(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211362414.X (22)申请日 2022.11.02 (71)申请人 南京国信能源 有限公司 地址 210032 江苏省南京市浦口区高新区 兰卉路3号 (72)发明人 薛建仁　庄平　 (74)专利代理 机构 南京知识律师事务所 32 207 专利代理师 张苏沛 (51)Int.Cl. H02J 3/06(2006.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/24(2006.01) B60L 55/00(2019.01)B60L 53/51(2019.01) B60L 53/52(2019.01) B60L 53/53(2019.01) (54)发明名称 基于能量路由器的交流微网系统及中压风 光储充电站 (57)摘要 本发明公开了一种基于能量路由器的交流 微网系统及中压风光储充电站， 交流微网系统包 括外部电网、 储能单元、 风光电能、 负载和能量路 由器； 外部电网接能量路由器的端口控制器一、 储能单元接能量路由器的端口控制器二、 风光电 能接能量路由器的端口控制器三、 负载接能量路 由器的端口控制器N， 分别形成各自独立的电气 回路； 外部电网的端口控制器一、 储能单元的端 口控制器二和负载的端口控制器N为双向可逆， 风光电能的端口控制器三为单向不可逆； 根据计 算机下发的指令， 由控制单元调控储能单元、 风 光电能和负载对应的能量耦合单元的端口电压， 改变能量耦合单元内电力变压器对应绕组的匝 电势， 控制电能在端口间的定向定量传递。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 115473231 A 2022.12.13 CN 115473231 A 1.一种能量路由器， 它具有功率接入和通讯两类端口， 由能量耦合单元 （2） 和控制单元 （3） 组成， 其特征在于： 功率接入端口串接有端口控制器， 端口控制器包括端口控制器一 （I1） 、 端口控制器二 （I2） 、 端口控制器三 （I3） 和端口控制器N （IN） ； 电能接入需要经过端口 控制器一 （I1） 或端口控制器二 （I2） 或端口控制器三 （I3） 或端口控制器N （IN） 后， 再与所述 能量耦合单元 （2） 对应端口连接形成电气回路， 每个电气回路的电压和电流不尽相同； 所述 控制单元 （3） 的通讯端口 （IO） 与端口控制器一 （I1） 、 端口控制器二 （I2） 、 端口控制器三 （I3） 、 端口控制器N （IN） 和能量耦合单元 （2） 的通讯端口连接； 所述控制单元 （3） 的PC通讯口 与外部计算机 （9） 连接， 外部计算机 （9） 通过PC通讯口下发指令给所述控制单元 （3） ； 由所述 控制单元 （3） 调节一个或多个端口参数， 控制电能在能量路由器的端口之间的定向传递和 定量流动； 能量 路由器遵从所有端口的能量 之和为零 ， 和能量路由器能耗理论 值为零的规则。 2.一种基于能量路由器的交流微网系统， 所述交流微网系统 （M） 由外部电网 （4） 、 储能 单元 （5） 、 风光电能 （6） 、 负载 （7） 和能量路由器 （1） 组成， 所述能量路由器 （1） 是权利要求1所 述的能量路由器， 其特征在于： 所述外部电网 （4） 接所述能量路由器 （1） 的端口控制器一 （I1） 、 所述储能单元 （5） 接所述能量路由器 （1） 的端口控制器二 （I2） 、 所述风光电能 （6） 接所 述能量路由器 （1） 的端口控制器三 （I3） 、 所述负载 （7） 接所述能量路由器 （1） 的端口控制器N （IN） ， 分别形成各自独立的电气回路； 所述电网 （4） 连接的端口控制器一 （I1） 、 所述储能 （5） 连接的端口控制器二 （I2） 和所述负载 （7） 连接的端口控制器N （IN） 为双向可逆， 所述风光电 能 （6） 连接的端口控制器三 （I3） 为单向不可逆； 根据计算机 （9） 下发的指令， 由所述控制单 元 （3） 调控储能单元 （5） 、 风光电能 （6） 和负载 （7） 对应的能量耦合单元 （2） 的端口电压， 改变 能量耦合单 元 （2） 内电力变压器对应绕组的匝电势， 控制电能在端口间的定向定量传递。 