CN104871386A - 能量存储系统 - Google Patents
能量存储系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104871386A CN104871386A CN201380060441.4A CN201380060441A CN104871386A CN 104871386 A CN104871386 A CN 104871386A CN 201380060441 A CN201380060441 A CN 201380060441A CN 104871386 A CN104871386 A CN 104871386A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- local
- energy storage
- control unit
- storage system
- task
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/30—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using dynamo-electric machines coupled to flywheels
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有一个或多个本地能量存储系统(4,41,42,43)的能量存储系统(1),并涉及一种操作此能量存储系统(1)的方法。所述本地能量存储系统(4,41,42,43)被连接到一个非本地电源电网(5)和/或一个或多个本地电源电网(6,61,62,63,64)中的每个,并包含至少一个本地控制单元(41-1,42-1,43-1),其至少用于对各个能量存储系统(41,42,43)的控制,以用于对于一个或多个各自的本地电源电网(6,61,62,63,64)的本地化调节和系统任务(LRS);所述能量存储系统(1)进一步包含一个中央控制单元(2),中央控制单元通过通信网络(3)连接到各个本地控制单元(41-1,42-1,43-1),其用于控制(SNL)在一个或多个本地能量存储系统(4,41,42,43)与非本地电源电网(5)之间的能量的吸收(En)与释放(Ep),具有该中央控制单元(2),被装备用于本地存储容量(LSKg)的所有部分和一个或多个能量存储系统(4,41,42,43)的本地输出(LLg)的处置,用于在非本地电源电网(5)中的非本地化调节和系统任务(NLRS),由于未被本地化调节和系统任务(LRS)所需,其已经通过通信网络(3)被各个本地控制单元(41-1,42-1,43-1)提交至所述中央控制单元(2)。本发明提供了一种能量存储系统,其允许同时进行本地电源电网的品质改进和非本地正与负能量的品质改进。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量存储系统,具有一个或多个本地能量存储系统和一种操作这些能量存储系统的方法。
背景技术
用于运行一个电源电网的能量由各种不同类型的电站提供。在此,大多数的电站,例如核电站,燃煤发电站,燃气发电站,风力发电站,沼气厂,或太阳能电厂,都只不过是用于输送能量到非本地电源电网的能量发电机。例如,非本地电源电网为配电网和输电网,例如,它们在德国被Amprion、50Hertz、Tennet、和TransnetEnBW所运营。这些输电网为欧洲广域同步电网的一部分。上述发电站仅仅以能量发电机的的身份存在时,它们不能从电网中吸收任何额外的能量并将其存储以备不时之需。相比之下,能量存储系统可被用于从电源电网中吸收能量并将能量释放到电源电网。例如,能量存储系统为中央能量存储系统,比如抽水蓄能电站,或者分散的能量存储系统,比如电池存储设备或飞轮能量存储单元。抽水蓄能电站为能量存储系统,其在很大程度上不受制于天气的变化并且通常一直是可利用的状态。通常,中央能量存储系统被设计成拥有巨大的容量。由于该可用的容量,这些系统被适用于为非本地电源电网提供储能,从而在非本地电源电网中合适地生效。取决于其总尺寸,抽水蓄能电站可具有几个100MW或更多的容量,然而,在大多数情况下,发电机被设计为在满载条件下产生电流,并且能够以合适的效率及时地利用抽水蓄能电站的全容量。此操作方法并不适于稳定或改善与抽水蓄能电站容量相比其电力需求可忽略的小型本地电力供应系统的质量。集中使用的电池存储设备目前正在建设中,其目的是实施电网稳定(非本地化)任务(储能)的实验性的操作方法。然而,迄今为止已经规划的设备并没有完成任何本地化任务。然而,由于其在性能、容量和老化之间的比例,电池蓄能器并不十分适于每天多个负载周期的应用。
本地能量存储通常为本地电力需求的稳定而进行优化,并没有为用于支持非本地电源电网的控制能量的传递而设计或取得资格。既有非本地效果又有本地效果的本地蓄电池到设施的连接还未出现。
因此,最好提供一个能量存储系统,该系统允许取得本地电网质量方面的改进,并同时取得非本地电源电网的电力供应安全方面的改进,还能因此作为一个为该两个目的都具有足够效果的能量存储系统而被运行。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种能量存储系统,其允许同步改善本地电能的品质并为非本地电源电网提供安全保障。
此目标通过一个能量存储系统而达成,包括一个或多个本地能量存储系统,本地能量存储系统具有各自的本地存储容量和本地输出的,适用于随着一个或多个本地能量存储系统被分别连接到一个非本地电源电网和/或一个或多个本地电源电网,从连接的电源电网吸收能量并释放能量到连接的电源电网,,并至少包含一个本地控制单元,该控制单元至少控制各自的能量存储系统,用于为一个或多个各自的本地电源电网的本地化调节和系统任务,而该能量存储系统进一步包括一个中央控制单元,通过一个通信网络连接在各自的本地控制单元上,本地控制单元用于控制在一个或多个本地能量存储系统和该非本地电源电网之间吸收和释放能量,并具有中央控制单元,用于配备对于本地存储容量的所有部分和一个或多个能量存储系统的本地输出的处理,以用于非本地电源电网中的非本地化调节和系统任务,由于未被本地化调节和系统任务所需要,非本地化调节和系统任务由各自的本地控制单元通过通信网络提交给该中央控制单元。
有了此发明,布置于本地的能量存储系统中的该能量存储系统能够改进本地电源品质并为非本地电源电网或电源网络提供安全保障。正和负能量供应的可能性(能量输入和来自电源电网的能量吸收)允许了对现有电源电网条件的灵活反应。该本地能量存储系统,通过本地控制单元和一个中央控制单元的集成,在具有相同能量存储系统的本地和非本地电源电网中允许高效和并行的需求的满足。根据本发明所述的能量存储系统也可增加再生能源的技术和经济实用性,由于起伏不定的本地能源产生,通过该本地能量存储系统,在本地和非本地电源电网中能够被直接缓冲或超时缓冲并被用于调整到各个电源电网的需求。
一个或多个本地能量存储系统作为本地临时存储的使用,其分别连接到本地和/或非本地电源电网,能够改进该本地电源的品质,通过现场的本地化调节和系统任务,而同时提供正能量(输送到电源电网)或负能量(从电源电网吸收能量)给该非本地电源电网,通过对电源电网调整的该非本地化绑定的调节和系统任务。该能量存储系统要么可被直接连接到一个非本地电源电网和一个或多个本地电源电网,要么该能量存储系统可通过一个连接着的本地电源电网被间接连接到一个非本地电源电网,如果该本地电源电网为该非本地电源电网(连接到该非本地电源电网)的一部分。本地化调节和系统任务包括确保所需的本地电源电压,通过控制电压信号的振幅和相位的无功功率补偿,针对可能激活的更大功率的消费者或者激活电流峰值的本地输出储备的供应,和本地过剩能量的存储。非本地化调节和系统任务包括主要或次要调节输出的供应。在该电源电网中,该调节输出(也有备用输出)确保了处于突发事件时提供给电力客户们其所需的电力输出。为此,可调式发电站的输出调整可以在短时间内进行,并且快速启动的发电站或能量存储,例如根据本发明所述的能量存储系统,可被使用。该主要调节输出被用于补偿物理输出供应和具有恢复稳定行频的目标的输出需求之间的不平衡。该次要调节输出是为了恢复物理电源供应和差异之后的电源需求之间的平衡;与主要调节不同,只有在包括与外部调节区域的电力交换的各调节区的情况在此可见。另外的非本地化调节和系统任务包括能量存储系统对支持黑启动的供应,输出峰值的一般存储,和用于在非本地电源电网中的传输输出的增加的无功功率补偿。用于本地和/或非本地电源电网的另外的调节和系统任务包括与已经存在的能源供应商和无功功率管理相结合的在电源供应的冗余(安全故障)的供应。
