(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 202211347209.6 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210000 江苏省南京市御道街2 9号 (72)发明人 谭敏刚　钱俊良　陈斌　张潮海　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 薛雨妍 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 用户隐私主动防御型电能转换系统和方法 (57)摘要 本发明公开了用户隐私主动防御型电能转 换系统和方法， 涉及新一代信息技术领域， 所述 系统包括中央控制单元、 电能存储单元、 电能转 换单元和接口单元。 所述接口单元提供电源输入 和电力设备接入端口， 并与电能转换单元相连形 成能量通道。 所述中央控制单元统一调度所述电 能转换单元和电能存储单元， 调整电源输入端口 的电压和电流。 所述系统表现出与实际运行电力 设备无关联的电气特性， 主动防御非侵入式检测 设备盗取用户隐私。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115473225 A 2022.12.13 CN 115473225 A 1.一种用户隐私主动防御型电能转换系统， 其特征在于： 包括中央控制单元 （1） 、 电能 存储单元 （2） 、 电能转换单元和 接口单元； 所述接口单元分为电源输入端口 （7） 和电力设备 取电端口， 取电端口包括交流取电端口 （8） 和直流取电端口 （9） ； 电能转换单元包括整流模 块 （3） ， 逆变模块 （4） ， 调压模块 （5） 和换流模块 （6） ；  接口单元的电源输入端口 （7） 接至整流 模块 （3） ， 且对外接至用户电表的输出端口； 交流取电端口 （8） 接至逆变模块 （4） 和换流模块 （6） 的并联输出端， 为交流负荷供电； 直流取电端口 （9） 接至调压模块， 为直流负荷供电； 所 述中央控制单元 （1） 统一调度所述电能转换单元和电能存储单元， 维持电源输入端口的电 压和电流；  所述交流取电端口 （8） 和直流取电端口 （9） 对外分别用于用户侧的交流负荷和 直流负荷接入。 2.根据权利要求1所述的一种用户隐私主动防御 型电能转换系统， 其特征在于： 所述整 流模块、 逆变模块和调压模块的直流侧， 与所述中央控制单元和电能存储单元并联在用一 直流母线； 所述直流母线为中央控制单元提供不间断供电电源， 确保中央控制单元和调压 模块的正常工作。 3.一种用户隐私主动防御型电能转换方法， 其特征在于： 包括中央控制单元 （1） 、 电能 存储单元 （2） 、 电能转换单元和 接口单元； 其中电能存储单元 （2） 与其相并联的其它电能转 换单元有4种工作模式， 任意两种工作模式之间可以切换； 在切换模式前， 用户需要在中央 控制单元选择拟投入或退出 的负荷， 称为变化负荷； 所述电能转换单元与中央控制单元之 间存在通信， 工作模式之间的切换指令由中央控制单元根据变化负荷的功率而定； 所述中 央控制单元以有功功率和无功功 率作为属性存储用户所有负荷信息， 所述变化负荷是中央 控制单元存储负荷库中之一； 所述 4种工作模式为： （1） 模式A:储能充电： 整流模块作为唯一电源， 通过换流模块向交流取电端 口供电， 通 过直流母线向电能存 储单元充电， 向直 流负荷供电； （2） 模式B： 交流重载： 整流模块和电能存储单元一起作 为电源， 整流模块通过换流模块 向交流取电口供电； 电能存储单元通过直 流母线给逆变模块补充供电， 向直 流负荷供电； （3） 模式C： 直流重载： 整流模块和电能存储单元一起作 为电源， 整流模块通过换流模块 向交流取电端口供电； 电能存储单元与整流模块 一起通过直流母线向直 流负荷供电； （4） 模式D： 系统离网： 整流模块和换流模块退出运行， 电能存储单元作为唯一电源， 通 过直流母线向整流模块和直 流负荷供电。 4.根据权利要求3所述的一种用户隐私主动防御 型电能转换方法， 其特征在于： 所述工 作模式切换 方式为： 模式A→模式B： 以整流模块的电源输入端口电流恒定作为控制目标， 切换电能存储单 元工作模式为 放电， 启动逆变模块向交流取电端口供电， 启动交流重载负荷； 模式A→模式C： 以整流模块的电源输入端口电流恒定作为控制目标， 切换电能存储单 元工作模式为 放电， 启动直 流重载负荷； 模式A→模式D： 切换电能存储单元工作模式为放电， 设置电能存储单元工作模式为离 网， 启动逆变模块向交流取电端口供电， 退 出换流模块， 退 出整流模块； 模式B→模式A： 以整流模块的电源输入端口电流恒定作为控制目标， 切换电能存储单权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115473225 A 2元工作模式为充电， 停止交流重载负荷， 逆变模块停止向交流取电端口供电； 模式B→模式C： 以整流模块的电源输入端口电流恒定作为控制目标， 逐步增加电能存 储单元放电功率， 启动直流重载负荷， 停止交流重载负荷， 逐步减小逆变模块向交流取电端 口的供电功率； 模式B→模式D： 设置电能存 储单元工作模式为离网， 退 出换流模块， 退 出整流模块； 模式C→模式A： 以整流模块的电源接口端输入电流恒定作为控制目标， 切换电能存储 单元工作模式为充电， 停止直 流重载负荷； 模式C→模式B： 以整流模块的电源输入端口电流恒定作为控制目标， 逐步增加逆变模 块向交流取电端口的供电功 率， 启动交流重载负荷， 停止直流重载负荷， 逐步减小电能存储 单元放电功率； 模式C→模式D： 设置电能存储单元工作模式为离网， 启动逆变模块向交流取电端口供 电， 退出换流模块， 退 出整流模块； 模式D→模式A： 启动整流模块， 启动换流模块， 退出逆变模块， 设置电能存储单元工作 模式为并 网充电； 模式D→模式B： 启动整流模块， 启动换流模块， 设置电能存储单元工作模式为并网放 电； 模式D→模式C： 启动整流模块， 启动换流模块， 退出逆变模块， 设置电能存储单元工作 模式为并 网放电。 5.根据权利要求3所述的一种用户隐私主动防御型电能转换方法， 其特征在于：  所述 指令包括二元指令和连续指令， 二元指令控制电能转换单元中各模块的启动和停止， 连续 指令用于调整电能存储单元 的并网、 离网、 充电、 放电模式及运行功率； 二元指令根据模式 间切换过程顺序执行， 连续指 令的决策依据是通过调整电能存储单元的有功功 率和无功功 率保持电源输入端口电流恒定； 所述连续指令依据为： ； 其中 包括有功功率和无功功率， 简称： 功 率， 为整流器模块输入的功率， 为交流负荷消耗的功率， 为直流负荷消耗 的功率， 为系统损耗的功率， 为变化负荷将要消耗的功率； 当 为正时电能存储单元为放电 模式， 为负时为充电模式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115473225 A 3