本實(shí)用新型涉及能量路由器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于虛擬電機(jī)控制的能量路由器。

背景技術(shù)：

為了更好地將可再生能源接入電網(wǎng)，近年來(lái)，綜合了網(wǎng)絡(luò)能源技術(shù)的能源互聯(lián)網(wǎng)概念得到了廣泛的關(guān)注。然而，要實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)，還面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，其中能量路由器作為能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵裝備，直接關(guān)系到可再生能源的消納、電能的靈活高效變換，因此其電路拓?fù)浜瓦\(yùn)行控制具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景；現(xiàn)有關(guān)于能量路由器的概念還主要停留在交流配電網(wǎng)的框架內(nèi)?？稍偕茉词悄茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的重要源泉，然而，風(fēng)能和光伏等可再生能源多以直流輸出；而且，用戶側(cè)的負(fù)荷也越來(lái)越多地采用直流供電，電網(wǎng)和負(fù)荷要求能量路由器能夠滿足不同輸入輸出的需求，應(yīng)該更多地兼顧直流電源和直流負(fù)荷的供用電需求?，F(xiàn)有的技術(shù)并不能滿足以上要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于虛擬電機(jī)控制的能量路由器，降低交直流電壓應(yīng)力，并兼顧模塊化和成組運(yùn)行的能力，具有更多的柔韌性和靈活度，能兼顧更多的彈性和穩(wěn)定控制能力，可以有效解決背景技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種基于虛擬電機(jī)控制的能量路由器，包括能量路由器和發(fā)電機(jī)組，所述發(fā)電機(jī)組連接在能量路由器的電能輸入端，能量路由器的輸出端連接到電網(wǎng)，所述能量路由器包括保護(hù)外殼，所述保護(hù)外殼的外表面設(shè)置有并聯(lián)接口，內(nèi)部安裝有印刷電路板，所述印刷電路板上焊接有組式逆變器和直流模塊，組式逆變器和直流模塊的輸入輸出端分別連接到并聯(lián)接口的對(duì)應(yīng)的端口，且接口處均安裝有虛擬電機(jī)，所述虛擬電機(jī)包括虛擬直流電機(jī)和虛擬交流電機(jī)，所述虛擬直流電機(jī)包括DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸出端連接有DC-DC雙向變流器；所述虛擬交流電機(jī)包括電壓調(diào)節(jié)模塊和有功調(diào)節(jié)模塊，所述電壓調(diào)節(jié)模塊和有功調(diào)節(jié)模塊的輸出連接有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。

作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述組式逆變器的輸入端連接濾波器陣列，所述濾波器陣列的輸入端連接有隔離變壓器。

作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述直流模塊采用半橋電路模塊，包括工作于Boost、Buck和雙向Buck-Boost三種不同的模式。

作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電壓調(diào)節(jié)模塊用于實(shí)現(xiàn)交流電壓的幅值調(diào)節(jié)，所述有功調(diào)節(jié)模塊用于實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。

作為本實(shí)用新型一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述發(fā)電機(jī)組包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：該基于虛擬電機(jī)控制的能量路由器，通過(guò)設(shè)置組式逆變器，利用濾波器陣列進(jìn)行濾波，利用隔離變壓器進(jìn)行隔離變壓，能夠?qū)崿F(xiàn)不同形式的逆變操作；通過(guò)設(shè)置虛擬交流電機(jī)，利用電壓調(diào)節(jié)模塊、有功調(diào)節(jié)模塊和自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率跟蹤和電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)；通過(guò)設(shè)置虛擬直流電機(jī)，利用DC/DC變換器與DC-DC雙向變流器對(duì)直流模塊進(jìn)行控制，可以靈活工作于Boost、Buck和雙向Buck-Boost三種不同的模式；本實(shí)用新型降低了交直流電壓應(yīng)力，并兼顧模塊化和成組運(yùn)行的能力，具有更多的柔韌性和靈活度，能兼顧更多的彈性和穩(wěn)定控制能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型外觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為能量路由器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖中：1-能量路由器；2-發(fā)電機(jī)組；3-保護(hù)外殼；4-并聯(lián)接口；5-印刷電路板；6-組式逆變器；7-直流模塊；8-虛擬電機(jī)；9-虛擬直流電機(jī)；10-虛擬交流電機(jī)；11-DC/DC變換器；12-DC-DC雙向變流器；13-電壓調(diào)節(jié)模塊；14-有功調(diào)節(jié)模塊；15-自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；16-濾波器陣列；17-隔離變壓器；18-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；19-太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