该非本地电源电网描述了一个跨区域地覆盖了非常大区域的电源电网,在其中该非本地化调节和系统任务被执行。非本地电源电网包括传输网络(公共电源电网)。例如,在德国,公共电源电网由四个传输网络组成,它们被网络运营商Amprion,50Hertz,Tennet,和TransnetEnBW所运营。该四个传输网络一起形成了德国的系统控制网络(在控制权方面的协作)。在其他国家,合适的传输网络由其他网络运营商所运营。在传输网络中,电源电网的频率保持在一个稳定值(频率控制)。在个别国家的各自的传输网络的欧洲上级广域同步电网也可被视为非本地电源电网,虽然,目前仅有为了控制能量的标准已明确。该非本地化调节和系统任务在各自的传输网络中被执行。本发明意义上的本地电源电网是电源供应系统,在其中,上述本地化调节和系统任务被执行。本地电源供应系统通常具有强烈的空间限制,例如,一个在运行设施中的内部运行电源供应系统或一个在建筑或建筑群内的网络。
本发明所述的能量存储系统可以是任何合适的能量存储系统,其不仅能够执行该本地化调节和系统任务,而且能够执行非本地网络中的非本地化调节和系统任务,例如,通过基于其存储性能和存储参数的主要和次要调节输出的供应。合适的能量存储系统包括本地(非本地)的压缩空气蓄电池或结合了燃料电池的氢气蓄电池,电池系统或动能存储器,例如飞轮能量储能器。在一个实施例中,该能量存储系统一个或多个飞轮能量储能器,用于从连接的电源电网中吸收能量并向连接的电源电网释放能量。这些能量存储系统可被模块化地由若干飞轮能量储能器或每个都具有若干飞轮能量储能器的存储模块制成。该简单的模块化设置简单地允许了该能量存储系统的存储容量和输出的调整,该能量存储系统具有用于满足需求和和清楚地扩张它的飞轮能量储能器,如有必要。因而,该能量存储系统相应的设计允许所需的调节输出,例如,用于传输网络。在一个本地能量存储系统中,在具有若干存储模块的模块化设置的情况下,每个模块具有其自己的对连接的电源电网的连接点,并且通过合适的组件连接,在该本地能量存储系统中。飞轮能量储能器拥有此益处,其可相当多变和精确地为客户提供吸收或释放的能量数量,并且其以机械能的形式存储此能量。因而,万一发生火灾,与例如电池的大量聚集而合成的一个电池能量存储系统或者具有氢气罐和易燃氢气的氢蓄电池作为一个潜在危险相比,飞轮能量储能器是一个低得多的潜在危险。在压缩空气蓄能设施内,非易燃气体可被用于能量存储,但是由于该压缩空气储罐中的高压,压缩空气储罐仍然构成了一个潜在的爆炸风险。如果作为能量存储系统使用,飞轮能量存储单元因而代表了一种能量供应技术,其比其他存储技术都要对环境较更安全,并且适合于每日所需的任何数量的负载周期。当能量从该电源电网中被吸收并以机械旋转能的形式被存储于该飞轮能量存储单元时,能量供应被称为负能量供应。相应地,当通过制动飞轮(或转子)将以机械旋转能的形式被储存在该飞轮储能器中的能量注入到该电源电网中时,能量供应被称为正能量供应。在此,该飞轮储能器在几毫秒内供应能量的性能与经过一个几分钟的周期提供指定输出的性能一样有益。该本地能量存储系统至该非本地电源电网和/或相应的一个或多个本地电源电网的连接可以由专家适当装备,具有被设计用于独立地提供通过该能量存储系统来自彼此的能量给电源电网(一个或多个非本地和/或本地的)或者用于从该电源电网吸收能量的连接。
该本地控制单元在该能量存储系统中指定了一个组件,其控制该能量存储系统,即其设置所需的运行条件和运行参数并依照一个包含作为时间的函数的所需运行条件的运行计划控制该能量存储系统。此外该本地控制单元能够依据变化的条件而进行反应,在本地和非本地电源电网中,根据该相应的调节和系统任务。为此,该本地电源电网的电源质量可通过能量释放或能量吸收而被增加或维持,或者该电源质量在该本地电源电网的一次干涉之后可被再次提升,和/或调节输出可被提供给该非本地电源电网。该本地化调节和系统任务可被外部系统借助于该通信网络提交到各个本地能量存储系统。例如,外部系统为该本地电源电网的操控者的控制系统,本地测量点或该中央控制单元。提交的指令对应于用于各个本地蓄能器单元的本地化调节和系统任务。除了该在本地电源电网中的调节和系统任务之外,该本地控制单元能够接收关于非本地电源电网的来自中央控制单元的命令、指令等,并且并行于该本地化调节和系统任务执行这些命令或指令。例如,该中央控制单元控制用于非本地电源电网的控制能量的供应,和至少取决于需求的该本地能量存储系统的本地化调节和系统任务(空闲的非本地容量,空闲的非本地输出)所不需的该空闲容量和输出的处置。该中央控制单元可包含一个或多个与外部系统的接口,为能量存储系统的上级控制用于接收外部数据。例如,如此的一个外部系统可为一个电源网络的上级控制,其将该调节输出需求传递给该子系统,例如根据本发明所述的能量存储系统,用于提供该控制能量。另外的外部系统可为输出支持网络或电源交换,由于在具体运行期间的输入或能量激发,其相应地是有利的。这些外部数据可被直接提交到该中央控制单元或通过该通信网络提交。另外的外部数据包括,例如,无功功率的需求,峰值负载补偿或当前需要本地存储需求。
该能量存储系统的本地控制单元,或为了该能量存储系统中的若干能量存储系统的能量存储系统的本地控制单元,被连接到该中央控制单元,通过通信网络用于该能量存储系统的运行。在根据本发明所述的能量存储系统中的各个能量存储系统的控制由现场的该本地控制单元基于现有调节和系统任务实施,具有中央控制单元,控制着该能量存储系统的所有能量存储系统并以调节和系统任务的形式相应地提交指令到各个本地控制单元,为了它们的现场执行。这些提交的调节和系统任务至少是由中央控制单元指定的非本地化调节和系统任务,用于各个本地能量存储系统,由于对该非本地电源电网所需的调节的一般概况可提供给中央控制单元。该本地能量存储系统可调整指定的非本地化调节和系统任务的各自的执行,适合本地需求,例如,基于非本地电源电网中的现场数据测量。为了该非本地化调节和系统任务的执行,该本地能量存储系统甚至不必直接连接到该非本地电源电网。通过一个为非本地电源电网的一部分的本地电源电网,该本地能量存储系统被间接连接到该非本地电源电网就足够了。在这种情况下,到本地电源电网的能量输入或来自本地电源电网的能量移除同样适用于该非本地电源电网。为各个本地能量存储系统的本地化调节和系统任务,用于在连接的本地电源电网中执行,可被中央控制单元独立地提交到该中央控制单元的本地能量存储系统设备,和/或也除了该非本地化调节和系统任务之外。被该中央控制单元提交到该本地能量存储系统的本地化调节和系统任务可能会为区域性目的整体或具体考虑该能量存储系统的任务。例如,与之前的本地化调节和系统任务相比,在能量存储系统层级上改变的外部影响可能导致对调整一个或多个本地能量存储系统的本地过剩能量数量的本地输出储备或存储的一个需求。该中央控制单元将生成和提交新的本地化调节和系统任务,相应地为了这些本地能量存储系统,其随后被用于单独能量存储系统的各个本地控制单元所执行。例如,一个预期较高的风速需要来自一个风力涡轮机发电机的更大量的风电的临时存储。由于该本地能量存储系统已经充电过多,该风力涡轮机发电机附近的各个本地能量存储系统没有足够的空闲存储容量用于此。在此情况下,该中央控制单元控制能量传输到其他能量存储系统,其还未完全充满电,在现场的该本地能量存储系统中,用于在现场提供足够存储容量去存储预期的风能量。为此,中央控制单元和各个本地控制单元必须通过一个通信网络被连接。该通信网络可被专家在本发明的范围内适当地设计。例如,该通信网络是一个基于无线的网络或一个移动电话网络,一个高可用性连接,一个基于IECG的网络。或者,该通信网络也可是一个有线电话网或一个计算机网络(例如因特网)。在一个实施例中,该通信网络包含一个以上的不同型号的网络(子通讯网络)和相应的连接到中央控制单元的接口以及该本地能量存储系统和/或该本地控制单元。通信网络中,一个以上的子通讯网络的存在下,明显减少了整个通信网络的故障风险,由于备选网络类型对于中央控制单元和本地控制单元之间未受损伤的通信是可用的,在一个网络类型故障的情况下。优选地,该通信网络包含有线、无线电和电源绑定的子通信网络。
