論文譯自：

該文章是2012年的研究進(jìn)展

文章目錄

• 摘要
• 1.INTRODUCE
• 2.能源互聯(lián)網(wǎng)和路由器的定義
• 3.能源路由器的架構(gòu)設(shè)計(jì)
• • 3.1 能源路由器的設(shè)計(jì)要求
  • 3.2 體系結(jié)構(gòu)描述（重點(diǎn)）
  • c .討論
• 4.能源路由器輸入與輸出能量的建模
• 5.結(jié)論與展望在本文中
• 6.致謝
• 7.PEFERENCES

摘要

近年來(lái)，大量的可再生能源和直流負(fù)載的出現(xiàn)成為未來(lái)電網(wǎng)的研究熱點(diǎn)，也被稱為能源互聯(lián)網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)這種對(duì)新能源范式的根本性創(chuàng)新，許多設(shè)備將被設(shè)計(jì)、制造和評(píng)估。在本文中，我們描述了一種基于固態(tài)變壓器的能量路由器，它可以將輸入的能量流量轉(zhuǎn)換和路由到輸出的能量流量。特別是，我們專注于這種路由器的架構(gòu)設(shè)計(jì)，以及能源局域網(wǎng)絡(luò)(ELAN)的能源存儲(chǔ)設(shè)備、發(fā)電機(jī)和負(fù)載模型。該能源路由器具有即插即用的多輸入多輸出(MIMO)特性和定制化操作系統(tǒng)，為能源路由器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能分析提供了系統(tǒng)級(jí)建模。

1.INTRODUCE

根據(jù)美國(guó)能源情報(bào)署的數(shù)據(jù)，美國(guó)的總電能消耗約為11萬(wàn)億千瓦時(shí)[1]。大部分電能由不可再生和非環(huán)保的化石燃料產(chǎn)生，造成的二氧化碳排放量約占全球溫室氣體排放量的22%至24%[2]。近年來(lái)，越來(lái)越多的住宅級(jí)可再生能源和直流負(fù)載，如LED (lightemitdiode)燈和電動(dòng)汽車(EV)連接到電力系統(tǒng)，以節(jié)約能源和減少二氧化碳排放[3]。因此，分布式可再生能源(DRERS)、分布式能源存儲(chǔ)設(shè)備(DESDS)和新興直流負(fù)載的大規(guī)模集成，需要從傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)進(jìn)行革命性的范式轉(zhuǎn)變。因此，受信息互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的啟發(fā)，未來(lái)可再生電力能源交付與管理(FREEDM)中心提出了“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念，可能最終將電力和能源行業(yè)從目前的集中式主機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳蛻舻姆植际诫娏A(chǔ)設(shè)施，如容納無(wú)數(shù)的個(gè)體用戶和新興的直流負(fù)載，進(jìn)一步允許客戶自由、可靠地交換能源[1]、[4]、[5]。

從廣義上講，目前針對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)(又稱“智能電網(wǎng)”)的研究工作主要分為三大類:
1)硅基固態(tài)變壓器(SST)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā);
2)微網(wǎng)控制策略之實(shí)用連接模式或孤島模式;
3)標(biāo)準(zhǔn)化變電站[6]、[7]的標(biāo)準(zhǔn)化軟件和通信平臺(tái)。

大部分工作都集中在第一代硅基固態(tài)變壓器的設(shè)計(jì)和研制上，由FREEDM系統(tǒng)中心[8]-[13]進(jìn)行討論。隨著高壓、高頻SiC MOSFET和IGBT器件的實(shí)現(xiàn)，設(shè)想的SST原型可以提供雙向的能量流控制能力和完善的電能質(zhì)量，進(jìn)一步成為分布式可再生資源與電網(wǎng)的接口。利用傳統(tǒng)的電力自動(dòng)控制理論，對(duì)微電網(wǎng)的控制技術(shù)和運(yùn)行仿真進(jìn)行了大量的研究。然而，這些技術(shù)缺乏靈活性，因?yàn)樗鼈儧](méi)有考慮到潛在的可再生能源資源和能源管理政策。最近，根據(jù)IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)和IEC 61850提出了一種用于[18]變電站分布式和嵌入式應(yīng)用的通信平臺(tái)，該平臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)FREEDM系統(tǒng)中的分布式電網(wǎng)智能，可以被視為未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的能源廣域網(wǎng)(EWAN)的原型。在通往能源互聯(lián)網(wǎng)的道路上，FREEDM系統(tǒng)中心專注于革命性的系統(tǒng)理論發(fā)展，使能信息和通信技術(shù)的應(yīng)用，以及先進(jìn)電力半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，以及電池技術(shù)。具體而言，我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的以下目標(biāo):

