CN102130464A - 电力存储装置、操作电力存储装置的方法和电力存储系统 - Google Patents

电力存储装置、操作电力存储装置的方法和电力存储系统 Download PDF

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Abstract

公开了一种电力存储系统和方法。该系统连接到负载、电力网和发电系统。当该电力网处于异常状态时，同时利用来自于发电系统的电力对电池充电并且电池用于向该负载提供电力。

Description

电力存储装置、操作电力存储装置的方法和电力存储系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年1月18日向韩国知识产权局提交的No.10-2010-0004476韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用而被合并于此。
技术领域
公开的技术涉及用于向与电力网发电系统有关的负载提供电力的电力存储装置、操作该电力存储装置的方法和电力存储系统。
背景技术
电力存储系统与电力网有关或者是不与电力网有关的独立的电力存储系统。与电力网有关的电力存储系统连接到电力网。更详细地，发电系统生成发送到一个或多个电力网的电力，并且如果发电系统没有生成足够的电力量，则从电力网提供不足的电力量。独立的电力存储系统存储发电系统中生成的电力，并且如果需要则使用存储的电力。必须发展各种电力存储系统。
诸如电力公司之类的发电者从具有不同程度的可靠性的各种资源生成电力。例如，可再生的能源被自然地重新补足但是流动受限。它们在持续时间方面事实上是取之不尽的，但是在每单位时间可用的能源量方面受限。
此外，为了向消费者提供电力，发电者必须将它们的能量分配到电力网。电力网是由传输配电线连接并且由一个或多个控制中心操作的同步的电力提供者和消费者的系统。因而，用于分配的足够的电力的可靠性取决于发电的可用性和通过电力网的适当的流动。
电力提供者或电力网中的故障可能引起完全或部分电源中断。此外，可能存在过渡时期，有时称为准正常状态，其发生在电力分配的这样的异常和正常状态之间。在这些中断的情况下，消费者一方上的用于负载(即，使用电力的设备)的备用电池可以用来向该电力用户保持有效的可靠性。
发明内容
一个方面是电力存储装置，包括连接在发电系统和第一节点之间的电力转换单元，其中该电力转换单元被配置为将由该发电系统生成的电力转换成用于第一节点的DC电压。该装置还包括电池管理系统(BMS)和连接在该BMS和第一节点之间的双向转换器，其中该双向转换器被配置为将第一节点的DC电压转换成用于该BMS的DC电压，并且将该BMS的DC电压转换成第一节点的DC电压。该装置还包括连接在第一节点和第二节点之间的双向逆变器，其中该双向逆变器被配置为将第一节点的DC电压转化成用于负载或用于电力网的AC电压并且将来自于电力网的AC电压转换成第一节点的DC电压。该装置还包括用于将电力网连接到第二节点的电力网连接器，和被配置为由来自于发电系统和电力网的电力充电并且放电以向负载提供电力的电池。该装置还包括综合控制器，被配置为确定电力网的状态，并且如果电力网处于异常状态，则控制该电力网连接器断开电力网与第二节点的连接，并且该综合控制器被配置为控制该电力转换单元、双向转换器、双向逆变器、电力网连接器和电池，其中如果该电力网处于异常状态，则该综合控制器监视电池的充电和放电状态，并控制电池向负载提供电力并且同时由发电系统生成的电力充电。
另一个方面是一种操作连接到发电系统、电力网和负载的电力存储装置的方法。该装置包括电力转换单元、双向转换器、双向逆变器、电力网连接器、包括多个电池单元的电池、和用于控制该电力转换单元、双向转换器、双向逆变器、电力网连接器和电池的综合控制器。该方法包括：作为电力网处于异常状态的结果，断开电力网与电力存储装置的连接；监视该多个电池单元的每一个的充电和放电状态；以及根据该多个电池单元的每一个的充电和放电状态，将某些电池单元放电以向该负载提供电力，并同时利用由该发电系统生成的电力来为其它电池单元充电。
另一个方面是一种连接到发电系统、电力网和负载的电力存储系统。该装置包括：具有多个电池单元的电池，其中该电池单元被配置为被单独充电和放电；和多个开关元件，每个开关元件被配置为将该电池单元中的一个连接到充电路径或放电路径。该装置还包括综合控制器，被配置为确定该电力网的状态，并且如果该电力网处于异常状态，则监视每一个电池单元的充电和放电状态，并且控制该电池的开关元件以使得处于完全充电状态的电池单元连接到放电路径并且处于不完全充电状态的电池单元连接到充电路径。
