端口通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列可與負(fù)載端口相連；對(duì)于所述的負(fù)載端口，能夠?qū)崿F(xiàn)下列的連接單相電源只能與單相負(fù)載相連，三相電源的各相必須與三相負(fù)載的各相對(duì)應(yīng)連接；三相電源可與單相負(fù)載連接，但不能將所有單相負(fù)載都連接到三相電源中的某一相；所述的信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊，設(shè)置在路由器端口與開(kāi)關(guān)陣列的連接處，包括多個(gè)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口和多個(gè)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口 ；每個(gè)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口和負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口均包括電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元和電能信息處理單元，電流檢測(cè)單元用于檢測(cè)與其相連的電源端口或負(fù)載端口的電流，電壓檢測(cè)單元用于檢測(cè)與其相連的電源端口或負(fù)載端口的電壓，兩個(gè)單元的檢測(cè)信號(hào)被送入電能信息處理單元，電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口的電能信息處理單元根據(jù)輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出與其相連的電源的電能質(zhì)量和供電量信息，并傳輸給控制單元，負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口的電能信息處理單元根據(jù)輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出與其相連的負(fù)載的用電特性和耗電量，并傳輸給控制單元；所述的開(kāi)關(guān)陣列上的開(kāi)關(guān)由控制單元控制；所述的無(wú)線模塊與控制單元連接，用于實(shí)現(xiàn)電能路由器與連接到普通電源端口或負(fù)載端口的各個(gè)具有無(wú)線通信功能的電源及負(fù)載之間的通信； 所述的控制單元，根據(jù)通過(guò)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口采集的或通過(guò)無(wú)線模塊獲取的與普通電源端口相連的電源的電能質(zhì)量信息，并根據(jù)通過(guò)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口采集的或通過(guò)無(wú)線模塊獲取的與負(fù)載端口相連的負(fù)載的用電特性，來(lái)進(jìn)行連接到普通電源端口的電源的供電能力與連接到負(fù)載端口的負(fù)載的用電特性的匹配，通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)相匹配的各個(gè)電源與負(fù)載之間的連接或切換，并在電源通過(guò)電能路由器向負(fù)載供電的過(guò)程中進(jìn)行用電計(jì)量。作為優(yōu)選實(shí)施方式，普通電源端口或者用于連接分布式電源，或者用于連接蓄電池系統(tǒng)的供電端口 ；所述的負(fù)載端口或者用于連接普通的電氣負(fù)載，或者用于連接蓄電池系統(tǒng)的充電端口 ；電能路由器還包括與控制單元連接的以太網(wǎng)模塊，用于連接電能路由器與微電網(wǎng)的信息系統(tǒng)，以及與配備以太網(wǎng)模塊的負(fù)載進(jìn)行通信；所述的電能路由器還包括與控制單元連接的人機(jī)界面模塊，用于實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互操作。本發(fā)明提出的分布式電源并網(wǎng)優(yōu)化配置裝置，用以實(shí)現(xiàn)電源與負(fù)載的最優(yōu)化匹配運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)在于1)能夠更加充分合理地利用再生能源，緩解市電的用電高峰；2)便于對(duì)分布式可再生能源進(jìn)行有效的監(jiān)控與管理，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。


附圖I是電能路由器的硬件結(jié)構(gòu)；附圖2是適用于單相電源和負(fù)載的開(kāi)關(guān)陣列和信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊的結(jié)構(gòu)圖；附圖3是信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口的結(jié)構(gòu)圖，及其與路由器端口和開(kāi)關(guān)陣列的連接方式；附圖4是可連接三相電源和負(fù)載、以及單相電源和負(fù)載的開(kāi)關(guān)陣列和信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊的結(jié)構(gòu)圖；附圖5是電能路由器的典型應(yīng)用，假設(shè)電能路由器有4個(gè)電源端口和4個(gè)負(fù)載端