一，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種革命性的能源路由器架構(gòu)，使它們可以接入多種能源資源和負(fù)載，并向未來(lái)的能源互聯(lián)網(wǎng)互連。
二，開(kāi)發(fā)基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的即插即用接口規(guī)范，以適應(yīng)多種接入技術(shù)，包括WiFi、ZigBee、以太網(wǎng)和3G蜂窩系統(tǒng)。
三，為能源路由器設(shè)計(jì)一種新的輕量級(jí)操作系統(tǒng)，結(jié)合了功率轉(zhuǎn)換控制技術(shù)和能源管理策略。

能源互聯(lián)網(wǎng)的預(yù)期目標(biāo)轉(zhuǎn)移到能源路由器的相同愿望。擬建能源路由器的預(yù)期功能如下:
i)整合多個(gè)分布式可再生能源，解決傳統(tǒng)能源短缺、能源需求增加甚至環(huán)境問(wèn)題加劇帶來(lái)的能源危機(jī);
ii)是充分提高電網(wǎng)效率通過(guò)智能能源路由器實(shí)現(xiàn)可再生能源的利用和DRERS、desd和負(fù)荷的優(yōu)化管理;
iii)為未來(lái)電力和可再生能源的開(kāi)放市場(chǎng)提供靈活的能源互聯(lián)網(wǎng)。

雖然基于固態(tài)變壓器的微電網(wǎng)[19]、[20]以及智能微電網(wǎng)分布式操作系統(tǒng)[21]的架構(gòu)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但對(duì)于基于固態(tài)變壓器(SST)的能源路由器卻鮮有人關(guān)注。因此，在本文中我們著重探討了三個(gè)具體問(wèn)題，這也可以看作是我們的貢獻(xiàn)。首先，我們以信息技術(shù)為類比，建立構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的能源路由器的定義和假設(shè)，以及輸入資源和輸出負(fù)載。其次，我們提出了一個(gè)能源路由器的架構(gòu)，在能源路由器和即插即用的輸入和輸出之間有特定的通信架構(gòu)，這也被稱為通用的最終用戶，在整個(gè)論文中，因?yàn)槊總€(gè)用戶可能是一個(gè)能源輸入，或輸出，甚至兩者都是。最后，對(duì)不同終端用戶的潛在能源流量進(jìn)行建模，為未來(lái)能源路由器性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究奠定基礎(chǔ)。本文的其余部分組織如下。在第二節(jié)中，我們從信息技術(shù)的角度描述了能源互聯(lián)網(wǎng)和能源路由器的定義。在第三部分中，我們提出了一種未來(lái)的能源路由器架構(gòu)，并討論了設(shè)計(jì)問(wèn)題。為了進(jìn)一步分析能源路由器的性能，我們?cè)诘谒墓?jié)基于三種資源和負(fù)載的測(cè)量數(shù)據(jù)推導(dǎo)出了最終用戶的通用流量模型。最后在第五節(jié)對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)。

2.能源互聯(lián)網(wǎng)和路由器的定義

能源互聯(lián)網(wǎng)可能是單一的、全球性的網(wǎng)絡(luò)能源網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)能源路由器與其他網(wǎng)絡(luò)能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，終端用戶可以在網(wǎng)絡(luò)能源網(wǎng)絡(luò)中靈活地交換能源。能源互聯(lián)網(wǎng)有兩個(gè)關(guān)鍵的、前所未有的元素:
1)終端用戶，即一臺(tái)可以通過(guò)編程來(lái)操縱電能的產(chǎn)生、儲(chǔ)存或消耗，并與他人就能源交換進(jìn)行溝通的機(jī)器;
2)能源路由器，這是一種基于sst的新型機(jī)器，通過(guò)即插即用界面實(shí)現(xiàn)智能能源設(shè)備的能量交換，簡(jiǎn)化和通用操作，以及一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的分布式電網(wǎng)智能(DGI)操作系統(tǒng)，優(yōu)化能源管理。