附图说明
通过下面结合附图对某些实施例的描述，这些和/或其它方面将变得明显且更易理解，其中：
图1是根据实施例的电力存储系统的框图；
图2是示出根据实施例的双向逆变器的输入和输出的图；
图3是示出根据实施例的双向转换器的输入和输出的图；
图4是示出了根据实施例的电池的框图；
图5是根据实施例的综合控制器的框图；
图6是示出了根据实施例的电力存储装置的操作的状态图；以及
图7是示出了根据实施例的操作电力存储装置的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，附图中示出了其示例，其中相似的参考数字通篇指代相似的元件。实施例可以具有不同的形式，并且不应该被理解为局限于这里阐述的描述。因此，下面将参考附图描述实施例以说明本说明书的各个发明方面。
图1是根据实施例的电力存储系统的框图。
参考图1，电力存储系统包括用于生成电力的发电系统3、消耗该电力的负载2、电力存储装置1000和用于将电能传送到电力存储装置1000或从电力存储装置1000传送电能的电力网1。
图1的电力存储系统可以将由发电系统3生成的电力通过电力存储装置1000提供给负载2或电力网1，或者可以将生成的电力存储在电力存储装置1000中。电力存储装置1000可以从电力网1接收电力并且将接收的电力传送到负载2，或者可以存储从电力网1接收到的电力。可以将存储在电力存储装置1000中的电力提供给负载2或电力网1并且出售。
电力存储装置1000可以被包装在柜子或盒子之内。如果发电系统3具有小尺寸，则电力存储装置1000和发电系统3可以被包装在柜子或盒子之内。
电力网1可以包括发电厂、变电站和电力传输电缆。在本实施例中，电力网1向电力存储装置1000和/或负载2提供电力，并且从处于正常状态的电力存储装置1000接收电力。当电力网1处于异常状态时，停止从电力网1向电力存储装置1000和负载2的电力，并且还停止从电力存储装置1000到电力网1的电力。
负载2从电力存储装置1000或从电力网1接收电力。例如，负载2可以是诸如消耗电力的住宅、建筑物或动力厂(power plant)之类的设施。
发电系统3向电力存储装置1000提供电力。在一些实施例中，发电系统3使用可再生能源，诸如太阳光、水、地热、河水、生物有机体等等。例如，发电系统3可以是将诸如太阳热和太阳能之类的太阳能转换成电能的太阳能发电系统。此外，发电系统3可以是将风能转换成电能的风力发电系统、将地热转换成电能的地热发电系统、水力发电系统或海洋发电系统。发电系统3可以使用燃料电池生成电能，或者可以使用氢气、液态煤气或中等残油气生成电能。发电系统3可以是另一类型的发电系统。
电力存储装置1000存储从发电系统3或电力网1提供的电力，并且将存储的电力提供给电力网1或负载2。电力存储装置1000包括电力转换单元10、DC链路电容器20、双向逆变器30、电力网连接器40、双向转换器50、电池管理系统(BMS)60、电池100和综合控制器200。
电力转换单元10连接在发电系统3和第一节点N1之间。电力转换单元10将由发电系统3生成的电力转换成用于第一节点N1的DC电压。电力转换单元10的操作根据由发电系统3生成的电力而变化。例如，如果发电系统3生成AC电压，则电力转换单元10将AC电压转换成第一节点N1的DC电压。如果发电系统3生成DC电压，则电力转换单元10将发电系统3的DC电压转换成第一节点N1的DC电压。
例如，如果发电系统3是太阳能发电系统，则电力转换单元10可以是最大功率点跟踪(MPPT)转换器，其检测MPP并根据太阳光的太阳辐射量的变化或太阳热的温度变化来生成电力。此外，各种其它类型的转换器或整流器可以用作电力转换单元10。
双向逆变器30可以连接在第一节点N1和第二节点N2之间，第二节点N2有选择地连接到负载2或电力网连接器40。双向逆变器30执行DC-AC逆变和AC-DC转换。
图2是示出根据实施例的双向逆变器30的功能的图。
参考图2，双向逆变器30通过电力转换单元10将来自于发电系统3的DC电压或通过双向转换器50将从电池100输出的DC电压转换成要提供给负载2或电力网连接器40的AC电压。双向逆变器30也将从电力网连接器40输出的AC电压整流成要存储在电池100中的DC电压。本实施例的双向逆变器30可以是全电桥逆变器和用于去掉高频分量的滤波器。此外，可以使用各种其它类型的双向逆变器。