在一个实施例中,该能量存储系统包含一个以上的本地储能器,对于不同的任务,其可被置于空间中不同的位置并被连接到各个不同的本地电源电网。空间上不同的位置允许能量存储系统的分布跨越更广泛的领域或区域,以便非本地能量向该非本地电源电网的供应也可本地进行。于此相比,例如,该能量是由一个大泵蓄能器提供,在该非本地电源电网中其将不得不被长距离运输到用户。在本发明所述的能量存储系统中,为了本地能量存储系统的一个空间分布的设置,至少部分所需的能量可被注入到接近于用户的非本地电源电网。
在一个实施例中,该本地能量存储系统包含一个或多个测量单元,用于在各个连接的电源电网中测量一个或多个数据的相关的位。该控制单元旨在控制该本地能量存储系统,基于测量的相关数据用于各个连接的电源电网。测量单元可被集成在本地电源电网或置于本地电源电网中的一个或多个位置。该测量单元也可被置于本地能量存储系统和本地电源电网之间的连接点。如果该本地电源电网被连接到该非本地电源电网,那么该非本地电源电网的相关数据也被它测量了。然而,如果该本地电源电网为另行连接,那么该测量单元被集成于该非本地电源电网中或放置于一个或多个非本地电源电网中的点。该测量单元也可被放置在所述能量存储系统和非本地电源电网之间的连接点上。例如,本发明的范围之内的测量单元为测量探头,用于测量线频率和线电压,作为对于连接着的本地电源电网的相关数据的例子。其它测量值包括作为时间的函数的电压曲线,相位角,中性点,频率,电流等。
本发明的范围之内,专家能够选择合适的测量单元或测量探头并将它们安排在合适的位置。例如,如果所需的线频率为50Hz,并且该测量单元检测到该线频率正在衰减,该本地控制单元将依据目前测得的线频率(作为测得的相关数据)并依据存储于本地控制单元(本地化调节和系统任务)中的反应序列,自动将能量填充到该本地电源电网中,直到该线频率已经回到了所需值。另外的例子是本地电源电网中相位角的测量,从而提供相应的无功补偿,或者如果在本地电源电网中的负载消耗过高或过低,电压的测量用于维持电压质量。为了其他调节和系统任务,其他相应的反应序列被存档于该本地控制单元中。
在另一个实施例中,该本地能量存储系统包含一个控制单元,一个或多个本地电源电网和非本地电源电网被连接于其上,装配该控制单元用于连接的电源电网和能量存储系统之间的一股能量流的控制。如果本地和非本地电源电网仅仅被连接到能量存储系统的连接点上,那么被本地能量存储系统注入的能量将仅仅被注入到该具有更高能量需求的电源电网。这样将不再允许根据一个任务分配有针对性的控制。目前的能量存储系统借助于一个开关通常被连接在一个单独的电源电网。能量流的上述控制将被省去,而该开关只有在电源电网故障的情况下才需要被打开。然而在本发明中,控制单元是这样配置的,当一个电源电网已被断开后,其他连接的电源电网将仍旧被提供所需的能量或者能量可从这些电源电网中被吸收,因为在本发明的范围内,该本地能量存储系统必须提供不止一个独立的电源电网。该控制单元控制着能量流向连接的电源电网,以目的在于本地控制的方式。在一个优选的实施例中,该控制单元还被用于将一个或更多连接的电源电网从能量存储系统处断开,以备不时之需。在连接的电源电网之一出现故障的情况下,该调节单元将此电源电网从该能量存储系统立即断开,即在几毫秒内,从而确保能量存储系统继续对于其他电源电网是可操作的。否则,短路或过载情况将会发生。
在另一个实施例中,所述中央控制单元通过通信网络接收来自本地控制单元的运行数据,并随后为释放能量提交至少非本地化调节和系统任务到该非本地电源电网和/或通过该通信网络从该非本地电源电网吸收能量至该本地能量存储系统,基于这些运行数据。该本地储能器单元的运行数据表明,例如,该本地能量存储系统可提供空闲的容量和空闲的输出(本地化调节和系统任务所不需的容量和输出)给非本地化任务。时间周期通常为1赫兹或更少。在此方面,该中央控制单元可用此提交的空闲容量和输出给该非本地化调节和系统任务计划并充电。在一个具有各种各样的本地能量存储系统的能量存储系统中,该本地能量存储系统具有各种各样的空闲容量和输出,取决于独立的能量存储系统的整体容量和整体输出以及对于本地电源单元的任务,其对于单独的能量存储系统而有所不同,该中央控制单元可非常灵活且迅速地初始化容量和输出,用于在该非本地电源电网中的输入或从该非本地电源电网中的能量激发,通过相应的指令(提交的非本地化调节和系统任务)至各个能量存储系统的本地控制单元。该中央控制单元甚至可分配不同的本地任务给本地控制单元。例如,该中央控制单元可导致也位于较大用户附近的能量存储系统的本地控制单元的位置被该中央控制单元所知晓,通过相应提交的调节和系统任务用于注入(释放)能量到该非本地电源电网,从而支持此用户附近的非本地电源电网。在同样的非本地电源电网(或另一个非本地电源电网)中,中央控制单元可提交调节和系统任务,用于从该非本地电源电网挖掘能源到其他能量存储系统的本地控制单元,其地理上远离上述能量存储系统。于是,该中央控制单元可分配相应的非本地化调节和系统任务给各个本地控制单元,通过相应的单独调节的提交灵活地调整,依据在地理上位于不同位置的各种能量存储系统的区域情况。然而,该中央控制单元也可基于运行数据提交新的或改变的本地化调节和系统任务到该本地能量存储系统。
在另一个实施例中,该本地能量存储系统包含一个任务存储,用于本地化和非本地化调节和系统任务的存储,其在非本地电源电网中至少被关于非本地化调节和系统任务的中央控制单元设置和/或更新,并且其被该本地控制单元访问,用于本地储能器的控制,根据该本地化和非本地化调节和系统任务。在该任务存储中,术语“配置”定义为调节和系统任务的第一存储。术语“更新”定义为另外的调节和系统任务的稍后的添加或者已经存储的调节和系统任务的改变。配置和更新也可指亦可被该中央控制单元提交的本地化调节和系统任务。任务存储可以是能量存储系统中的一个合适的数据累加器,其可被设计为本地控制单元的一部分或者一个单独的数据累加器。在这两种情况下,本地控制单元被连接到该任务存储以便其可随时访问该任务存储并读取存储于其中的调节和系统任务并因此控制该本地能量存储系统。专家能够设计电路技术的本地控制单元对该任务存储的访问,并且设计被合适地控制于本发明范围内的能量存储系统的累加器模块。在调节和系统任务中的指令可被存储于该任务存储中,例如,“从非本地电源电网存储xx kWh在日期y始于zz小时”。另一个例子,任务存储器中的指令可以是:“释放xx kW每小时到该本地电源电网中始于今天的zz小时”。专家可以在本发明范围内,以合适的方式选择该指令的具体数据格式。任务存储中的这些指令(或任务)例如可以是指一个调节输出或电压或电流的稳定。指令(或任务)可不以时间关系被存储。没有时间关系的指令(或任务)例如可以是:“根据指定的曲线,提供相应的调节输出基于50Hz的电网频率偏差”。
在另一个实施例中,该本地控制单元被配置为用于给出本地化调节和系统任务,为了各个能量存储系统优先级先于该非本地调节和系统任务的控制。既然根据本发明所述的能量存储系统通常具有各种本地能量存储系统,则该中央控制单元可通常利用足够数量的能量存储系统和足够的空闲容量,无需忽视或甚至忽略该本地化调节和系统任务。例如,该系统网络中的20设施à1.6MWh相当于32MWh。例如,1MWh在本地保留。这导致了对非本地任务的12MWh可用容量。为另外输出供应的并行需求将不得不被考虑并被可能地额外观察。在能量存储系统中,在仅仅一个单独的能量存储设施里,在正常情况下空闲容量或输出足够满足该非本地化调节和系统任务,或者在例外情况中,为本地化调节和系统任务而保留的额外容量将不足以作为一个可能的储备用于解决主电源问题。因此,对于本地化调节和系统任务的优先级甚至在根据本发明所述的能量存储系统中的一个单独的本地能量存储设施内是有益的。
在另一个实施例中,在该通信网络和/或该中央控制单元故障的情况下,该本地能量存储系统旨在用于本地化调节和系统任务的专门执行,在任务存储中用于一个或更多各个本地电源电网。本地化调节和系统任务的优选在受损的与中央控制单元的通信中是有益的,因为,在更新的任务存储或电流需求或非本地电源电网的条件中,与中央控制单元通信的故障将会阻止各个本地控制单元接收任何更多的反馈。在该控制单元简单地处理目前的任务而没有中央控制单元的反馈的情况下,由于非本地电源电网特定条件下的过载,这甚至会导致电源电网的故障。在受损的与中央控制单元通信的路径或甚至该中央控制单元故障的情况下,因此仅执行该本地能量存储系统有义务的本地化调节和系统任务,这是有益的,而如有必要,通过该能量存储系统的专用测量单元这些本地任务的适宜性可被直接本地监控。该本地任务可通过任务存储中的该改变而被在现场改变。对该非本地电源电网,这不能相应地执行,由于非本地电源电网的需求也取决于其他发电站的行为,用户或储能器系统通过该中央控制单元仅仅包括于能量存储系统中。
