本文關(guān)鍵詞：基于電力電子變換的電能路由器研究現(xiàn)狀與發(fā)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第35卷 第18期 2015年9月20日 中 國 電 機 工 程 學(xué) 報

Proceedings of the CSEE Vol.35 No.18 Sep.20, 2015

©2015 Chin.Soc.for Elec.Eng. 4559

(2015) 18-4559-12 中圖分類號：TM 73 DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.18.001 文章編號：0258-8013

基于電力電子變換的電能路由器研究現(xiàn)狀與發(fā)展

宗升，何湘寧，吳建德，李武華，趙榮祥

(浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，浙江省 杭州市 310058)

Overview of Power Electronics Based Electrical Energy Router

ZONG Sheng, HE Xiangning, WU Jiande, LI Wuhua, ZHAO Rongxiang

(College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, Zhejiang Province, China)

ABSTRACT: As the renewable energy generation, storage devices and new loads penetrate into the existing electrical grid, the conventional grid cannot meet the requirements of the variety of the electrical interfaces, multi-directional power flow ability and the active control ability of power flow. Based on power electronics, electrical energy router can provide multiple types of electric interfaces for loads and renewable generation sources, and achieve active power flow control. Combining with the information technology, the electrical router has communication ability and smart control ability. This paper introduced the functional requirements of the electrical energy router and categorization based on the structure of the existing power grid. The works by international institutes and companies were introduced. The problems and the works to be done about the electrical router were analyzed in terms of power conversion, and communication.

KEY WORDS: energy internet; electrical energy router; power

conversion; power electronics; communication; power management

摘要：隨著可再生能源發(fā)電裝置、儲能設(shè)備及各種類型的電能負(fù)載的接入，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)設(shè)備無法滿足供電形式多樣性和能量多向流動以及功率流的主動調(diào)控等要求，無法適應(yīng)未來電力市場化的需要�；陔娏﹄娮幼儞Q技術(shù)構(gòu)成的電能路由器，不但可為不同的新能源發(fā)電裝置和不同類型負(fù)載提供靈活多樣化的接口電氣形式，還可實現(xiàn)能量的多向流動能力和對功率流的主動控制。與信息技術(shù)的融合使電能路由器擁有通訊和智能決策能力，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)以及用戶和控制中心的指令，實現(xiàn)對電力網(wǎng)絡(luò)能量流的主動管理。文中首先將電能路由器和信息路由器對比，提出電能路由器的功能要求，并根據(jù)現(xiàn)有的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將電能路由器分類，分別闡釋各類電能路由器的特點。然后介紹目前國內(nèi)外在電能路由器領(lǐng)域的最新進展。進而從功率變換、信息技術(shù)兩個角度

基金項目：國家自然科學(xué)基金“重大項目”課題(51490682)；國家自然科學(xué)基金國際合作重點項目(51361130150)。

The National Natural Science Foundation of China (51490682, 51361130150).

分析電能路由器的技術(shù)要求，并給出實現(xiàn)電能路由器未來需要做的工作。最后，對電能路由器的發(fā)展進行了總結(jié)和展望。 關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；電能路由器；功率變換；電力電子；信息技術(shù)；能量管理

0 引言

近年來，為了緩解能源危機、減小工業(yè)排放污染，大量的分布式可再生能源發(fā)電裝置并入電網(wǎng)。但這些新能源發(fā)電方式往往具有地理分散性、間歇性、隨機性和不可控性。為了減輕電網(wǎng)壓力、增加可再生能源利用率，大量儲能設(shè)備隨之加入電網(wǎng)為波動的能量流提供緩沖[1]。因此，傳統(tǒng)的單一集中式發(fā)電正逐漸向集中式、分布式并存的發(fā)電方式轉(zhuǎn)變，電能的單向流動正變?yōu)槎嘞蛄鲃臃绞�。同時，以電動車為代表的新型不確定性的負(fù)載加入，使電能的流動和管理變得更加復(fù)雜。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的配電運行方式很難勝任這樣復(fù)雜的要求。

另外，隨著電力改革和市場化的推進，未來電能交易將越來越自由靈活。電能的供給者不再只有原有的國有控股發(fā)電廠，民營小型發(fā)電廠、分布式能源發(fā)電站等新的電能提供者將逐漸出現(xiàn)，用戶將有更多的選擇空間；同時，由于新能源發(fā)電滲入配電終端，以往的終端用戶可在負(fù)載和源之間切換，譬如當(dāng)家庭光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生過多電量時，便可將這些電量出售給電網(wǎng)或其他電能需求者。因此對于每個電網(wǎng)終端，電能的流動將從傳統(tǒng)的單向流動變?yōu)殡p向流動，甚至多向流動[2]。電力系統(tǒng)配電將從現(xiàn)在的“一對多”架構(gòu)逐漸向“多對多”的形式轉(zhuǎn)變，且每個終端可以在買方和賣方之間任意切換，電能流動的多樣化大大增加。為了將電能定量、定點、定時地準(zhǔn)確調(diào)度，，電網(wǎng)的各個終端和節(jié)點均需要實現(xiàn)能量的主動調(diào)度管理，實現(xiàn)能量流的準(zhǔn)確可

  本文關(guān)鍵詞：基于電力電子變換的電能路由器研究現(xiàn)狀與發(fā)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。