再次参考图1，双向转换器50连接在BMS 60和第一节点N1之间。双向转换器50对从电力转换单元10或双向逆变器30输出的第一节点N1的电压执行DC-DC转换以转换成要通过BMS 60传送到电池100的电压。双向转换器50对通过BMS 60从电池100输出的电力执行DC-DC转换以转换成第一节点N1的电压。
图3是用于说明根据实施例的双向转换器50的功能的图。
参考图3，双向转换器50将从电力网1输出且由双向逆变器30转换的DC电压或通过电力转换单元10从发电系统3输出的DC电压转换成用于电池100的DC电压并将该DC电压提供给电池100。双向转换器50将通过BMS 60从电池100输出的DC电压增大或减小到用于第一节点N1的DC电压，并将该DC电压传送到第一节点N1。例如，如果第一节点N1的电压电平是380V，并且BMS 60所需的电压电平是100V，则双向转换器50将380V的DC电压减小到100V的DC电压以使得利用正确的电压为电池100充电，并且双向转换器50将100V的DC电压增大到380V的DC电压以使得将增大的电压提供给第一节点N1。本实施例的双向转换器50可以包括降压(buck)模式操作开关、同步整流开关、用作滤波器的电感器。此外，可以使用各种其它类型的双向转换器。
DC链路电容器20连接到第一节点N1。DC链路电容器20将第一节点N1的DC电压电平稳定为DC链路电压电平。例如，否则，第一节点N1的电压电平可能由于发电系统3生成的电力的急剧变化或电力网1中出现的瞬时压降而不稳定。但是，由于DC链路电容器20，第一节点N1的电压保持恒定以便执行双向逆变器30和双向转换器50的稳定操作。DC链路电容器20可以由超级电容器实现，并且可以使用诸如二次电池之类的能量存储装置。也可以使用其它类型的器件。
电力网连接器40连接在电力网1和双向逆变器30之间。如果电力网1中出现异常，则电力网连接器40在综合控制器200的控制下断开电力存储装置1000与电力网1的连接。电力网连接器40可以由例如开关元件、双极型结型晶体管(BJT)、场效应晶体管(FET)等等实现。
尽管未示出，但是开关可以另外连接在双向逆变器30和负载2之间。可选的开关可以阻止电力流入负载2并且在综合控制器200的控制之下。该开关可以由BJT、FET等等实现。
BMS 60连接在电池100和双向转换器50之间。BMS 60保持并管理电池100的最佳状态。例如，BMS 60可以控制对电池100的充电和放电，以反映充电状态(SOC)和健康状态(SOH)。BMS 60控制电池100的温度，从而阻止电池100由于温度的急剧增大而过热。此外，BMS 60包括用于防止电池100过电压、过电流和过热的电路。
电池100通过BMS 60连接到双向转换器50。利用从发电系统3或从电力网1提供的电力对电池100充电。电池100可以将存储的电力提供给负载2和电力网1。
如图4所示，电池100可以包括彼此并联连接并且被分别充电和放电的多个电池单元110。电池100可以是可充电且可放电的二次电池并且可以是中大型的电池。电池100可以例如是镍镉电池、铅酸电池、镍金属氢化物(NiMH)电池、锂离子电池、锂聚合体电池等等。
在正常电力网状态下，在综合控制器200的控制下，利用从发电系统3或从电力网1提供的电力对电池100充电。在电力网1的异常状态中，本实施例的电池100在综合控制器200的控制下执行不间断电源(UPS)功能并且将充电的电力传送到负载2，同时存储由发电系统3生成的电力。在本实施例中，在异常的电力网状态中，在综合控制器200的控制下，可以单独地对多个电池单元110充电和放电。更详细地，电池单元110中的一些可以通过向负载2提供电力来放电，而其它电池单元110可以存储由发电系统3生成的电力。因此，即使异常的电力网状态继续，电池10也可以连续地向负载2提供足够的电力量。
图4是示出了根据实施例的电池100的框图。
如图4所示，电池100包括彼此并联连接并且被单独充电和放电的多个电池单元110。每个电池单元110包括连接到充电路径130的充电开关元件121和连接到放电路径140的放电开关元件122。
在正常的电力网状态中，在综合控制器200的控制下，电池单元110连接到充电路径130并且存储由发电系统3生成的电力和由电力网1提供的电力。当在异常状态下电池单元110与电力网1断开连接时，在综合控制器200的控制下，电池单元110中的一些连接到充电路径130并且利用从发电系统3提供的电力充电。其它电池单元110连接到放电路径140并且将电力提供给负载2。