n ；附圖6是電源接入電能路由器和從電能路由器斷開(kāi)時(shí)控制單元的操作過(guò)程；
附圖7是配有無(wú)線通信模塊的負(fù)載接入電能路由器和從電能路由器斷開(kāi)時(shí)的操作過(guò)程；附圖8是未配備無(wú)線通信模塊的負(fù)載接入電能路由器和從電能路由器斷開(kāi)時(shí)的操作過(guò)程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖作詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)管理、以及分布式電源與負(fù)載優(yōu)化匹配運(yùn)行的電能路由裝置。 參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的電能路由器的硬件包括控制單元、無(wú)線模塊、信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)陣列和路由器端口，還包括一些無(wú)線模塊、以太網(wǎng)模塊、人機(jī)界面模塊等(其中的以太網(wǎng)模塊和人機(jī)界面模塊不包含在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電能路由器的必要技術(shù)特征內(nèi))。電源端口分為市電專用端口與普通電源端口，后者用于連接分布式電源或者蓄電池系統(tǒng)的供電端口?？刂茊卧c無(wú)線模塊、以太網(wǎng)模塊、人機(jī)界面模塊、信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)陣列連接，用于實(shí)現(xiàn)能量管理、數(shù)據(jù)傳輸和針對(duì)電能路由器各功能模塊的監(jiān)控功倉(cāng)泛。路由器端口包括多個(gè)電源端口和多個(gè)負(fù)載端口，每一個(gè)端口具有唯一的端口號(hào)，每個(gè)電源端口可連接一個(gè)單相電源或三相電源中的一相，每個(gè)負(fù)載端口可連接一個(gè)單相負(fù)載或三相負(fù)載中的一相，所述的電源端口包括市電專用電源端口和多個(gè)用于連接分布式電源和蓄電池的普通電源端口，通過(guò)所述的開(kāi)關(guān)陣列可將普通電源端口與市電端口連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)分布式能源的并網(wǎng)發(fā)電。參見(jiàn)圖2，信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊設(shè)置在路由器端口與開(kāi)關(guān)陣列的連接處，用于對(duì)應(yīng)端口的電流、電壓檢測(cè)和電能計(jì)量，但不影響路由器端口與開(kāi)關(guān)陣列的連接。設(shè)電能路由器有N個(gè)電源端口和M個(gè)負(fù)載端口，則信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊包括N個(gè)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口和M個(gè)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口，各個(gè)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口分別位于所對(duì)應(yīng)的電源端口與開(kāi)關(guān)陣列的連接處，并與控制單元相連，各個(gè)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口分別位于所對(duì)應(yīng)的負(fù)載端口與開(kāi)關(guān)陣列的連接處，并與控制單元相連。參見(jiàn)圖3，每個(gè)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口和負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口均包括電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元和電能信息處理單元，電流檢測(cè)單元用于檢測(cè)與其相連的電源端口或負(fù)載端口的電流，電壓檢測(cè)單元用于檢測(cè)與其相連的電源端口或負(fù)載端口的電壓，兩個(gè)單元的檢測(cè)信號(hào)被送入電能信息處理單元，電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口的電能信息處理單元根據(jù)輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出與其相連的電源的電能質(zhì)量和供電量信息，并傳輸給控制單元，負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口的電能信息處理單元根據(jù)輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出與其相連的負(fù)載的用電特性和耗電量，并傳輸給控制單元；對(duì)于配有無(wú)線通信模塊的并網(wǎng)逆變器(連接到電能路由器的普通電源端口)及負(fù)載，還可通過(guò)無(wú)線模塊向電能路由器傳輸電源的供電信息(包含運(yùn)行狀態(tài)、輸出電壓、電流、頻率、供電質(zhì)量等)或負(fù)載的工作特性(運(yùn)行狀態(tài)、輸入電壓、電流等)。