終端用戶(這一塊還需了解)

智能終端用戶分為DRERS、DESDS和負(fù)載三種類型。具體來(lái)說(shuō)，DRERS終端用戶可以快速、精確和可靠地執(zhí)行復(fù)雜和重復(fù)的能源產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換程序。另一方面，負(fù)荷終端用戶可以執(zhí)行復(fù)雜的和定制的能源消耗，因?yàn)橄M(fèi)者將能夠優(yōu)化他們的使用，包括遠(yuǎn)程控制電子電器和可再生能源的交易。此外，DESDS終端用戶可以進(jìn)行復(fù)雜和周期性的能量?jī)?chǔ)存和發(fā)電。

能源路由器

能源路由器作為最重要的部件之一，必須能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用的通信協(xié)議，高質(zhì)量、高可靠性的任意調(diào)節(jié)潮流，控制功率均衡，實(shí)現(xiàn)能源管理應(yīng)用軟件和通信功能。

能源互聯(lián)網(wǎng)

回顧網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)研究與發(fā)展(NITRD)計(jì)劃中對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)”的定義，我們對(duì)“能源互聯(lián)網(wǎng)”的定義進(jìn)行了解釋，它指的是全球能源系統(tǒng)，即:
(i)基于能源協(xié)議(EP)或其后續(xù)擴(kuò)展/后續(xù)，由全球唯一的地址空間邏輯連接在一起;
(ii)能夠使用特定的能源傳輸控制協(xié)議(ETCP)/能源協(xié)議(ETCP/EP)套件和/或其他與EP兼容的協(xié)議支持能源和信息通信;
(iii)能夠提供或使公眾或私人獲得基于本文所述通信和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施分層的高水平能源服務(wù)。
與互聯(lián)網(wǎng)(提供計(jì)算機(jī)之間的連接的全球數(shù)據(jù)通信系統(tǒng))類似，能源互聯(lián)網(wǎng)有望成為一個(gè)全球能源系統(tǒng)，在DRERS、DESDS和負(fù)載之間提供能源連接。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)異質(zhì)性極強(qiáng)，具有多樣化的延時(shí)要求、電壓和功率特性，才能提供實(shí)時(shí)、可靠的能源交付。與TCP/IP類似，能量傳輸控制協(xié)議將能量轉(zhuǎn)換成特定的格式，并在更高一層的能源互聯(lián)網(wǎng)上傳輸。較低層的能源協(xié)議處理能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的地址部分。不幸的是，目前的電力和電子技術(shù)不能像信息包那樣將電力轉(zhuǎn)換到特定負(fù)載。因此，在設(shè)想的能源路由器中，電力是通過(guò)穩(wěn)定的共享總線交換的。

在能源互聯(lián)網(wǎng)的核心，能源路由器是一種電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它可以與所連接的多個(gè)終端用戶(如DRERS、DESDS、負(fù)載)和其他對(duì)等點(diǎn)進(jìn)行通信，以有效地交換正確頻率的電能電流和電壓，無(wú)論是直流電(DC)或交流電(AC)。如圖1所示，由一個(gè)能源路由器和它所連接的多個(gè)終端用戶組成的網(wǎng)絡(luò)被稱為能源局域網(wǎng)絡(luò)(ELAN)。此外，多個(gè)ELAN可以配置為一個(gè)能源廣域網(wǎng)(EWAN)，能源路由器可以通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)在ELAN中連接的終端用戶之間交換能源。
此外，能源路由器預(yù)計(jì)具有以下功能:
1)通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端用戶之間的雙向高質(zhì)量電能轉(zhuǎn)換;
2)即插即用接口使用能源通用即插即用(UPnP)，由于轉(zhuǎn)換器[8]的大輸入控制帶寬，終端用戶可以通過(guò)共享的400V直流或120V交流母線無(wú)縫連接到電網(wǎng);
3)在ELAN, EWAN，甚至能源互聯(lián)網(wǎng)上的最佳能源管理。