开关元件120、121和122可以被实现为开关、BJT、FET等等。但是，本发明不局限于此，并且用于执行开关功能的其它电气元件可以被用作开关元件120、121和122。在综合控制器200的控制下，开关元件120有选择地将电池单元110的每一个连接到充电路径130或放电路径140。
综合控制器200控制如上所述的各个组件。本实施例的综合控制器200检测电力网1的正常状态或异常状态，并且控制电力网连接器40以便在异常的电力网状态下断开电力网1和电力存储装置1000的连接。综合控制器200控制电池100、BMS 60、电力转换单元10、双向转换器50等等，以便甚至在异常的电力网状态下也将由发电系统3生成的电力存储在电池100中。综合控制器200控制电池100、BMS 60、双向转换器50、双向逆变器30等等，以便在异常的电力网状态下将存储在电池100中的电力提供给负载2，以使得系统执行UPS功能。将参考以下附图进一步描述用于在异常的电力网状态下控制电池100的充电和放电的综合控制器200的操作。
图5是根据实施例的综合控制器200的框图。
参考图5，综合控制器200包括检测电力网1的异常状态和断开电力网1的连接的电力网连接器控制器210、根据电池单元110的充电和放电状态将电池单元110的每一个连接到充电路径130或放电路径140的电池监视单元220和开关控制器230、当电池单元110连接到充电路径130时控制与充电路径130有关的每个元件的充电控制器240、和当电池单元110连接到放电路径140时控制与放电路径140有关的每个元件的放电控制器250。
电力网连接器控制器210检测电力网1的异常状态、控制该电力网连接器40、并断开电力网1和电力存储装置1000的连接。例如，异常状态可以意指电力网1由于电气故障、短路或接地故障等等而处于异常状态。电力连接器控制器210检测电力网1的电压、电流、温度、AC相等，检测电力网1是处于异常状态还是处于正常状态。如果电力网1处于异常状态，则断开电力网1。
电池监视单元220在异常的电力网状态下监视电池单元110的充电和放电状态，并且确定是将电池单元110连接到充电路径130还是连接到放电路径140。但是，本发明不局限于此，并且电池监视单元220可以通过BMS 60例如进一步监视剩余的电力容量、电压、电流等等。
电池监视单元220监视每一个电池单元110的充电和放电状态。电池监视单元220确定在异常的电力网状态下将不完全充电状态的电池单元110连接到充电路径130。电池监视单元220确定将完全充电状态的电池单元110连接到放电路径140。关于这一点，完全充电状态可以意思指电池单元110的剩余的电力容量超过参考电平的状态。不完全充电状态可以意思指电池单元110的剩余的电力容量小于该参考电平或小于另一个参考电平的状态。但是，本发明不局限于此，并且完全充电状态可以意思指电池单元110的全充电状态或电池单元110可以在一段时间内稳定地向负载2提供电力的状态。不完全充电状态可以意思指电池单元110达到最小的充电值的状态或电池单元110不能在一段时间内稳定地向负载2提供电力的状态。
开关控制器230根据电池监视单元220的确定，控制开关元件120将电池单元110的每一个连接到充电路径130或放电路径140。
充电控制器240控制将由发电系统3生成的电力存储在电池100中的充电路径130的所有元件。充电控制器240控制电力转换单元10以将由发电系统3生成的电力转换成第一节点N1的DC电压。充电控制器240另外控制双向转换器50以对第一节点N1的DC电压执行DC-DC转换以转换成BMS 60所需的电压。充电控制器240也控制BMS 60以根据温度、电流、电压等管理充电。
放电控制器250控制将存储在电池100中的电力提供给负载2的放电路径140的元件。放电控制器250控制BMS 60以根据电池100的温度、电流、电压等管理放电。放电控制器250另外控制双向转换器50以将从电池100输出的DC电压转换成用于第一节点N1的DC电压。放电控制器250控制双向逆变器30以将第一节点N1的DC电压转化成AC电压并将AC电压提供给负载2。
参考图6和7描述综合控制器200的操作。
图6是示出了根据实施例的电力存储装置200的操作的状态图。
参考图6，此实施例的电池100包括五个电池单元110。但是，电池单元110的数目和结构不限于此。