在另一个实施例中,该中央控制单元旨在用于确定哪个本地能量存储系统为黑启动做好了准备,并且该黑启动支持优先于本地化调节和系统任务,用于一个或多个各个连接的本地电源电网。一个黑启动一般为发生电源故障后的能量供给的启动,例如,发电站或能量存储,如果这是该电源电网独立完成的。黑启动是指这些能量供应者从无效状态独立启动电源电网或者从一个能量存储释放能量的性能。使得该非本地电源电网恢复运行在非本地电源电网的一个区域综合故障时特别重要。黑启动功能的电站或能量存储系统的能量此后可被用于启动无黑启动功能的电站或能量存储系统。例如,热电联产电厂在它们本身能够提供电输出或热输出之前需要大量的电能。如果一个煤电厂或核电厂被提供了一个或多个黑启动功能的根据本发明所述的本地能量存储系统,在根据本发明所述的能量存储系统范围内,具有充足的输出,那么整个系统也可在此获得黑启动能力。
在另一个实施例中,该中央控制单元包含一个或多个为接收外部数据的连接外部系统的接口,用于能量存储系统的上级控制并旨在确定一个或许多本地能量存储系统,基于这些外部数据,与其他本地能量存储系统相比,旨在优选非本地电源电网中的非本地化调节和系统任务,并且其形成了一个用于该非本地电源电网的网络。这里的一个调解网络是若干能量存储系统的组合,用于在该非本地电源电网中共享需求的反应。外部系统,例如,一个主电源网络控制以报告一个调节输出的需求,一个所需的输出支持,一个无功功率需求,一个所需的峰值负载补偿或一个所需的存储需求。该外部数据也可包括本地化调节和系统任务,例如在本地电源电网中电源电压的维持,在这些本地电源电网中的峰值负载补偿,对于本地电源电网的无功功率需求或本地能量存储需求。在一个实施例中,用于本地化调节和系统任务的外部数据也被该中央控制单元所保存和处理,并通过通信网络转发到各个本地储能器单元。为了外部数据的存储,中央控制单元既具有一个数据存储又被连接到此数据存储并有权访问它。此数据存储可以是任何合适的数据存储,例如服务器或数据库,优选通过相应数据线和组件连接到通信网络。通过这些接口,中央控制单元接收当前的需求报告,以便在本地控制单元中的该任务存储能够一直被保持为最新并且该本地控制单元能够在任何时候最新地做出对需求的反应,在释放能量到本地储能器或从本地储能器吸收能量的非本地和本地电源电网中。
在另一个实施例中,该中央控制单元旨在确定单独的或许多本地能量存储系统,基于本地或区域性影响数据,其形成了一个特定能量存储系统的区域性网络并提交它们的额外的或改变的优选本地化调节和系统任务作为区域性调节和系统任务。本地或区域性影响数据是指,例如,影响能量被注入到电源电网的环境数据,又如风速,阳光强度和日照时间或温度;基于这些影响数据,该能量的数量被生产了,例如,在用于再生能源使用的能量系统中,如在风力涡轮发电机或太阳能电站中,也可在短时间内进行评价。如果本地环境数据(影响数据)与之前的预测相比改变了,例如,过多或过少的能量事实上可从这些能量系统被注入到该电源电网。相应地,根据本发明所述的区域性网络也可存储任何过剩的能量数量并随后将它们注入到电源电网。如果一个本地电源电网,例如,是从这些能量系统所注入的,如风力涡轮发电机或太阳能电站,并且如果从该影响数据可以预见这些能量系统将提供比计划更少的能量,则连接到该本地电源电网的各个本地能量存储系统可提供丢失的能量给该本地电源电网。在此的一个区域性网络为一些能量存储系统的连接,用于共享需求的反应,在一个或多个本地电源电网中。用于特定本地化调节和系统任务的能量通过该非本地电源电网也可被移动到此区域性网络的能量存储系统,在一个不同的地理位置。例如,如果一个本地能量存储系统需要一个能量输入用于其连接的本地电源电网,从其储能器模块到此本地电源电网,并且,如果此能量存储系统没有所需的能量用于此存储在其存储模块,那么其也可从位于不同位置的任何其他本地能量存储系统接收此能量,而不需此需要被连接到相同本地电源电网的其他本地能量存储系统作为具有过低可用能量的该能量存储系统。通过该非本地电源电网,该本地能量存储系统都被彼此连接在能量存储系统之中。优选地,旨在能量的短期蓄积(存储)和已经过于充满电的本地能量存储系统传输电力到需要电力的能量存储系统。这种方式,能量存储管理可在根据本发明所述的能量存储系统中被实施。仅当非本地电源电网发生故障时,这将不再是这种情况。在此情况下,所有受此故障影响的本地能量存储系统,将是自主的能量存储系统,用于提供本地电源电网。来自一个本地能量存储系统的能量传输到另一个本地能量存储系统,可被特别地需求,当该释放的本地能量存储系统意图从一个本地电源电网快速吸收能量时,例如,风力发电站或太阳能电站,在其本地化调节和系统任务的范围内。
在另一个实施例中,调节网络和/或区域性网络的能量存储系统的控制单元被设计为直接彼此通信,通过通信网络,用于非本地化调节或系统任务和/或区域性调节和系统任务的执行,不包括该中央控制单元。这缓解了该中央控制单元并促进了网络中的调节。该本地能量存储系统结合成一个调节网络,可能是其他设施,与本地能量存储系统结合成一个区域性网络相比。也可能有这种情况,在调节网络中的本地能量存储系统为如在区域性网络中的相同的系统。
在另一个实施例中,该中央控制单元传输调节网络和/或区域性网络的控制任务至少暂时到一个本地控制单元,取决于调节网络中和/或区域性网络中的中央控制单元。例如,此传输被保存到特定能量存储系统的任务存储中,并通过各个作为主控单元的本地控制单元转发到网络中的其他本地能量存储系统的其他本地控制单元,借助于该通信网络。着定义了总控任务,从而所有的本地能量存储系统都彼此之间具有关联,其被定义为调节和系统任务,并因此能够有效地在网络中工作。在一个优选的实施例中,该中央控制单元在调节网络和/或在区域性网络中一起提交一份本地控制单元的层级,随着控制任务的传输,具有该本地控制单元跟进被用于控制调节网络和/或区域性网络的层级,如果控制单元与控制或相应的本地能量存储系统发生故障进行充电。这样,即使本地主控单元故障,该网络具有一个规定的任务分配,并且在网络中相应的下个本地控制单元接管了控制。例如,此层级也被存储在各个网络的本地能量存储系统的本地控制单元的任务存储中。当该本地主控单元或整个能量存储系统发生了故障,其他本地控制单元被设计为主控单元,在层级中识别下一个本地控制单元并且从此控制单元相应地携带指令。此控制改变可由本地控制单元予以确认,例如,由通过通信网络发送的相互自动生成的通知。
在另一个实施例中,该本地控制单元被设计用于通过通信网络定期查看集成在网络中的与中央控制单元或另外的本地控制单元的现有的连接。在一个数码握手中,通信连接的存在被查看了。为此,该本地控制单元发送一个数据包给中央控制单元,并收回一个相应的数据包作为回应。该发送和收到的回复被记录并被该本地控制单元存储,例如,在一个服务器或一个数据库里。或者,上述数码握手也可被各个中央控制单元启动。在一个优选的实施例中,该数码握手也直接通过本地控制单元之间的通信网络被实施。这样,如果中央控制单元和本地控制单元之间的通信是可能的,那么它每时每刻都可被判定;在此方面,中断的通信不能被误解为缺乏具有相应上一个调节和系统任务的延续的非本地化调节和系统任务的更新。如果通信被中断,在没有可能通知其本地控制单元的情况下,那么另一个调节和系统任务就为必要的。因此,当通信被中断时,该本地控制单元限于本地化调节和系统任务。
在另一个实施例中,该本地控制单元被设计用于恢复这个连接,通过通信网络中的一个可选的子通信网络,如果与中央控制单元的连接被中断了。通信网络中的冗余允许该非本地化调节和系统任务的一个可能重要的更新的接收,借助于该可选的子通信网络。可能的字通信网络包括,例如,基于无线电,线装或电源结合的通信网络,例如移动电话网络,互联网,普通电话网络或电源电网,其中一个数据连接借助于电缆被设立在该电源电网中。
本发明还涉及一种操作本发明所述的能量存储系统的方法,包含一个或多个具有各个本地存储容量和本地输出的本地能量存储系统,其适用于从连接的电源电网吸收能量并释放能量到连接的电源电网,包含以下步骤:
——控制对于本地化调节和系统任务的各个本地能量存储系统,在通过一个本地控制单元连接到本地能量存储系统的一个或更多的本地电源电网中,在用于一个或多个本地电源电网的能量存储系统的容量和输出范围内
——通过该本地控制单元提交本地化调节和系统任务所不需的本地能量流存储系统的容量和输出,借助于一个连接的通信网络,提交到一个也连接在该通信网络的中央控制单元,并
——控制各个本地能量存储系统,用于为非本地化调节和系统任务吸收和释放能量到一个也连接在该本地能量存储系统的非本地电源电网,通过中央控制单元借助于该通信网络,在本地化调节和系统任务所不需的能量存储系统的所有容量和输出的部分的范围内,并被提交到该中央控制单元
本地化调节和系统任务所需的和所不需的容量和输出在运行数据的的范围内可被提交到该中央控制单元。在一个实施例中,本地能量存储系统被中央控制单元的控制并不直接进行,而是通过该非本地化调节和系统任务借助于通信网络提交并保存在任务存储中,其被各个本地控制单元读取并在可能的地方被执行。在另一个实施例中,中央控制单元也可为非本地化调节和系统任务直接提交指令给各个本地控制单元,其被各个本地控制单元(在容量和输出允许的情况下)所执行。
在一个实施例中,该方法包含以下步骤:
——在连接到本地能量存储系统的各个电源电网中,由本地能量存储系统的一个或多个测量单元测量一个或多个相关数据,并
——基于该测得的相关数据,由控制单元控制此电源电网中的本地能量存储系统。
在另一个实施例中,该方法包含另外的步骤:
——配置和/或更新至少非本地化调节或系统任务,用于该非本地电源电网,在本地能量存储系统的一个任务存储中,其另外包含该本地化调节和系统任务,
——该本地控制单元访问该任务存储,用于该本地储能器的控制,
——优先控制该能量存储系统,用于本地化调节和系统任务,通过该本地控制单元,根据常规运行时的任务存储和
——在通信网络和/或中央控制单元故障时,为一个或更多的各个本地电源电网专门执行该本地化调节和系统任务。
术语常规运行是指具有一个非本地电源电网的本地能量存储系统的运行,其通常没有遭受故障。
在另一个实施例中,该方法包含另外的步骤:
——为能量存储系统的上级控制接收外部数据,通过该中央控制单元借助一个或多个接口,用于外部系统对于一个上级控制和
——通过确定单个的或许多本地能量存储系统为该非本地电源电网形成一个调解网络,基于这些外部数据,优选形成其他的能量存储系统,在该非本地电源电网中用于优选的非本地化调节或系统任务
用于一个调解网络的单独本地能量存储系统的确定可被完成,例如,在该非本地电源电网中基于它们各自的运行数据和现有的需求。一些本地能量存储系统可能发生故障,由于它们用于调解网络的目前或一般的运行数据,例如,过低的容量或缺乏黑启动性能。优选的非本地化调节和系统任务例如为更大量能量的供应,在一个非本地电源电网中有限的区域中,用于该非本地电源电网,由于一个更大的导体连接着该非本地电源电网。另一个优选例子非本地化调节和系统任务将为一个调节网络用于黑启动。
在另一个实施例中,该方法包含另外的步骤:
——通过确定单独的或许多本地能量存储系统由该中央控制单元形成一个区域性网络,基于本地或区域影响数据和
——在该区域性网络里,提交额外的或改变的优选本地或区域性调节任务给该特定能量存储系统
为一个区域网络的单独的本地能量存储系统的确定可能实现,例如,在一个或多个本地电源电网由于其各自的运行数据和现有的需求。由于对于一个区域性网络它们的当前或一般运行数据,例如,由于过低的容量或不利的地理位置,一些本地能量存储系统可能发生故障。额外的或改变的优选调节和系统任务可被保存在工作存储器中,以便这些任务被连接到以前保存的任务和相应的优选收录,例如,通过在该数据记录中设置一个相应的标记。该任务历史被保留用于协议的目的。或者,次级任务可被覆盖,由于它们的应用与其他任务的优选级被省略。在此,存储空间可被节约。
在另一个实施例中,该方法包含另外的步骤:
——由为黑启动支持做准备的中央控制单元确定该本地能量存储系统,具有优先于该本地化调节和系统任务的黑启动支持,用于一个或多个各自连接的本地电源电网。
在另一个实施例中,该方法包含另外的步骤:
——从被中央控制单元所确定的能量存储系统中形成一个调节网络和/或一个区域性网络,具有调节网络和/或区域性网络的能量存储设施的控制单元,被设计用于与该中央控制单元通信,借助于该通信网络尽可能直接地彼此通信,以完成非本地调节和系统任务和/或区域性调节和系统任务和
——通过该中央控制单元至少暂时传输控制该调节网络和/或该区域性网络的任务至一个先前由中央控制单元确定的本地控制单元,在该调节网络和/或该区域性网络中。
在另一个实施例中,该方法包含另外的步骤:
——提交本地控制单元的一个层级,在调节网络中和/或在该区域性网络中,通过该中央控制单元共同转移该控制的任务至调节网络和/或区域性网络的本地控制单元和
——承担调节网络和/或区域性网络的控制,通过该本地控制单元,跟进该层级,在承担控制的控制单元或相应的本地能量存储系统故障时。
附图说明
本发明的这些和其他方面将详细展示在下面的附图中,在图中:
图1:根据本发明所述的能量存储系统的一个实施例;
图2:根据本发明所述的能量存储系统中的一个本地能量存储设施的一个实施例;
图3:根据本发明所述的能量存储系统中的中央控制单元的一个实施例;
图4:操作根据本发明所述的能量存储系统的一种方法的一个实施例;
图5:在与中央控制单元的通信受损的情况下,根据本发明所述的方法的一个实施例;
图6:根据本发明所述的能量存储系统中的一个调节网络或区域性网络的一个实施例;
图7:在非本地电源电网故障的情况下,根据本发明所述的方法的一个实施例;
图8:具有一个控制盒的控制单元的一个实施例。
具体实施方式
图1展示了根据发明1所述的能量存储系统的一个实施例。此处所述的能量存储系统1示范性地包括3个本地能量存储系统41,42,43,它们位于空间上(地理位置上)不同的位置(地点)P1,P2,P3,并且每个都连接有各自的本地存储容量LSK和本地输出LL,以吸收En和/或释放Ep能量到电源电网5,61,62,63,64。在其它的实施例中,该能量存储系统1也可包含多得多的本地能量存储系统。然而在另一个实施例中,该能量存储系统1也包含仅仅一个单独的本地能量存储系统。在所示的实施例中,这3个本地能量存储设施41,42,43每个都被连接到该非本地电源电网5和一个或多个本地电源电网61,62,63,64。该本地能量存储系统41被连接到一个本地电源电网61平行的连接到该非本地电源电网5。该本地能量存储系统42仅被连接到该本地电源电网62,其为该非本地电源电网5的一部分,然而,在这个范围内被连接到该非本地电源电网5。该非本地电源电网5于是可被直接连接(独立的连接)到该能量存储系统41,43或通过本地电源电网62间接地处于能量存储系统42之中。能量存储系统42于是也可在本地电源电网62中执行本地化调节和系统任务LRS并执行非本地化调节和系统任务NLRS,通过该非本地电源电网5中的该本地电源电网62。位于位置P3的本地能量存储系统43被单独地连接到非本地电源电网5并被连接到2个分离的电源电网63和64。该3个能量存储系统41,42,43每个都包含至少一个本地控制单元41-1,42-1,43-1,其承担至少各个能量存储系统41,42,43的控制,用于本地化调节和系统任务LRS,为了各个本地电源电网61,62,63,64。如果相比之下能量存储系统41,42,43装备了一些储能器模块,各个能量存储系统41,42,43的每个模块也可具有一个本地控制单元。该能量存储系统1另外包含一个通信网络3,其连接各个本地控制单元41-1,42-1,43-1到一个中央控制单元2以及他们彼此之间可能的连接。中央控制单元2接管至少吸收En的控制SNL和在此释放Ep各个本地能量存储系统41,42,43的能量到非本地电源电网5。控制的承担可通过对本地控制单元41-1,42-1,43-1的指令直接发生,通过其用于后续的执行,或者间接的通过非本地调节和系统任务NLRS向各个控制单元41-1,42-1,43-1的提交,根据设定的优先级,其随后与各个本地化调节和系统任务LRS一起执行该非本地化调节和系统任务NLRS。中央控制单元2也可承担吸收En和释放Ep各个本地能量存储系统41,42,43的能量到该本地电源电网61,52,53,64的控制SL。