摘 要随着分布式可再生能源发电的广泛应用，传统能源运营因效能低等缺点，已不能满足现今新能源利用的需要。而能源传输技术、信息通信技术及高性能计算技术的发展为有效利用分布式、间歇式新能源，构建新型能源互联网提供了强有力的技术支持。连接多个分布式发电、储能及负荷的能源路由器，适应于能源互联的传输要求，对用户侧负载用电和分布式发电实现了最优化的调控管理。目前国内对能源路由器的实现多为理论阶段，还未真正意义上的应用实现其功能，能源路由器是基于能源互联网而生，实现新型电网其开放互联、用电调度需求的产生品，保证能源互联网的供电电能质量、提高分布式能源发电利用率，解决大量分布式能源用电管理问题。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 项目研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 论文研究内容和目标 2
1.4 论文组织结构 3
第二章 能源路由方案设计 4
2.1 需求分析 4
2.2 整体结构设计 4
2.2.1 能源互联网结构 4
2.2.2 能源路由器特点 5
2.2.3 能源路由器工作原理 5
2.3 硬件设计 7
2.3.1 I/O接口设计 7
2.3.2 控制模块设计 8
2.3.3 数据采集模块设计 10
2.3.4 电路控制模块设计 11
2.3.5 电源模块设计 12
2.3.6 通信模块设计 13
2.4 软件设计 14
2.4.1 程序运行流程 14
2.4.2 指令集设计 14
2.4.3 控制程序设计 17
2.5 本章小结 20
第三章 功能实现 21
3.1 能源调度 21
3.1.1 能源路由表建立 21
3.1.2 路径选择算法 22
3.2 流向控制 22
3.3 本章小结 23
第四章 环境搭建和测试结果 24
4.1 测试环境 24
4.2 能源传输功能测试 24
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
4.3 稳定性测试 25
4.4 本章小结 26
第五章 总结与展望 27
5.1 总结 27
5.2 展望 27
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1 项目研究背景
随着不可再生能源的不断减少和环境污染问题的日益凸显，人们逐步转向了对可再生能源的开发利用。光伏、风能等能源因清洁环保、能源可再生等特性满足了人们对能源环保、可重复利用的需求。将传统发电与光伏等分布式能源相互结合，构建信息型能源互联网[1]已是未来的发展趋势。
2017年，全国全社会用电量总计63077亿千瓦时，可再生能源发电量占全部发电量的26.4%，发电量约1.7万亿千瓦时。其中风电和光伏发电总量为4238亿千瓦时，但风电光伏年废弃电量高达500 亿度的数据仍然说明当前电网对新能源发电的消纳仍存在着许多问题。
现阶段分布式发电多是经逆变器、升降压变压器等步骤后将电能输至电网总站调配，分布式发电在输往过程存在着很大的传输损耗，使用电效能大幅下降。传统电力系统设备受调峰能力不足、市场化机制不健全等因素制约，难以满足供电方式的多样化及能源多向流动调控的需求。且现今电网运营方式还保持着二元结构特点，未能很好的对电力的生产配送做出较好的调控，对能源的利用率过低，无法适应未来电力市场化的需要。如光伏、风力等分布式能源等易受地域和环境影响，生产效能的间歇性和不稳定性成为了分布式能源的通病，电能质量时常上下波动，所生产电能还难以达到现有国家电网的要求，对分布式能源的有效利用还存在着诸多问题。
能源互联网是在现有电网基础上进行改进，将分布式能源纳入区域型的微电网中，多个微电网并入骨干电网，实现广泛互联、高度智能、开放互动的新型能源网络。改变当前能源生产和消费模式[2]，使多种能源能通过能源路由器相互结合进行并网发电。经由智能型分布式能源网络技术[3]，实现分布式发电体系的“分散接入、就地发电、就地取电”[4]，使能源能就近供给，减少传输损耗。
能源路由器作为能源互联网的能源传输控制装置，需要承担分布式能源接入、能源传输、调控等职责，对多种能源接入的电能质量进行平稳输出，解决分布式能源难以并入传统电网的问题，实现能源的共享和高效利用，降低了能源传输损耗。使未来构建网架坚强、广泛互联、高度智能的全球能源互联网成为了一种可能。
1.2 国内外研究现状
2004年，The Economist首次提出构建能源互联网这一理念，类似于Internet[5]的plug and play[5]（即插即用）和自愈性的功能，将传统电网转变为了信息型互联电网，使电网支持分布式能源的接入，减少突发停电的影响及传统发电带来的一系列问题。在2011年，美国经济学家RIFKI J[6]在《第三次工业革命》[7]著作中提出了能源互联网是第三次工业革命的核心之一，可再生能源将成为未来的供电主要源，房屋等作为发电节点构建能源互联网，使能源互联网这一概念被广泛传达开来。
当前市场对能源互联网有三种方面的诠释：一是从通信的角度：强调各种设备的互联性；二是从软件的角度：强调对能源数据的优化管理；三是从国家之间的角度：强调多个国家区域之间大范围的互联。他们都是需要以分布式发电的接入平台（能源路由器）作为构建能源互联网的基础设备。
作为能源互联网枢纽模块的能源路由器还在研究发展中，国内外学者对于能源路由器的概念和设计都有着自己不同角度的阐述见解。尽管各个方面对能源路由器的设计和侧重有不同，但他们都是希望将分布式发电、能源系统与互联网技术结合在一起，将以往集中式、单向、生产者控制的能源系统，转变为大量的分布式辅以部分集中式的能源，实现供电市场多样化的新型能源互联网，对多种能源之间能够有效的互联共享和对能源的高效利用。

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