在正常电力网状态下，利用来自于发电系统3或来自于电力网1的电力对电池100充电(S601)。电池单元110的一些可以处于完全充电状态。其它电池单元110可以处于不完全充电状态。完全充电状态或不完全充电状态可以取决于电池100的类型和容量以及负载2的类型，或者可以根据每一个电池单元110的充电和放电状态确定。
当电力网1中出现异常状态时(S602)，综合控制器200利用电力网连接器40断开电力网1与电力存储装置1000的连接。综合控制器200控制该系统以将存储在电池100中的电力提供给负载2或将由发电系统3生成的电力提供给负载2，以使得电力存储装置1000可以充当UPS。
如果异常的电力网状态开始，则综合控制器200监视电池单元110和发电系统3的状态。例如，假如电池单元1和2处于完全充电状态，则电池单元3至5处于不完全充电状态。综合控制器200通过将电池单元1和2连接到放电路径140来控制电池100以向负载2提供电力，并且通过将电池单元3至5连接到充电路径130来利用来自于发电系统3的电力对电池单元110充电(S603)。
在异常的电力网状态继续的同时，综合控制器200周期性地监视电池100和发电系统3。如果电池单元1或电池单元2处于不完全充电状态，则综合控制器200通过将电池单元1或电池单元2连接到充电路径130来利用来自于发电系统3的电力来控制电池100以对电池单元110充电。如果电池单元3至5中的至少一个处于完全充电状态，则综合控制器200通过将完全充电的电池单元连接到放电路径140来控制电池100以向负载2提供电力(S604)。
图6所示的过程仅仅是示例，并且本发明不局限于此，并且可以执行各种过程。例如，当所有五个电池单元处于完全充电状态时，异常的电力网状态可能发生。电池监视单元220可以监视电池单元的充电状态，并且开关控制器可以将五个电池单元连接到放电路径140。
图7是示出了根据实施例的操作电力存储装置1000的方法的流程图。
参考图7，当由于例如传输线的修复和管理、短路事故、接地故障事故或电气故障使得电力网1中出现异常状态时(S701)，电力存储装置1000检测异常状态，并且断开负载2和双向逆变器30与电力网1的连接(S702)。
电力存储装置1000的综合控制器200监视每一个电池单元110的充电和放电状态(S703)。
电力存储装置1000的综合控制器200确定电池单元110处于完全充电状态还是处于不完全充电状态(S704)，并且将处于完全充电状态的电池单元110连接到放电路径140以向负载2提供电力(S705)。电力存储装置1000的综合控制器200还将处于不完全充电状态的电池单元110连接到充电路径130，以利用从发电系统3提供的电力对电池单元110充电(S706)。
如果异常的电力网状态继续，则电力存储装置1000的综合控制器200可以实时地监视电池单元的充电和放电状态，并且单独地控制监视的电池单元的充电和放电状态，如参考图6所述。
根据描述的实施例，电力存储装置和操作该电力存储装置的方法可以在电力网处于异常状态时稳定且连续地提供电力。
应当理解，这里描述的示范性实施例应该被认为仅仅是描述的意义上的而不是限制的目的。每个实施例内的特征或方面的描述应当通常被认为是可以用在其它实施例中。

Claims (20)

1.一种电力存储装置，包括：
连接在发电系统和第一节点之间的电力转换单元，其中该电力转换单元被配置为将由该发电系统生成的电力转换成用于第一节点的DC电压；
电池管理系统(BMS)；
连接在该BMS和第一节点之间的双向转换器，其中该双向转换器被配置为将第一节点的DC电压转换成用于该BMS的DC电压，并且将该BMS的DC电压转换成第一节点的DC电压；
连接在该第一节点和第二节点之间的双向逆变器，其中该双向逆变器被配置为将第一节点的DC电压转化成用于负载或用于电力网的AC电压并且将来自于电力网的AC电压转换成第一节点的DC电压；
电力网连接器，用于将该电力网连接到第二节点；
电池，被配置为由来自于该发电系统和该电力网中的至少一个的电力充电，并且被放电以向该负载提供电力；以及
综合控制器，被配置为确定该电力网的状态，并且如果电力网处于异常状态，则控制该电力网连接器断开电力网与第二节点的连接，并且该综合控制器被配置为控制该电力转换单元、双向转换器、双向逆变器、电力网连接器和电池，其中如果该电力网处于异常状态，则该综合控制器监视该电池的充电和放电状态，并控制电池向负载提供电力并且同时由发电系统生成的电力充电。