3.根据权利要求2所述的基于能量路由器的交流微网系统， 其特征在于： 基于能量路由 器 （1） 的交流微网系统 （M） 的能量耦合单元包括多绕组的工频电力变压器； 其中电压范围限 定为1‑66kV。 4.一种基于能量路由器的中压风光储充电站， 所述中压风光储充电站 （C1） 由外部电网 （4） 、 储能单元 （5） 、 风光电能 （6） 、 充电桩 （8） 和能量路由器 （1） 组成， 所述能量路由器 （1） 是 权利要求 1所述的能量路由器， 其特征在于： 外部电网 （4） 接所述能量路由器1的端口控制器 一 （I1） 、 储能单元 （5） 接所述能量路由器 （1） 的端口控制器二 （I2） 、 风光电能 （6） 接所述能量 路由器 （1） 的端口控制器三 （I3） 、 充电桩8接所述能量路由器 （1） 的端口控制器N （IN） ， 分别 形成各自独立的电气回路； 所述外部电网 （4） 连接的端口控制器一 （I1） 、 储 能单元 （5） 连接 的端口控制器二 （I2） 和充电桩 （8） 连接的端口控制器N （IN） 为双向可逆， 风光电能 （6） 连接 的端口控制器三 （I3） 为单向不可逆； 根据计算机 （9） 下发的指令， 由控制单元 （3） 调控储 能 单元 （5） 、 风光电能 （6） 和充电桩 （8） 对应的能量耦合单元 （2） 的端口电压， 改变能量耦合单 元 （2） 内电力变压器对应绕组的匝电势， 控制电能在端口间的定向定量传递； 充电桩 （8） 接 入的V2G车辆时， 车辆内电池的电能回送电网； 当电网需要时交流微网系统中储能和风光电 能可并网， 支持电网的削峰填谷调频调压 。 5.根据权利要求4所述的基于能量路由器的中压风光储充电站， 其特征在于： 交流微网 的中压风光储充电站 （C1） 为交流微网系统， 交流微网系统的能量耦合单元 （2） 包括多绕组权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115473231 A 2的工频电力变压器， 其中电压范围限定为1 ‑66kV。 6.一种基于能量路由器的中压风光储充电站群， 它有N台交流微网的中压风光储充电 站C1……CN,所组成的充电站群， 所述能量路由器是权利要求1所述的能量路由器 （1） ， 其特 征在于： 群中的交流微网的中压风光储充电站均包括外部电网 （4） 、 储能单元 （5） 、 风光电能 （6） 、 充电桩 （8） 和能量路由器 （1） ； 电网 （4） 接 能量路由器 （1） 的端口控制器一 （I1） 、 储能单 元 （5） 接能量路由器 （1） 的端口控制器二 （I2） 、 风光电能 （6） 接能量路由器 （1） 的端口控制器 三 （I3） 、 充电桩 （8） 接 能量路由器 （1） 的端口控制器N （IN） ， 分别形成各 自独立的电气回路； 电网 （4） 连接的端口控制器一 （I1） 、 储能单元 （5） 连接的端口控制器二 （I2） 和 充电桩 （8） 连 接的端口控制器N （IN） 为双向可逆， 风光电能 （6） 连接的端口控制器三 （I3） 为单向不可逆； 根据计算机 （9） 下发的指令， 由控制单元 （3） 调控储能单元 （5） 、 风光电能 （6） 和充电桩 （8） 对 应的能量耦合单元 （2） 的端口电压， 改变能量耦合单元 （2） 内电力变压器对应绕组的匝 电 势， 控制电能在 端口间的定向定量传递； 充电桩 （8） 接入V2G车辆时， 车辆内电池的电能回送 电网； 当电网需要时交流微网系统中储能和风光电能能够 并网， 支持电网的削峰填谷调 频 调压； 不同的充电站储 存的电能通过能量路由器借道电网， 实现充电站的储能互借。 7.根据权利要求6所述的基于能量路由器的中压风光储充电站群， 其特征在于： 交流微 网的中压风光储充电站 （C1） 为交流微网系统， 交流微网系统的能量耦合单元包括多绕组的 工频电力变压器， 其中电压范围限定为1 ‑66kV。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115473231 A 3