控制的承担可被直接通过对本地控制单元41-1,42-1,43-1的指令由它们用于后续的执行,或者间接地通过向各个控制单元41-1,42-1,43-1提交本地化调节和系统任务LRS,其随后根据优先级的设置执行该本地化调节和系统任务LRS。该优先级可被通常为常规运行NB而设置并被存储于该本地控制单元41-1,42-1,43-1中或一个预期的存储于各个能量存储系统41,42,43中。或者,通过通信网络3,该本地化调节和系统任务也可被其他来源(虚线箭头,未详细展示)提交至本地能量存储系统41,42,43。对于特殊条件,在该非本地电源电网5中,这些优先级也可被中央控制单元2改变或覆盖。在此实施例中,该中央控制单元2被设置用于为了本地化调节和系统任务LRS而在各个本地控制单元41-1,42-1,43-1所不需的非本地电源电网5中为了非本地化调节和系统任务NLRS的该3个本地能量存储系统41,42,43的本地存储容量的所有部分的处置。这些所不需的容量(空闲的非本地容量)通过该通信网络3被提交到该中央控制单元,作为运行数据BD,用于该中央控制单元2。运行数据BD不仅可包括该空闲的非本地容量而且包括其他数据,例如该连接的电源电网(6或5)的设施条件或系统条件或者外部测量数据。为了执行该本地化调节和系统任务LRS,该本地能量存储系统41,42,43从各个连接的本地电源电网61,62,63,64接收相关数据RD,基于此,本地控制单元41-1,42-1,43-1为了这些本地电源电网61,62,63,64中的本地化调节和系统任务LRS实施本地能量存储系统41,42,43的控制。来自该非本地电源电网5的相关数据也被测量了,基于其,该本地控制单元41-1,42-1,43-1为了该非本地电源电网5中的非本地化调节和系统任务NLRS执行本地能量存储系统41,42,43的控制SG。例如,在此,行频可被作为相关数据RD从该非本地电源电网5直接向该本地控制单元41-1,42-1,43-1提交,从而能够执行特定的非本地化调节和系统任务NLRS,例如,主控输出的供应。如果需要,本地化调节和系统任务LRS也被单独调度或用于一个来自中央控制单元的区域性网络,并被提交到该本地控制单元。为了非本地化调节和系统任务NLRS的执行,该中央控制单元2通过相应的接口21从一个或多个外部系统7接收外部数据ED1,用于该能量存储系统1的上级控制。例如,外部数据ED1可以来自一个主电源网络的上级控制,从若干非本地电源电网,作为一个外部系统7,并且包含一般的调节任务,该调节任务被根据发明1所述的能量存储系统在连接的非本地电源电网5中执行。例如,该外部系统能够为此在非本地电源电网5中收集相关数据RD。该中央控制单元2通过接口21接收该外部数据ED1并且自动产生相应的非本地化调节和系统任务NLRS,用于能量存储系统1中的本地能量存储系统41,42,43,通过一个存储在该中央控制单元2中的运行模块对接收做出反应。该中央控制单元2也旨在提交非本地化调节和系统任务NLRS或者额外的或改变的优先本地化调节和系统任务V-LRS到该本地能量存储系统41,42,43,在此实施例中,基于本地或区域的影响数据ED2,例如本地环境数据,比如风速、太阳辐射、日照时间和温度,被提交,例如从一个环境数据测量系统8中。影响数据ED2可通过通信网络3被提交或者直接(虚线箭头)提交到该中央控制单元2。这些基于影响数据ED2的非本地化调节和系统任务NLRS,也根据上述步骤自动生成,作为对影响数据ED2的接收的反应,借助于具有相应运行模式的接口21。该本地控制单元41-1,42-1,43-1被优选地设计用于提供该本地化调节和系统任务LRS,为了优先于非本地化调节和系统任务NLRS的各个能量存储系统41,42,43的控制,在非本地电源电网5中。
图2展示了根据发明1所述的能量存储系统中的一个本地能量存储系统41的一个实施例。该能量存储系统1中的一般情况已经在图1中描述了。在此实施例中,本地能量存储系统41包含3个能量存储系统44,每个都包含一个动能存储器,具有2个飞轮储能器9,用于从连接的电源电网5,61吸收En能量并向连接的电源电网5,61释放Ep能量。这里的所示实施例是一个例子。每个本地能量存储系统41的能量存储模块44的数量取决于各自所需的应用并且在不同的能量存储系统41,42,43之间改变得非常巨大。仅具有一个单独的能量存储模块44的能量存储系统41,42,43也可被使用。每个模块的储能器单元9的数量(例如飞轮储能器9)也具有可扩展性。能量存储模块44通过一个共享的连接点45被连接,以便它们的总的存储容量LKS和输出LL可被用于控制连接到电源电网5,61。该单独的能量存储系统44被此实施例中的本地控制单元41-1共同控制。控制通过本地控制单元41-1而被建立,指挥该单独的模块和/或该单独的飞轮储能器9,通过减速应当从该飞轮中释放多少能量,或者通过加速应当吸收多少能量到飞轮中。为了所需的能量吸收或释放被实现,本地控制单元41-1控制该飞轮储能器9的驱动电机,以减速或加速该单独的飞轮储能器9。在一个能量存储模块44中的飞轮储能器9的数量也会因不同的模块和不同的能量存储系统而不同。这是有益的,每个能量存储模块44具有大量的飞轮储能器9,以增加能量存储系统41,42,43的本地存储容量LKS。该本地能量存储系统41包含一个或多个测量单元41-2,用于测量一个或多个相关数据RD,在连接的电源电网61中和/或在非本地电源电网5中。由于以此种方式测量的相关数据RD,并且在本地储能器单元41中可用,该本地控制单元41-1可实施本地能量存储系统41的控制,以有针对性和灵活的方式用于此本地电源电网61中的该本地化调节和系统任务LRS,用于相关数据RD的评估之后该主电源品质的控制并且相较于预期的本地化和非本地化调节和系统任务LRS,NLRS,并且也在非本地电源电网5中执行非本地化调节和系统任务NLRS,例如以一个有针对性的灵活的方式作为调节输出的供应。本地能量存储系统41通过一个控制单元41-3被连接到该本地电源电网61和非本地电源电网5,具有该控制单元41-3提供给连接的电源电网5,61和本地能量存储系统41之间的能量流,以便该调节和系统任务RS(例如非本地化和/或本地化调节和系统任务)被该本地控制单元41-1执行,并且在该本地控制单元41-1的指示下该随后预期的能量流到达该非本地和本地电源电网5,61。该控制单元41-3也旨在从本地能量存储系统41处断开一个或多个连接的电源电网5,61,如有必要,例如,在电源故障时。为了本地化和非本地化调节和系统任务LRS,NLRS的执行,该本地能量存储系统41包含一个任务存储41-4,其存储了被该中央控制单元2所提交的本地化调节和系统任务LRS和/或非本地化调节和系统任务NLRS。本地化调节和系统任务LRS也可被能量存储系统41的其他来源提交,其相应地被保存在该任务存储41-4中。本地化和非本地化调节和系统任务LRS,NLRS可被配置和/或被更新KA,通过在该任务存储41-4中的该中央控制单元2。为此,该中央控制单元2借助于一个接口2K和通信网络3被连接到该通信网络3,随后借助于一个接口4K连接到能量存储系统41的该任务存储41-4。该配置或更新的提交以提交的配置数据KD的形式实现,用于各个设施的功能。在该任务存储41-4中的本地化和非本地化调节和系统任务LRS,NLRS的该配置或更新KA可以实现,例如,基于外部数据ED1或影响数据ED2,其通过该接口21,间接地通过该通信网络3,或者直接来自外部系统7或测量单元8已经被中央控制单元2所接收,并被存储于一个存储器22中,基于此,用于本地化和非本地化调节和系统任务LRS,NLRS的分析和确定。该本地控制单元41-1访问Z该任务存储41-4,用于本地能量存储41的控制,例如,以周期性的间隔(例如在毫秒范围内)或自动地在每个配置或更新KA之后被该中央控制单元2作为对配置或更新KA的反应。在此实施例中,该通信网络3包含3个子通信网络31,32,33,例如,设计为有线的、无线电的和电源连接的子通信网络31,32,33。借助于通信网络,该本地控制单元41-1或者中央控制单元2定期检测现有的彼此连接,使用一个数码握手HS,其中一方发送一个数据包,在被另一方收到之后根据特点其被回应。在收到该回答之后,发送方已经积极审查通信连接的存在。该数码握手HS可被该本地控制单元41-1或者中央控制单元2或者两个控制单元2,41-1启动(发送)。该数码握手HS相应地在其他现有本地能量存储系统之间或者它们的本地控制单元和该中央控制单元之间被实施。该本地控制单元41-1和该中央控制单元2被设计用于恢复一个中断的连接,沿着子通信网络31,32,33之一,通过该通信网络3中的一个可选的子通信网络31,32,33。
