能源路由器交直流微网系统
能源路由器集成融合信息技术与电力电子变换技术、实现分布式能源高效利用和传输的电力装备。电力电子变换技术使能源路由器为各种类型的分布式能源、储能设备和充电桩等提供所需的电能接口等。能源路由器既可以接受电网调度，也可以快速独立完成全网运行方式判别与切换、故障后系统自恢复、功率优化调度等功能， 实现设备自治（能源路由器和直流母线上的设备无需额外通讯及互联线）。
技术指标：
Ø适用于400V低压配电网；
Ø采用能量双向流动的能源路由器；具备离并网快速无缝切换功能；
Ø直流母线电压650V~ 800V可设定（标准750VDC）；预留光伏、储能、充电桩等直流设备。
保持原有交流供电线路不变情况下，（原来成熟的交流电网不改变），增加能源路由器及直流配网，相当于配网存在两张网，一为传统交流网，二为光、储、充、用直流电网。
相对于高密度清洁能源，充电桩等接入传统低压交流配电网，能源路由器及直流配网对于交流电网的改造及管控代价至少有以下优势：
1、直流配网电压一般为750V，和交流单相220V相比，同样输送功率条件下，线径只有交流网的1/9，而且直流配网只需2根输电线路。
2、交流配网下，屋顶光伏和充电桩接到交流网需要两级变换，和能源路由器及直流配网相比，效率没有优势。
3、能源路由器及直流配网对于配网的潮流管控、发电单元管控及充电桩管控得到解决。
保持原有交流供电线路不变情况下，（原来成熟的交流电网不改变）。在变压器台区附近加装能源路由器，配网只需管控能源路由器（能源路由器接受配网调度）即可，无需直接管控N多台光伏发电和充电桩等。
或者说直流母线上的光、储、充无需配网直接管控，配网直接管控能源路由器即可。而能源路由器无需通讯互联线就可以管控直流母线上的光、储、充。
彻底解决整县制光伏屋顶光伏（每个屋顶就是一个小的发电单元），充电桩等没有统一的调度，处于盲调状态，影响负荷预测和潮流调配等问题。配网（智能融合终端）只需管控台区附近能源路由器（指令长），直流母线上的光、储、充由指令长管控。
能源路由器交直流微网系统，可以推进分布式光伏发电可观、可测、可调、可控。实现光伏发电系统出力从0到100%连续调节。通过能源路由器系统，可以采集和上传台区分布式光伏发电的运行信息，也可以向分布式光伏发电转发来自配网的控制命令。
能源路由器交直流微网系统既可以被动接收配网调度，也可以根据能量平衡自主控制，实现配电网负荷动态自主调节和新能源消纳。实现台区源网荷储友好互动。
能源路由器可以根据配网调度或者能量供需平衡自适应实现双向交直流能量互换。
所谓自适应就是台区能源路由器和直流母线上的光、储、充等根据实际供需平衡情况进行能量交换，响应时间微秒级，实现配电网负荷动态自主调节和新能源消纳。
即除接收配网调度以外，可以快速独立完成全网运行方式判别与切换、故障后系统自恢复、功率优化调度等功能，实现能源路由器和直流母线上设备自治（能源路由器和直流母线上设备间无需额外通讯及互联线）。
例如充电桩使用容量瞬时超过能源路由器或者台区变压器容量，能源路由器会微秒级自动降低直流母线电压，告知所有充电桩充慢一点。直流母线若配有储能，此时储能也可以和能源路由器一起出力，实现系统“自治”功能。
总结如下：
1、保持原有交流供电线路不变情况下，彻底解决分布式光伏并网点高电压问题（电压越限），解决因并网点高电压弃光问题和高电压对用户用电的设备损坏问题，提高分布式光伏发电整体效率和利用率；
2、彻底解决分布式单相光伏并网（或三相光伏并网）引起的配网（供电线路）三相不平衡问题及零线电压抬升问题；
3、能源路由器本身具备台区不平衡治理、无功补偿以及谐波治理等电能质量治理功能，解决原交流配网电能质量问题。
4、若配置储能，“削峰填谷”提升台区分布式新能源自供电能力；
5、若配置储能，具备台区变压器“动态增容“功能；
6、若多台区直流侧互联，可实现多台区能量互济，提升分布式新能源自供电能力和台区间自主潮流控制；
7、可提供台区变压器“不间断检修“功能，减少检修断电对用户造成的损失；
8、若配置无缝切换开关，可为关键性负荷提供电压暂降治理（晃电治理），应急保电功能（不间断供电）。
1、电网调度模式
控制器接收电网调度信息，主要作用于控制并网级，根据调度信息决定是由电网向负载供电还是能源路由器向电网反送电等。
2、自协调控制模式
高峰时段，蓄电池进行放电控制，光伏进行MPPT控制；低谷时段，市电供给负载，储能电池进行充电控制。一般情况下，由能源路由器自行进行控制，高峰时段、低谷时段则由上位机平台进行设置。
3、孤网运行模式
能源路由器断开与电网的电气连接，由控制器自行协调各模块工作。
交直流微网的构成元素：电网、光伏、储能、交直流负荷、电力电子变压器、交直流母线等。
运行特点：
Ø光伏、风电的接入具有间歇性、不确定性等问题，导致电能无法正常消纳；
Ø通过能源路由器交直流微网系统装置，实现分布式发电的可控性。
工作模式一：离网运行
工作状态：当电网失电时，本系统会自主断开无缝切换开关，储能DC/DC控制器变为直流电压源，稳定直流母线电压，能源路由器为离网V/F运行，DC MPPT处于最大功率变换；DC/DC储能控制器提供MPPT发电功率与交流负荷，直流负荷功率差值。
