基于电力电子变压器的电能路由器研究

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1、基于电力电子变压器的电能路由器研究王弦，等基于电力电子变压器的电能路由器研究半王弦1，刘建华1，向加佳1，毛涛2(1．长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙，410076)(2．武汉东湖学院湖北武汉，430212)摘要：电能路由器不仅需要为不同的分布式电源和不同类型负载提供灵活多样的电气接口，还需要能实现能量的多向流动和对功率流的主动控制。电力电子变压器以其灵活控制的优点，不仅可以灵活提供交直流母线接口，更可以通过电力电子变换技术和高频变压器实现电压变换和能量双向传递，满足电力系统能源路由的要求。本文提出一种基于电力电子变压器交直流模块化的能量路由器拓扑，便于低压交直流配电网

2、接入、配备大规模储能系统，实现功率流的控制。在此基础上，设计了该能量路由器的控制策略，分析其功率分配特性及参数设计。最后通过PscAD仿真验证了本文所提拓扑结构和控制策略的正确性和有效性。本文为电能路由器的设计和实用化提供了参考。关键词：电能路由器；电力电子变压器；储能；分布式电源中图分类号：TM711文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki．100l一9227．2016．11．004Abs打躯t：PowermuternotonJyneedstoproVidedif

3、．erentkindsofelectricalinted．acesfordistributed

4、powersupplyandd讧krent10ads，butalsoneedstobeabletorealizemuItidirectionalnowsofenergyandactivecontmlofpowernow．Withtheadvantageofnexiblecontml，powerelectmnictransfomer，notonlycanpr0VideAC／DCbusintedace，morec锄realizeVoltagetmnsfo订nationandbi—directionalenergytmnsferbyuseofpowerelectmnictransf

5、o砷technologyandthehighf沁quencytmnsfo硼er，whichmeettherequirementsofthepowerrouter．Thisp印erpresentsanac／dcmodularpowerroutertopologybasedonpowerelectI．omct砌sfo珊er，whichhastheadvantagesfortheaccessof10wvoltageac／dcdistributionnetworkandisequippedwithla唱e—scaleeneFgystomgesystemtoreaIizethecont

6、mlofpowernow．0nthisbasis，thecontIDlstrategyofthepowerrouterisdesignedandthepowerdishjbutioncharacteristicsandpammeterareanalyzed．Finally，theconIectnessandvalidityoftheproposedtopologyandcontrolstrategyareverifiedbyPSCADsimulation．Thispaperpm、ridesareferenceforthedesignandpracticaluseofthepo

7、wermuter．Keywords：powermuter；powerelectdctransfonner；energystomge；distIibutedgeneration0引言近年来，能源互联网的概念得到广泛关注，相关研究对其形态、架构以及未来发展趋势进行了探讨¨。1。电能路由器作为实现能源互联网的关键技术之一，可整合多种分布式电源及储能单元，使其与配电网协调配合向负载供电，是实现电能多向控制、新能源从单一集中式向分布式控制发展以及配电网多类负载接入的有效方案[4]。文献[5]基于主动配电网模式提出电能路由器的概念，以解决电力生产者和消费者在电力市场中的决策引起的各类问题

8、。文献[6]指出，新一代电力系统将引入大量可再生能源发电，将从根本上改变电力系统的能源管理形式。文中讨论了电能路由器应具有的功能，给出了电能路由器体系结构和通信设计，提出一种基于固态变压器的电能路由器结构。但未给出电能路由器电路拓扑及其实现方式。文献[7]提出一种基于直流环网的电能路由器结构，开发了相应的监控软件。但对于能量的双向流动，分布式能源接入的问题涉及不足。文献[8]提出一种未来配电系统的架构，可实现分布式能源与储能设备的即插即用。该架构也是应用固态变压器作为核心，实现分布式能源接入和能量流双向