图3展示了根据本发明所述的能量存储系统中的中央控制单元2的一个实施例。通过接口21,2K连接到该通信网络3,运行数据BD,例如单独的能量存储系统41,42,43的空闲非本地容量LSKg和空闲非本地输出LLg,外部数据ED1和影响数据ED2被接收到了。在一个条件记录模块ZA-4中,该运行数据被存储并被评估,用于本地能量存储系统41,42,43,例如,根据整体的所有本地能量存储系统41,42,43的空闲非本地容量LSKg和空闲非本地输出LLg,可用于非本地化调节和系统任务NLRS。同时,用于该非本地电源电网5的来自外部数据ED1和影响数据ED2的,在调节和系统任务中暂时的和本地的需求,由条件记录模块ZA-5所确定,其也被保存在条件记录模块ZA-5。由于该确定的调节需求,该实际需要的调节和系统任务RS(与指定的本地化和非本地化调节和系统任务LRS,NLRS一起)被产生,通过该运行模块BM,它指定了各自的控制参数和控制程序,作为一个整体计划,并分布在分布模块VS中穿过各个本地能量存储系统41,42,43,根据条件记录模块ZA-4中的条件记录。该分配模块Z-NLRS然后单独地生成该非本地化调节和系统任务NLRS,用于该单独的本地能量存储系统41,42,43,作为对该任务分布的反应的将被传输的数据包,并通过该接口2K和该通信网络3提交这些单独的调节和系统任务至各个本地能量存储系统41,42,43,用于各个任务存储41-4的配置或更新KA。该中央控制单元2也被设计用于评估来自运行模块BM的实施的调节和该分别控制模块VS中的分布控制,并提出这些调节,以一份在报告模块RP中生成的来自可用数据的在中央控制单元2中的报告的形式,在一个图形用户界面GUI上用于该能量存储系统2的操作者并将此报告由它们打印,如果需要。上述模块可以是硬件或软件模块。这些模块包含例如用于执行分配到各模块的功能的单独的计算机程序,其被存储并被执行,例如,在模块或同时在一个服务器上,用于被模块访问。或者,该模块可被作为软件模块直接存储到一个服务器。
图4展示了操作根据本发明所述的能量存储系统的一种方法的一个实施例,其可包含一些具有各自的本地存储容量LSK和本地输出LL的本地能量存储系统4。为了更好地了解原因,该方法在此作为一个本地能量存储系统4的例子说明,此处所示的方法相应地也可能被用于各种本地能量存储系统41,42,43(此处未详细展示)。能量存储系统4适于从连接的电源电网5,6中吸收En能量和释放Ep能量到连接的电源电网5,6中。具有本地存储容量LSK和本地输出LL的本地能量存储系统4接收本地化调节和系统任务LRS,其利用了一部分LSKl本地存储容量LSK和一部分LLl本地输出LL。没有非本地化调节和系统任务,该本地能量存储系统41将被关于从连接的电源电网6吸收能量或释放能量到连接的电源电网6SL的本地控制单元41-1所控制,根据本地化调节和系统任务LRS,相应地根据需要其将被调整SL,基于来自本地电源电网6的相关数据RD。此调整将会是,例如,能量Ep进入到本地电源电网6中增加的输入,在行频下降时,在本地电源电网6中。该本地能量存储系统41提交本地化调节和系统任务LRS所不需的U1空闲非本地容量LSKg和空闲非本地输出LLg到该中央控制单元2,其随后提交非本地化调节和系统任务NLRS至该本地能量存储系统4,例如基于外部数据ED1。本地能量存储系统41随后控制SNL能量的吸收En和释放Ep,在一个也连接着的非本地电源电网5中,根据提交的非本地化调节和系统任务NLRS,在本地化调节和系统任务LRS所不需的空闲非本地容量LSKg和空闲非本地输出LLg的范围内。该本地电源电网6相比之下主要被供应在本地所需的容量LSKI和本地所需的输出LLI的范围内,以增加一个本地电源电网(SL)的品质。
图5展示了在与中央控制单元2的通信受损的情况下,根据本发明所述的方法的一个实施例。在一个现有的通信连接中,通过该通信网络3,该中央控制单元2已经提交了本地化和非本地化调节和系统任务LRS,NLRS至该任务存储41-1,并更新KA了它。该任务存储41-4也已经为此能量存储系统41包含本地化调节和系统任务LRS。如果该本地控制单元41-1现在访问Z该任务存储41-4,该能量存储系统1是否工作在常规运行NB也要被审查,其包括具有中央控制单元2的该通信连接的审查。如果审查的结果为有一个通信连接,即结果为阳性(“Y”),例如,由于一个完全的数码握手HS,该能量存储系统41将主要执行SL本地化调节和系统任务LRS,用于该本地电源电网6,并且,在空闲非本地容量LSKg的范围内,也实施SNL该非本地化调节和系统任务。如果该通信连接的审查为阴性(“N”),则仅仅该用于本地电源电网6的本地化调节和系统任务LRS被执行SL-A。一次通信连接的定期审查可随后导致该审查再次为阳性(“Y”),以致于本地能量存储系统41将会再次执行非本地化调节和系统任务NLRS,在可用的并联的容量和输出LSK,LL,LSKg,LLg,LSKl,LLl的范围内。
图6展示了根据本发明所述的能量存储系统1中的一个调节网络4G或区域性网络4R的一个实施例。中央控制单元2从一个上级控制接收外部数据ED1并确定B,根据此外部数据ED1,在此,例如两个本地能量存储系统41,42,它们将要执行优先级非本地调节或系统任务V-NLRS,优选在非本地电源电网5中,与另外的本地能量存储系统43相比较。这两个本地能量存储系统41,42于是形成了一个调节网络4G(如虚线所示),用于非本地电源电网5。中央控制单元2也旨在形成一个特定B能量存储系统的区域性网络4R(也如虚线所示),基于本地或区域性影响数据ED2,在此也显示在本地能量存储系统41,42的例子中。在区域性网络4R里,中央控制单元2也可提供额外的或改变的优先级本地化调节和系统任务V-LRS给特定B能量存储系统41,42,作为区域性调节和系统任务RRS,用于在连接着U2区域性网络4R的本地电源电网61,62中执行。这里所示的实施例中,调节网络4G和/或区域性网络4R的能量存储系统41,42的控制单元41-1,42-1直接地彼此通信,借助于通信网络3,用于非本地化调节或系统任务的优先级V-NLRS和/或区域性调节和系统任务RRS的执行,无需中央控制单元2的纳入。另外,该中央控制单元2可至少暂时传输调节网络4G和/或区域性网络4R的控制SNL,SL的任务,以一个预先确定的B本地控制单元41-1,在调节网络4G和/或区域性网络4R U3中。此外,该中央控制单元2能够提交U4一个本地控制单元41,42的层级H,在调节网络4G和/或区域性网络4R中,同时或分别来自控制的任务的传输U3。基于该层级H,跟进该该层级H的本地控制单元42-1可以接管调节网络4G和/或区域性网络4R的控制,在与控制或相应的本地能量存储系统41进行充电的控制单元41-1故障时。这些传递可被承担的本地控制单元42-1自动地报告给调节网络4G或区域性网络4R(此处未显示)的其他本地控制单元,作为对完成的传输或之前的本地主控单元41-1的故障的确定的反应。图7展示了在非本地电源电网故障的情况下,根据本发明所述的方法的一个实施例。在此实施例中,一个调节网络4G被中央控制单元2在先确定B,并为黑启动支持SU做了准备,如果该非本地电源电网5发生了故障5A。能量存储系统41,42,43不断地检查,例如,通过相应的测量单元(也见图8)和控制单元41-3,42-3,43-3,非本地电源电网5的存在。如果该审查表明该非本地电源电网5是存在的(5A=N),那么本地能量存储系统41,42,43将继续以常规运行NB的方式操作,以便该本地能量存储系统41,42,43被控制SL,SNL,根据该调节和系统任务RS。如果该审查表明该非本地电源电网5已经发生故障(5A=Y),那么用于该非本地电源电网5的该黑启动支持SU优先于本地化调节和系统任务LRS(由虚线箭头指向该本地电源电网6所示)。在调节网络4G中的该本地能量存储系统41,42,43将为非本地电源电网5执行黑启动,在输入频率的相应同步的同时或之后。一旦该黑启动被成功实施,该具有优先级的本地化调节和系统任务LRS就被执行。