為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，能源路由器不僅需要提供通信和能量流動(dòng)路徑，還需要對(duì)潮流進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換和路由，使最終用戶之間可以通過(guò)共享的400V DC或120V AC母線進(jìn)行能量交換。此外，能源路由器可以以這樣的方式運(yùn)行:接收來(lái)自一個(gè)終端用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，搜索需求與供應(yīng)表中列出的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)伙伴，然后通知該業(yè)務(wù)伙伴，為他們建立電力流連接。此外，他們還需要以完善的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性來(lái)維持交易，并在業(yè)務(wù)關(guān)閉后清除潮流連接[22]。交易過(guò)程可以是能量轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)發(fā)，或者兩者兼而有之。

設(shè)想的能源路由器也有三種工作模式:并網(wǎng)模式、EWAN隔離模式和ELAN隔離模式。更重要的是，它可以通過(guò)執(zhí)行不同的控制策略[1]、[19]、[20]，在三種運(yùn)行模式之間提供平滑、不間斷的切換

值得注意的是，與能源互聯(lián)網(wǎng)類似但不同的概念是微電網(wǎng)，它被定義為一組本地化的電源和負(fù)載，通常與傳統(tǒng)的中央電網(wǎng)(宏觀電網(wǎng))連接并同步運(yùn)行，但可以根據(jù)物理和/或經(jīng)濟(jì)條件[23]斷開(kāi)并自主運(yùn)行。微網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)都是將DERES和DESDS整合到傳統(tǒng)電網(wǎng)中，它們的運(yùn)行和控制是確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵。顯然，能源路由器及其附屬終端用戶可以被視為一個(gè)微電網(wǎng)，然而，基于SST的能源路由器的特定通信基礎(chǔ)設(shè)施和單片設(shè)計(jì)提供了更靈活和高效的能源管理場(chǎng)所。

3.能源路由器的架構(gòu)設(shè)計(jì)

在本節(jié)中，我們分別對(duì)能源路由器和終端用戶提出了獨(dú)特的設(shè)計(jì)要求。然后我們描述了能源路由器的架構(gòu)和不同的終端用戶。并對(duì)這種設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論。

3.1 能源路由器的設(shè)計(jì)要求

如前一節(jié)所述，能源互聯(lián)網(wǎng)引出了幾個(gè)基本的設(shè)計(jì)要求，如下:
1)能源路由器可接入電力系統(tǒng)配電級(jí)的7.2kV交直流配電母線，通過(guò)調(diào)節(jié)交直流低壓母線、高壓側(cè)電壓凹陷穿越、功率因數(shù)校正、諧波消除、負(fù)荷側(cè)故障限流[1]等電能轉(zhuǎn)換和管理功能，提供調(diào)節(jié)后的400V直流母線或120V交流母線，或同時(shí)提供調(diào)節(jié)后的接近完美電能質(zhì)量的母線。（電力電子技術(shù)）
2)能源路由器還提供雙向電力流，這樣來(lái)自可再生資源的能源可以賣回給公用事業(yè)公司或其他客戶。（能源交易技術(shù)）
3)能源路由器配備輔助供電結(jié)構(gòu)。能源路由器必須作為一個(gè)獨(dú)立的單元運(yùn)行，它必須能夠從12kV的交流/直流配電總線或作為源端的400V直流電源啟動(dòng)，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為基于sst的能源路由器可以部署在能源互聯(lián)網(wǎng)上，既可以是獨(dú)立的，也可以是互聯(lián)的。
4)能源路由器具有多個(gè)可識(shí)別即插即用接口，可使用400V直流總線或120V交流總線，一旦連接到能源互聯(lián)網(wǎng)，任何終端用戶都可以立即識(shí)別，并自動(dòng)進(jìn)行通信。這些物理電源接口應(yīng)該是通用的和標(biāo)準(zhǔn)化的。(通信技術(shù)，我要做的)
5)能源路由器擁有一個(gè)輕量級(jí)的基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)，能夠支持高質(zhì)量的實(shí)時(shí)功率轉(zhuǎn)換、能源路由器之間的通信、即插即用接口管理、狀態(tài)采集、ELAN內(nèi)部的功率均衡管理、故障檢測(cè)以及通過(guò)共識(shí)分布式控制算法與其他能源路由器進(jìn)行能量?jī)?yōu)化管理。（操作系統(tǒng)，我要做的）
6)終端用戶還應(yīng)該托管一個(gè)自定義的微操作系統(tǒng)，就像手機(jī)一樣，能夠識(shí)別插拔操作，并向能源路由器報(bào)告其實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，并自動(dòng)接收能源路由器的調(diào)度要求。（終端部分操作系統(tǒng)）