請(qǐng)參閱圖1至圖3，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種基于虛擬電機(jī)控制的能量路由器，包括能量路由器1和發(fā)電機(jī)組2，所述發(fā)電機(jī)組2連接在能量路由器1的電能輸入端，能量路由器1的輸出端連接到電網(wǎng)，所述能量路由器1包括保護(hù)外殼3，所述保護(hù)外殼3的外表面設(shè)置有并聯(lián)接口4，內(nèi)部安裝有印刷電路板5，所述印刷電路板5上焊接有組式逆變器6和直流模塊7，組式逆變器6和直流模塊7的輸入輸出端分別連接到并聯(lián)接口4的對(duì)應(yīng)的端口，且接口處均安裝有虛擬電機(jī)8，所述虛擬電機(jī)8包括虛擬直流電機(jī)9和虛擬交流電機(jī)10，所述虛擬直流電機(jī)9包括DC/DC變換器11，所述DC/DC變換器11的輸出端連接有DC-DC雙向變流器12；所述虛擬交流電機(jī)10包括電壓調(diào)節(jié)模塊13和有功調(diào)節(jié)模塊14，所述電壓調(diào)節(jié)模塊13和有功調(diào)節(jié)模塊14的輸出連接有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器15；

所述組式逆變器6的輸入端連接濾波器陣列16，所述濾波器陣列16的輸入端連接有隔離變壓器17；所述直流模塊7采用半橋電路模塊，包括工作于Boost、Buck和雙向Buck-Boost三種不同的模式；所述電壓調(diào)節(jié)模塊13用于實(shí)現(xiàn)交流電壓的幅值調(diào)節(jié)，所述有功調(diào)節(jié)模塊14用于實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)；所述發(fā)電機(jī)組2包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組18和太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組19。

本實(shí)用新型的工作原理：所述發(fā)電機(jī)組2用于實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能操作，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組18將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，所述太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組19將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，所述能量路由器1分別將電能變換成直流電能和交流電能，然后在虛擬電機(jī)8控制下實(shí)現(xiàn)電能分配，并通過(guò)并聯(lián)接口4實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備連接；

所述保護(hù)外殼3用于保護(hù)電路安全，所述印刷電路板5用于焊接安裝電路結(jié)構(gòu)，所述組式逆變器6用于實(shí)現(xiàn)交流變換，所述濾波器陣列16用于將交流電進(jìn)行濾波，消除紋波影響，所述隔離變壓器17將實(shí)現(xiàn)輸入輸出隔離并且進(jìn)行升壓降壓變換；所述虛擬交流電機(jī)10用于實(shí)現(xiàn)輸入輸出分配，所述電壓調(diào)節(jié)模塊13對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述有功調(diào)節(jié)模塊14對(duì)輸出功率和功率因素進(jìn)行調(diào)整，所述自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器15在保證無(wú)功功率跟蹤的同時(shí)，還能參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，根據(jù)電壓的偏差為其接入的電網(wǎng)提供必要的無(wú)功支撐；

所述直流模塊7采用半橋電路模塊，根據(jù)電源和負(fù)荷的不同，可以靈活工作于Boost、Buck和雙向Buck-Boost三種不同的模式：對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組18和太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組19應(yīng)用，工作于Boost模式，將可再生能源輸出的直流電壓泵升到逆變器直流母線電壓所需的水平；對(duì)于直流負(fù)荷應(yīng)用，根據(jù)不同的供電電壓要求，工作于Buck或Boost模式，利用DC/DC變換器11實(shí)現(xiàn)對(duì)直流負(fù)荷的靈活供電；對(duì)于儲(chǔ)能應(yīng)用，工作于雙向Buck-Boost模式，利用DC-DC雙向變流器12靈活地實(shí)現(xiàn)直流母線與儲(chǔ)能單元之間的能量流控制。

該基于虛擬電機(jī)控制的能量路由器，通過(guò)設(shè)置組式逆變器6，利用濾波器陣列16進(jìn)行濾波，利用隔離變壓器17進(jìn)行隔離變壓，能夠?qū)崿F(xiàn)不同形式的逆變操作；通過(guò)設(shè)置虛擬交流電機(jī)10，利用電壓調(diào)節(jié)模塊13、有功調(diào)節(jié)模塊14和自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器15可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率跟蹤和電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)；通過(guò)設(shè)置虛擬直流電機(jī)9，利用DC/DC變換器11與DC-DC雙向變流器12對(duì)直流模塊進(jìn)行控制，可以靈活工作于Boost、Buck和雙向Buck-Boost三種不同的模式；本實(shí)用新型降低了交直流電壓應(yīng)力，并兼顧模塊化和成組運(yùn)行的能力，具有更多的柔韌性和靈活度，能兼顧更多的彈性和穩(wěn)定控制能力。

所述能量路由器、發(fā)電機(jī)組、印刷電路板、組式逆變器、直流模塊、虛擬電機(jī)、虛擬直流電機(jī)、虛擬交流電機(jī)、DC/DC變換器、DC-DC雙向變流器、電壓調(diào)節(jié)模塊、有功調(diào)節(jié)模塊、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、濾波器陣列、隔離變壓器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組均為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)功能需求自行選擇適用產(chǎn)品。同時(shí)本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)上是對(duì)硬件部分的組成以及連接關(guān)系進(jìn)行的改進(jìn)，而不涉及方法改進(jìn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。