2.如权利要求1所述的电力存储装置，其中该电池包括：
彼此并联连接的多个电池单元，其中该电池单元被配置为被单独充电和放电；以及
多个开关元件，每个开关元件被配置为将该多个电池单元中的一个连接到充电路径或放电路径。
3.如权利要求2所述的电力存储装置，其中，如果处于该异常的电力网状态，则利用从该发电系统提供的电力对连接到该充电路径的电池单元充电，并且通过向该负载提供电力来将连接到该放电路径的电池单元放电。
4.如权利要求2所述的电力存储装置，其中该综合控制器包括：
电力网控制器，被配置为检测该异常状态、控制该电力网连接器、以及断开该电力网与第二节点的连接；
电池监视单元，被配置为监视该多个电池单元的充电和放电状态，并且根据每个电池单元的充电和放电状态确定将该多个电池单元的每一个连接到充电路径还是放电路径；以及
开关控制器，被配置为根据电池监视单元的确定来控制每个电池单元的开关元件。
5.如权利要求4所述的电力存储装置，其中该电池监视单元被配置为确定处于完全充电状态的电池单元将要连接到放电路径并且处于不完全充电状态的电池单元将要连接到充电路径。
6.如权利要求4所述的电力存储装置，其中该综合控制器还包括：
充电控制器，被配置为控制该电力转换单元和该双向转换器以便利用由该发电系统生成的电力对多个电池单元充电；以及
放电控制器，被配置为控制该双向转换器和双向逆变器以便将存储在多个电池单元中的电力提供给该负载。
7.如权利要求1所述的电力存储装置，其中该发电系统包括新能源或可再生能源。
8.如权利要求1所述的电力存储装置，其中该发电系统包括以下中的至少一个：太阳能发电系统、风力发电系统、地热发电系统、水力发电系统、海洋发电系统、和使用燃料电池、氢气、液态煤气或中等残油气的发电系统。
9.如权利要求1所述的电力存储装置，还包括连接到该第一节点的DC链路电容器。
10.如权利要求1所述的电力存储装置，其中该BMS连接在该电池和该双向转换器之间并且被配置为管理该电池。
11.一种操作连接到发电系统、电力网和负载的电力存储装置的方法，该装置包括电力转换单元、双向转换器、双向逆变器、电力网连接器、包括多个电池单元的电池、和用于控制该电力转换单元、双向转换器、双向逆变器、电力网连接器和电池的综合控制器，该方法包括：
作为该电力网处于异常状态的结果，断开该电力网与该电力存储装置的连接；
监视该多个电池单元的每一个的充电和放电状态；以及
根据该多个电池单元的每一个的充电和放电状态，将某些电池单元放电以向该负载提供电力，并且同时利用由发电系统生成的电力对其它电池单元充电。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
将处于完全充电状态的电池单元连接到放电路径；以及
将处于不完全充电状态的电池单元连接到充电路径。
13.如权利要求12所述的方法，其中将该电池单元连接到该放电路径使得将来自于连接到放电路径的电池单元的电力提供给该负载。
14.如权利要求12所述的方法，其中将电池单元连接到充电路径使得利用由发电系统生成的电力对连接到该充电路径的电池单元充电。
15.一种连接到发电系统、电力网和负载的电力存储装置，该装置包括：
电池，包括：
多个电池单元，其中该电池单元被配置为被单独充电和放电；以及
多个开关元件，每个开关元件被配置为将该多个电池单元中的一个连接到充电路径或放电路径；以及
综合控制器，被配置为确定该电力网的状态，并且如果该电力网处于异常状态，则监视每一个电池单元的充电和放电状态，并且控制该电池的开关元件以使得处于完全充电状态的电池单元连接到放电路径并且处于不完全充电状态的电池单元连接到充电路径。
16.如权利要求15所述的装置，其中将电池单元连接到充电路径使得利用由发电系统生成的电力对连接到该充电路径的电池单元充电。
17.如权利要求15所述的装置，其中将电池单元连接到放电路径使得将来自于连接到放电路径的电池单元的电力提供给该负载。
18.如权利要求15所述的装置，其中该综合控制器被配置为将该电力网与该负载电隔离。
19.如权利要求15所述的装置，其中该发电系统包括新能源或可再生能源。
20.如权利要求15所述的装置，其中该发电系统包括以下中的至少一个：太阳能发电系统、风力发电系统、地热发电系统、水力发电系统、海洋发电系统、和使用燃料电池、氢气、液态煤气或中等残油气的发电系统。
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