3.2 體系結(jié)構(gòu)描述（重點(diǎn)）

基于上述設(shè)計(jì)需求，我們提出了針對(duì)能源路由器和不同終端用戶的架構(gòu)，如圖2所示。在這樣的架構(gòu)中，一般的終端用戶需要具有控制和通信雙重功能的控制器、相應(yīng)的功率變換器和能源設(shè)備(如發(fā)電、消費(fèi)或存儲(chǔ)設(shè)備)。另一方面，能源路由器由系統(tǒng)控制器、電網(wǎng)適配模型、400V直流穩(wěn)壓母線和由插座和斷路器組成的多個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的接口四部分組成。這種架構(gòu)設(shè)計(jì)具有高質(zhì)量的電源轉(zhuǎn)換，即插即用的MIMO接口，以及單片定制操作系統(tǒng)。

下面，我們將從用戶界面到系統(tǒng)控制器描述能源路由器的架構(gòu)。首先，多個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的接口和斷路器。其額定電壓可達(dá)400V DC，最大電流可達(dá)400V
DC，甚至還有插座和斷路器的制造規(guī)格。其次，采用400V直流穩(wěn)壓母線連接終端用戶。有一個(gè)電容來(lái)維持400V電壓水平。第三，首先將能源路由器接入電網(wǎng)，使其存在電網(wǎng)自適應(yīng)模塊，將7.2kV交流電源轉(zhuǎn)換為400V直流穩(wěn)壓母線。自適應(yīng)并網(wǎng)模塊由高壓傳感器、7.2kV交-10kV直流整流器、10kV DC- 400v直流變換器和輔助供電系統(tǒng)組成。該模塊具有獨(dú)立能源路由器設(shè)備供電和其他ELAN連接接口的雙重功能。在該模塊中，7.2k交流到10k直流整流具有高壓、高頻工作、雙向功率轉(zhuǎn)換、單位功率因數(shù)等特點(diǎn)。15kV SiC MOSFET和IGBT的研制將使高壓高頻10kV DCto-400V直流雙向變換器具有穩(wěn)定的400V直流母線，大大減小10kV DCto-400V直流變換器的體積。輔助電源模塊由7.2kV交流、400V直流轉(zhuǎn)換為24V直流，為能源路由器單獨(dú)供電。需要注意的是，FREEDM的研究人員在固態(tài)變壓器的研制上投入了大量精力，一旦15kV SiC MOSFET和IGBT研制成功，將達(dá)到前三項(xiàng)設(shè)計(jì)要求。

事實(shí)上，能源路由器和終端用戶的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大程度上依賴于它們之間的通信體系結(jié)構(gòu)，用于對(duì)能源的時(shí)變轉(zhuǎn)換和調(diào)度進(jìn)行監(jiān)控和控制終端用戶。所提出的通信體系結(jié)構(gòu)不僅要求系統(tǒng)控制器托管一個(gè)新的操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)能夠支持由電力運(yùn)行的時(shí)間敏感特性驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。此外，它還可以作為通用即插即用的控制器，從而與所連接的終端用戶進(jìn)行通信。特別是通過(guò)WiFi、ZigBee、光纖等通信技術(shù)，對(duì)所連接的終端用戶進(jìn)行功率平衡管理，并與其他能源路由器進(jìn)行電能交換。

c .討論

能量路由器的設(shè)計(jì)原則在于三個(gè)方面:
a)瞬時(shí)功率平衡，
b)穩(wěn)定性，
c)運(yùn)行約束。

由于ELAN中的許多應(yīng)用(如監(jiān)控、控制和繼電保護(hù))都是面向延遲的，且有嚴(yán)格的時(shí)序要求，因此延遲應(yīng)該是ELAN通信體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要性能指標(biāo)。與現(xiàn)有的通信控制雙板框架[24]、[25]相比，能量路由器的單片設(shè)計(jì)結(jié)合了對(duì)功率器件、通信功能的物理控制，并通過(guò)特定的操作系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化能量，減少了消息傳遞過(guò)程，顯著提高了延遲性能。從而進(jìn)一步保證了時(shí)刻功率平衡運(yùn)行。