對(duì)于圖2中的適用于單相電源和負(fù)載、且具有N個(gè)電源端口和M個(gè)負(fù)載端口的電能路由器，開(kāi)關(guān)陣列包括(M*N + N- I)個(gè)開(kāi)關(guān)；每個(gè)電源端口都連接M個(gè)開(kāi)關(guān)，用來(lái)與每個(gè)負(fù)載端口連接；市電專用端口還通過(guò)N — I個(gè)開(kāi)關(guān)與普通電源端口連接，用于實(shí)現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)供電。圖4中的電能路由器具有一個(gè)三相市電端口、一個(gè)三相普通電源端口、兩個(gè)三相負(fù)載端口和六個(gè)單相負(fù)載端口，開(kāi)關(guān)陣列包括(M-l)*N/2個(gè)開(kāi)關(guān)。其中三相市電端口和三相普通電源端口都可通過(guò)開(kāi)關(guān)與兩個(gè)三相負(fù)載端口連接；此外，三相市電端口和三相普通電源端口的每一相都可通過(guò)開(kāi)關(guān)與兩個(gè)單相負(fù)載端口連接。本發(fā)明中，不同的普通電源端口之間不互相連接，不同的負(fù)載端口之間不互相連接，每個(gè)普通電源端口通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列可與市電專用端口相連，用于使除市電外的電源能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)供電；每個(gè)電源端口通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列可與負(fù)載端口相連。對(duì)于所述的負(fù)載端口，能夠?qū)崿F(xiàn)下列的連接單相電源只能與單相負(fù)載相連，三相電源的各相必須與三相負(fù)載的各相對(duì)應(yīng)連接；三相電源可與單相負(fù)載連接，但不能將所有單相負(fù)載都連接到三相電源中的某一相。本發(fā)明的電能路由器所能實(shí)現(xiàn)的能量管理功能如下 I)控制單元根據(jù)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口所采集的或無(wú)線模塊所獲取的與普通電源端口相連的電源的供電狀況，并根據(jù)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口所采集的或無(wú)線模塊所獲取來(lái)的與負(fù)載端口相連的負(fù)載的用電特性，來(lái)進(jìn)行普通電源的供電能力與負(fù)載用電特性的匹配(若與普通電源端口或負(fù)載端口相連的電源或負(fù)載具有以太網(wǎng)端口，還可以通過(guò)以太網(wǎng)端口獲取電源供電狀況或負(fù)載用電特性)，通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)各個(gè)電源與負(fù)載之間的連接或切換；2)控制單元控制電能路由器中其他模塊的運(yùn)行；無(wú)線模塊與控制單元連接，用于實(shí)現(xiàn)電能路由器與電源、負(fù)載之間的通信；以太網(wǎng)模塊與控制單元連接，用于連接電能路由器與微電網(wǎng)的信息系統(tǒng)；人機(jī)界面模塊與控制單元連接，用于實(shí)現(xiàn)各種人工操作(參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)及數(shù)據(jù)查詢等);3)信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊設(shè)置在路由器端口與開(kāi)關(guān)陣列的連接處，并與控制單元連接，其作用是(I)檢測(cè)連接到電能路由器端口的電源的供電狀況和負(fù)載的用電特性并傳輸給控制單元，(2)在負(fù)載和電源與電能路由器連接過(guò)程中進(jìn)行用電計(jì)量并傳輸給控制單兀；4)開(kāi)關(guān)陣列與控制單元和路由器端口連接，用于實(shí)現(xiàn)電源與負(fù)載之間的連接或切換，以及分布式電源與市電之間的連接或斷開(kāi)。需要注意的是，在實(shí)際實(shí)施本發(fā)明的時(shí)候，分布式電源和蓄電池都需要通過(guò)逆變器才能連接到本發(fā)明的電能路由器，且蓄電池的逆變器是雙向的。這里所說(shuō)的連接分布式電源和蓄電池系統(tǒng)供電端口的電源端口以及連接蓄電池系統(tǒng)充電端口的負(fù)載的口都沒(méi)有提及逆變器，本發(fā)明的電能路由器只是配置了連接這幾種電源的端口，但并沒(méi)有配置相應(yīng)的逆變器。參見(jiàn)圖5所示的8個(gè)端口的電能路由器(包括4個(gè)電源端口和4個(gè)負(fù)載端口)，以及各種電源與負(fù)載的連接。市電、光伏逆變器、風(fēng)電逆變器、蓄電池逆變器(供電端口)分別接在電源側(cè)的端口廣4，照明、空調(diào)、筆記本、蓄電池逆變器(充電端口)分別接在負(fù)載側(cè)的端口 5 8。該電能路由器的開(kāi)關(guān)陣列如附圖2所示，電源側(cè)的端口 f 4分別通過(guò)開(kāi)關(guān)f 16與負(fù)載側(cè)的端口 5 8連接。