工作模式二：并网运行
工作状态：储能DC/DC控制器为直流电压源，稳定直流母线电压，能源路由器为PQ功率控制，DC
MPPT处于最大功率跟踪变换；DC/DC储能控制器提供直流负荷与能源路由器功率及DC MPPT发电功率的差值，交流电网提供交流负荷和能源路由器所需功率。
工作模式三：并网运行
工作状态：储能DC/DC处于电池维护功率控制，能源路由器处于直流稳压模式，稳定直流母线电压，DC MPPT处于最大功率变换；此时能源路由器提供MPPT发电功率与DC/DC储能变换器功率直流负荷差值，交流电网给交流负荷和能源路由器提供功率。
工作模式四：在线动态切换
工作状态：模式1，模式2，模式3可在线自动或通过调度进行模式切换；
Ø主电网异常时，无缝切换开关断开，模式2，模式3可自动切换到模式1，保障交流负荷及直流负荷供电不间断；
Ø主电网恢复正常后，模式1自动回到原来的模式（模式2或模式3）。
低压柔性直流互联控制系统
单变压器台区能源路由器交直流微网系统
可靠性低
新能源接入问题凸显
随着电动汽车充电桩、数据中心、直流家电、通信设备等直流负荷的日益增长，以及光伏等直流分布式电源的大容量、高比例分散接入，当前配网源-荷-储直流特征愈发明显
配变容量利用不均衡
同一片区因经济结构不同，常出现季节性负荷波动，小工业负荷接入台区因“煤改电”而导致部分台区负载率上升，且台区之间因开环运行并不能分享彼此的剩余容量，导致相邻台区负载率不均衡的情况愈发凸显
效率、电能质量问题
交流配电系统，供电容量有限更大、供电半径短、运行效率低、电能质量问题突出
依据配电网末端负荷的时间不匹配特性和空间不匹配特性，低压台区柔性直流互联的应用有以下六大典型应用场景：
Ø典型场景1（日负荷特性互补）：针对工商业供电台变与附近家属区以居民负荷用电为主的台变。工商业用电负荷高峰在9:00-16:00，而居民区的用电负荷高峰在19:00-22:00；通过互联实现动态增容，功率互济。
Ø典型场景2（季节性负荷特性互补）：由炒茶、机井、灌溉、小工业负荷、旅游等导致。在制茶时期，台区最大负荷可达相邻台区的2~3倍；采用柔性互联实现功率转供，解决台区过载的问题，均衡负载，减少增容布点投资。
Ø典型场景3（特定时间负荷波动）：节假日负荷攀升，学校寒暑假负荷下降等情况、合理配置相邻台变互联互供，缓解负荷尖峰，均衡负载，提高剩余容量的利用率。
Ø典型场景4：“煤改电”导致有供热需求的小工业用电负荷上升，通过与邻近无煤改电的台区互联，可合理配置储能实现动态增容。
Ø典型场景5（大规模分布式能源分散式接入）：通过柔直互联，配置储能，对不同台区内源-网-荷-储进行并、离网统一管控，优化系统运行工况，提高清洁能源消纳效率；
Ø典型场景6（充电桩等冲击性负荷接入）：无序充电使得电网负荷峰值攀升，峰谷差扩大，配变过载风险提升；规模化充电增加了电网的控制难度和失稳风险；采用柔直互联的多电源的供电方式可有效缓解台区尖峰负载率。即使充电桩使用容量瞬时超过能源路由器或者台区变压器容量，能源路由器会微秒级自动降低直流母线电压，充电桩自动会降低充电功率。直流母线若配有储充、光储充，此时储能也可以和能源路由器一起出力。
Ø台区间功率灵活互济：减少增容布点投资，提高台区变压器负载率，实现变压器经济运行；
Ø台区间故障快速转供：通过柔性直流互联系统，提高重要负荷的供电可靠性；
Ø分布式能源高效消纳：解决分布式电源末端配电网电压越限问题；
Ø冲击性负荷稳定供电：提供实时快速有功、无功支撑，实现各种工况下的高质量供电；
Ø能量优化与经济运行：配置一定容量的储能系统，互联系统可在参与优化调度中获得经济收益；
通过直流母线调度交流母线间的功率潮流，将负载率低的交流母线的功率调度到负载率高的交流母线；
提高轻负荷配电变压器容量利用率，实现重负荷配电变压器的动态增容。
Ø台区间功率灵活互济
Ø台区间故障快速转供
Ø分布式能源高效消纳
Ø冲击性负荷稳定供电
Ø敏感负荷供电可靠性
Ø能量优化与经济运行
低压柔性直流互联控制系统--可控、可观、可测、可调
支撑大规模高渗透率分布式电源消纳。通过台区间柔性互联，配置一定容量储能，可对经济结构不同台区内源、网、荷、储进行毫秒级到分钟级的并网、离网统一管控，优化系统运行工况，提高清洁能源消纳效率。
应对季节性负荷波动，实现动态增容。5G基站将会有500~600万座，其采用直流电源供电，功耗与带宽利用率成比例关系，负荷曲线呈现时间上日高夜低，人流密度密高疏低的波动性。部分区域基站可考虑利用分布式光伏等可再生能源并合理配置储能装置的全直流供电模式。
应对季节性负荷波动，实现动态增容。针对负荷具有时空互补特性的台区， 在季节性负荷期间可实现功率转供，解决台区瞬时重载或过载的问题，均衡负载，降低线损。同时可维持原系统低压拓扑，根据负荷情况实现动态增容，大幅提升配变负荷承载能力，减少无必要的增容布点投资。
满足新基建的建设需求：允许大规模的充电桩接入，多点接入情况下的能量调度。采用台区柔直互联，配备合理的分布式储能装置，可共享彼此剩余容量，提高供电可靠性。