請(qǐng)注意，在這樣的架構(gòu)設(shè)計(jì)中，DESDS終端用戶是必要的，也是非常關(guān)鍵的，它的能力決定了平滑模式轉(zhuǎn)換。具體來(lái)說(shuō)，在lan隔離模式下，DESDS負(fù)責(zé)維護(hù)400V的穩(wěn)定性直流總線通過(guò)D-Q控制策略[26]。在其他兩種模式下，電網(wǎng)自適應(yīng)模型負(fù)責(zé)維持400V直流母線的穩(wěn)定。UPnP和針對(duì)能源路由器和終端用戶的定制操作系統(tǒng)的特點(diǎn)極大地簡(jiǎn)化了能源路線的操作。

從傳統(tǒng)的集中控制電力系統(tǒng)的角度來(lái)看，以往的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為三種:直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)和交直流混合微電網(wǎng)。傳統(tǒng)的交流電力系統(tǒng)已經(jīng)使用了100多年，因?yàn)樗茉诓煌碾妷核胶烷L(zhǎng)距離上有效地轉(zhuǎn)換交流電力，以及化石能源驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)器[3]的固有特性。為了解決能源和環(huán)境問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了大量的可再生直流發(fā)電和負(fù)載，并要求有效地融入現(xiàn)有的交流電網(wǎng)，這引領(lǐng)了直流微電網(wǎng)的發(fā)展。AC/DC混合微電網(wǎng)[3]已被提出，以減少單個(gè)電網(wǎng)中多次DC-AC-DC或AC-DC-AC轉(zhuǎn)換的過(guò)程，以便于將各種可再生的AC和DC源及負(fù)載連接到電力系統(tǒng)中。因此，為了解決可再生直流能源資源的高滲透率和LED照明的人口數(shù)量問(wèn)題，設(shè)想的能源路由器將與附加的終端用戶結(jié)合，組成具有更普遍特征的概念微電網(wǎng)，屬于直流型微電網(wǎng)。

4.能源路由器輸入與輸出能量的建模

這部分不是我關(guān)注的方向。暫時(shí)略過(guò)，主要是說(shuō)建立了能源路由器的基本MIMO模型，

5.結(jié)論與展望在本文中

我們介紹了能源互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)、組件和協(xié)議，類似于信息互聯(lián)網(wǎng)。明確了能源路由器的功能和設(shè)計(jì)要求，在此基礎(chǔ)上提出了能源路由器的4個(gè)模塊架構(gòu):承載新型操作系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器、網(wǎng)格自適應(yīng)模塊、400V直流穩(wěn)壓母線和基于標(biāo)準(zhǔn)的即插即用接口。通過(guò)對(duì)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，推導(dǎo)出了三種終端用戶的通用數(shù)學(xué)模型，并建立了能源路由器的基本MIMO模型，用于進(jìn)一步的性能分析。要分析設(shè)想的能源路由器的性能指標(biāo)，還有很多工作要做。最后，我們的下一步工作可分為以下兩個(gè)方向:1)確定能源路由器和終端用戶操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)功能模型;2)進(jìn)一步細(xì)化能源路由器的流量模型，并對(duì)能源路由器作為MIMO能源系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析。本文總結(jié)了我們?cè)谀茉绰酚善髟O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面的進(jìn)展，希望本文的工作能夠促進(jìn)我們對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)和能源路由器架構(gòu)的理解。

6.致謝

我們要感謝未來(lái)可再生電力公司?能源交付與管理(FREEDM)系統(tǒng)中心贊助這項(xiàng)研究工作。

7.PEFERENCES

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的能源路由器：基于固态变压器的能源路由器结构与能源流量模型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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