參見(jiàn)圖6-圖8，本發(fā)明的電能路由器進(jìn)行能量管理的具體實(shí)施過(guò)程如下I.考慮照明用電的情況，假設(shè)照明負(fù)載沒(méi)有無(wú)線通信功能。I)當(dāng)負(fù)載側(cè)的端口 5的檢測(cè)模塊檢測(cè)到負(fù)載后，向控制單元發(fā)出新負(fù)載接入通知；2)控制單元通過(guò)無(wú)線模塊查詢，但未收到應(yīng)答，因此需通過(guò)檢測(cè)模塊檢測(cè)負(fù)載特性，將該信息存入負(fù)載信息庫(kù)；3)控制單元通過(guò)無(wú)線通信模塊或檢測(cè)模塊查詢電源的供電情況，判定市電、光伏發(fā)電、風(fēng)電、蓄電池電源均能夠?yàn)檎彰髟O(shè)備供電。依據(jù)優(yōu)先利分布式電源的原則，控制單元通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)陣列的開(kāi)關(guān)4，閉合開(kāi)關(guān)12，將風(fēng)電電源與照明負(fù)載接通，利用風(fēng)電為照明供電；2.考慮光伏電源，假設(shè)光伏逆變器配備無(wú)線通信模塊。此時(shí)光伏電源未連接負(fù)載，控制單元查詢蓄電池的儲(chǔ)能情況，如需要進(jìn)一步充電，則將開(kāi)關(guān)陣列的開(kāi)關(guān)5閉合，利用光伏發(fā)電為用蓄電池充電；如蓄電池已充滿，則接通開(kāi)關(guān)19，將光伏電源連接到市電，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。3.考慮空調(diào)用電，假設(shè)空調(diào)配備無(wú)線通信模塊。當(dāng)負(fù)載側(cè)的端口6的檢測(cè)模塊檢測(cè)到接到空調(diào)連接后，向控制單元發(fā)出負(fù)載接入通知，控制單元通過(guò)無(wú)線模塊與空調(diào)通信，查詢并接收到負(fù)載信息，將該信息存入負(fù)載信息庫(kù)，通過(guò)查詢電源供電狀態(tài)，控制單元判定當(dāng)前情況下只有市電滿足條件，因此開(kāi)關(guān)狀態(tài)不便，仍利用市電為空調(diào)供電。4.考慮筆記本電腦用電，假設(shè)其配備無(wú)線通信模塊。當(dāng)負(fù)載側(cè)的端口7的檢測(cè)模塊檢測(cè)到接到該端口的負(fù)載后，向控制單元發(fā)出新負(fù)載接入通知，控制單元通過(guò)無(wú)線模塊查詢并接收到負(fù)載信息，將該信息存入負(fù)載信息庫(kù)。通過(guò)查詢電源供電狀態(tài)，控制單元判定市電、光伏發(fā)電、蓄電池電源均能夠?yàn)楣P記本電腦供電，控制單元通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)陣列的開(kāi)關(guān)2，閉合開(kāi)關(guān)6，將光伏發(fā)電電源與筆記本電腦接通，利用光伏發(fā)電為筆記本電腦供電。5.考慮可再生能源供電能力發(fā)生變化的情況。假設(shè)此時(shí)光伏的供電能力趨近于零(因環(huán)境原因)，風(fēng)電系統(tǒng)仍具備一定的供電能力。由于光伏系統(tǒng)已不具備供電能力，光伏逆變器停止工作?？刂茊卧ㄟ^(guò)端口 2的檢測(cè)模塊得知光伏發(fā)電裝置已斷開(kāi)，將光伏發(fā)電信息從當(dāng)前電源信息庫(kù)中刪除。再通過(guò)查詢電源供電狀態(tài)，得知此時(shí)風(fēng)電能夠滿足筆記本電腦的電能供應(yīng)，控制單元通切斷開(kāi)關(guān)6，閉合開(kāi)關(guān)9，將風(fēng)電與筆記本電腦接通，利用風(fēng)電為筆記本電腦和照明同時(shí)供電。權(quán)利要求
1.一種電能路由器，包括控制單元、無(wú)線模塊、信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)陣列和路由器端口，其中， 所述的路由器端口包括多個(gè)電源端口和多個(gè)負(fù)載端口，每一個(gè)端口具有唯一的端口號(hào)，每個(gè)電源端口可連接一個(gè)單相電源或三相電源中的一相，每個(gè)負(fù)載端口可連接一個(gè)單相負(fù)載或三相負(fù)載中的一相，所述的電源端口包括市電專用電源端口和多個(gè)普通電源端口，通過(guò)所述的開(kāi)關(guān)陣列可將這些端口連接起來(lái)，連接方式為不同的普通電源端口之間不互相連接，不同的負(fù)載端口之間不互相連接，每個(gè)普通電源端口通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列可與市電專用端口相連，用于使除市電外的電源能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)供電；每個(gè)電源端口通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列可與負(fù)載端口相連；對(duì)于所述的負(fù)載端口，能夠?qū)崿F(xiàn)下列的連接單相電源只能與單相負(fù)載相連，三相電源的各相必須與三相負(fù)載的各相對(duì)應(yīng)連接；三相電源可與單相負(fù)載連接，但不能將所有單相負(fù)載都連接到三相電源中的某一相； 所述的信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊，設(shè)置在路由器端口與開(kāi)關(guān)陣列的連接處，包括多個(gè)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口和多個(gè)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口 ；每個(gè)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口和負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口均包括電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元和電能信息處理單元，電流檢測(cè)單元用于檢測(cè)與其相連的電源端口或負(fù)載端口的電流，電壓檢測(cè)單元用于檢測(cè)與其相連的電源端口或負(fù)載端口的電壓，兩個(gè)單元的檢測(cè)信號(hào)被送入電能信息處理單元，電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口的電能信息處理單元根據(jù)輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出與其相連的電源的電能質(zhì)量和供電量信息，并傳輸給控制單元，負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口的電能信息處理單元根據(jù)輸入的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出與其相連的負(fù)載的用電特性和耗電量，并傳輸給控制單元； 所述的開(kāi)關(guān)陣列上的開(kāi)關(guān)由控制單元控制； 所述的無(wú)線模塊與控制單元連接，用于實(shí)現(xiàn)電能路由器與連接到普通電源端口或負(fù)載端口的各個(gè)具有無(wú)線通信功能的電源及負(fù)載之間的通信； 所述的控制單元，根據(jù)通過(guò)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口采集的或通過(guò)無(wú)線模塊獲取的與普通電源端口相連的電源的電能質(zhì)量信息，并根據(jù)通過(guò)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口采集的或通過(guò)無(wú)線模塊獲取的與負(fù)載端口相連的負(fù)載的用電特性，來(lái)進(jìn)行連接到普通電源端口的電源的供電能力與連接到負(fù)載端口的負(fù)載的用電特性的匹配，通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)相匹配的各個(gè)電源與負(fù)載之間的連接或切換，并在電源通過(guò)電能路由器向負(fù)載供電的過(guò)程中進(jìn)行用電計(jì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能路由器，其特征在于，所述的普通電源端口或者用于連接分布式電源，或者用于連接蓄電池系統(tǒng)的供電端口 ；所述的負(fù)載端口或者用于連接普通的電氣負(fù)載，或者用于連接蓄電池系統(tǒng)的充電端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電能路由器，其特征在于，所述的電能路由器還包括與控制單元連接的以太網(wǎng)模塊，用于連接電能路由器與微電網(wǎng)的信息系統(tǒng)，以及與配備以太網(wǎng)模塊的負(fù)載進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的電能路由器，其特征在于，所述的電能路由器還包括與控制單元連接的人機(jī)界面模塊，用于實(shí)現(xiàn)各種人機(jī)交互操作。
全文摘要
本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)中的分布式可再生電源利用領(lǐng)域，涉及一種電能路由器，包括控制單元、無(wú)線模塊、信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)陣列和路由器端口。路由器端口包括電源端口和負(fù)載端口，電源端口包括市電專用電源端口和多個(gè)普通電源端口；控制單元根據(jù)通過(guò)電源信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口采集的或通過(guò)無(wú)線模塊獲取的與普通電源端口相連的電源的電能質(zhì)量信息,并根據(jù)通過(guò)負(fù)載信號(hào)檢測(cè)與電能計(jì)量端口采集的或通過(guò)無(wú)線模塊獲取的與負(fù)載端口相連的負(fù)載的用電特性，進(jìn)行電源與負(fù)載的最優(yōu)化匹配，通過(guò)開(kāi)關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)相匹配的各個(gè)電源與負(fù)載之間的連接或切換。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)各種分布式電源的并網(wǎng)管理及與負(fù)載的最優(yōu)化匹配。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102780267SQ201210261558
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者劉迎澍, 李冰, 楊凱新 申請(qǐng)人:天津大學(xué)