图8具展示了控制单元41-3的一个实施例,在此实施例中其被连接到一个本地电源电网6和一个非本地电源电网5。为了控制单元41-3控制该连接的电源电网5,6和该能量存储系统41之间的能量流,并断开一个或多个连接的电源电网,在此该本地电源电网6和/或非本地电源电网,根据需要来自该本地能量存储系统41,42,43的,此实施例中的控制单元41-3包含一个具有一个调节元件10-1的调节盒10和独立的断开连接开关10-2用于每个连接的电源电网5,6。该本地控制单元41-1通过一个数据连接被连接到调节盒10的调节元件10-1,并提交相关的调节功能KD-R的配置数据给该调节盒10,在此直接给该调节元件10-1,用于该能量流的控制。由于调节功能KD-R的配置数据,该调节元件10-1控制来自该连接点45的能量流EF的分布,至连接到电源电网5,6,作为能量流EFl流向本地电源电网6并作为能量流EFg流向非本地电源电网5。在此实施例中,仅有该能量流分布的一个以能量注入到连接的电源电网5,6中的例子被展示了。该调节盒10同样被设计用于控制一股来自连接的电源电网5,6之一的能量流,并且一股能量流连接到其他连接的电源电网5,6;取决于该两股能量流的大小,要么负能量被所述能量存储系统41过剩存储,要么过剩正能量被所述能量存储系统41提供了。能量存储系统41未明确地表示在这里,而仅仅是通过相应的组分41-1, 41-2, 41-3象征性地显示。该调节盒10同时从来自相应测量单元41-2的两个连接的电源电网5,6接收相关数据RD,在其中,按标准或申请门槛,该调节元件10-1导出两个连接的电源电网5,6的存在,在该调节元件10-1中,用于相关数据RD。如果由于电源故障,一个或所有连接的电源电网5,6都不再可用,那么各个电源电网5,6的故障体现在提交给调节元件10-1的相应的相关数据RD,其中该调节元件10-1自动发送相关独立指令(虚线箭头)到各个断开连接开关或切换到10-2从一个或多个连接的电源电网5,6处断开该能量存储系统41,其中该断开连接开关或切换10-2从该能量存储系统41处断开在先连接的一个或多个电源电网5,6。连接的电源电网的断开发生在几毫秒内。在仅有一个电源电网断开的情况下,该能量存储系统41仍然操作其他仍旧连接着的电源电网。在电源电网故障的情况下,这可有效阻止短路或过载的情形。具有一个连接的本地电源电网6和一个连接的非本地电源电网5的此处所示的实施例,仅仅是两个连接的电源电网的一个例子。在其他实施例中,该控制单元41-3,特别是该调节盒10,也可被连接到大于2个电源电网。2个或更多的连接的电源电网也可每个都是本地电源电网,至少该本地电源电网之一被连接到该非本地电源电网,用于非本地化调节和系统任务的执行。
此处所示的实施例仅仅是本发明的例子,因此不应该理解为对本发明的限制。本领域技术人员所考虑的替换性实施例同样包括在本发明的保护范围之内。
参考符号列表
1 根据本发明所述的能量存储系统
2 中央控制单元
21 用于外部数据和/或影响数据的中央控制单元的接口
22 中央控制单元的数据存储
2K 连接到通信网络的中央控制单元的接口
3 通信网络
31 有线的子通信网络
32 无线电的子通信网络
33 电源结合的子通信网络
4,41,42,43 本地能量存储系统
41-1,42-1,43-1 本地能量存储系统的本地控制单元
41-2,42-2,43-2 本地能量存储系统的测量单元
41-3,42-3,43-3 用于将本地能量存储系统连接到电源电网的控制单元
41-4,42-4,43-4 本地能量存储系统的任务存储
44 能量存储模块
45 能量存储模块的连接点
4G 为特别目的来自若干本地能量存储系统的用于非本地电源电网的调节网络
4R 来自若干本地能量存储系统的区域性网络
4K 连接到通信网络的本地能量存储系统的接口
5 非本地电源电网
5A 非本地电源电网的故障
6,61,62,63,64 本地电源电网
7 外部系统(上级控制)
8 用于确定影响数据的测量系统
9 储能单元,例如飞轮储能器
10 调节盒
10-1 调节元件
10-2 断开连接开关
B 用于调节网络、区域性网络或用于黑启动的单独或一些本地能量存储系统的确定
BD 本地能量存储系统的运行数据
BL 平衡模块
BM 运行模块
ED1 外部数据
ED2 影响数据
EF 能量流
EFnl 在/来自非本地电源电网中的能量流
EFl 在/来自本地电源电网中的能量流
En 借助能量存储系统从电源电网吸收能量(正能量供应)
Ep 借助能量存储系统向电源电网释放能量(负能量供应)
NLRS 非本地化调节和控制任务
GUI 图形用户界面
H 在调节网络或区域性网络中的控制的层级
HS 通信连接的存在的审查
KA 任务存储的配置或更新
KD 设施功能的配置数据
KD-R 调节盒中的调节功能的配置数据
LL 本地能量存储系统的本地输出
LLg 用于NLRS的空闲的非本地输出
LLl 本地化调节和系统任务所需要的本地输出
LRS 本地化调节和系统任务
LSK 本地能量存储系统的本地存储容量
LSKg 非本地化调节和系统任务可用的本地存储容量(空闲的非本地容量)
LSKl 用于本地化调节和系统任务的本地存储容量
NB 常规运行
P1,P2,P3 能量存储系统的地理(空间)位置
RD 本地电源电网的相关数据
RP 报告模块
RS 调节和系统任务,例如,LRS和/或NLRS
RRS 区域性的调节和系统任务
SNL 用于非本地化调节和系统任务的各个本地能量存储系统的控制
SL 用于本地化调节和系统任务的各个本地能量存储系统的控制
SL-A 用于本地化调节和系统任务的各个本地能量存储系统的专门控制
SU 黑启动支持
U1 向中央控制单元的本地化调节和系统任务所不需的容量的提交
U2 在区域性网络中,向特定能量存储系统的本地或区域性调节任务的提交
U3 向一个特定本地控制单元的调节网络和/或区域性网络控制任务的传输
U4 向各个本地控制单元的在调节网络中和/或在区域性网络中的本地控制单元的层级的提交
V-LRS 用于特定本地能量存储系统的区域网络的优先级本地化调节和系统任务
VS 对各个本地能量存储系统用于非本地化调节和系统任务的分布的分布控制模块
Z 本地控制单元对任务存储的访问
ZA-4 用于本地能量存储系统的条件记录模块
ZA-5 用于非本地电源电网的条件记录模块
Z-NLRS 用于非本地调节和系统任务向能量存储系统的分配的分配模块。
Claims (15)
1.一种能量存储系统(1),包含一个或多个具有各自的本地存储容量(LSK)和本地输出(LL)的本地能量存储系统(4,41,42,43),适用于从连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)中吸收(En)能量和释放(Ep)能量到连接的电源电网(5,6,61,62,63,64),具有的一个或多个本地能量存储系统(4,41,42,43)的每个都被连接到一个非本地电源电网(5)和/或一个或多个本地电源电网(6,61,62,63,64),但是至少包含一个本地控制单元(41-1,42-1,43-1),用于对各个能量存储系统(41,42,43)的控制,以用于为一个或更多的各自的本地电源电网(6,61,62,63,64)的本地化调节和系统任务(LRS),并且所述能量存储系统(1)进一步包含一个中央控制单元(2),通过一个通信网络(3)连接到各个本地控制单元(41-1,42-1,43-1),本地控制单元用于在一个或多个本地能量存储系统(4,41,42,43)和非本地电源电网(5)之间的吸收(En)和释放(Ep)能量的控制(SNL),具有所述中央控制单元(2),被装备用于本地存储容量(LSKg)的所有部分和一个或多个能量存储系统(4,41,42,43)的本地输出(LLg)的处置,用于在非本地电源电网(5)中的非本地化调节和系统任务(NLRS),由于未被本地化调节和系统任务(LRS)所需要,非本地化调节和系统任务(NLRS)通过通信网络(3)被各个本地控制单元(41-1,42-1,43-1)提交至所述中央控制单元(2)。
2.根据权利要求1所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述本地能量存储系统(4,41,42,43)包含一个或多个飞轮储能器(9),用于从连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)中吸收(En)能量并释放(Ep)能量到连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)中。
3.根据权利要求1或2所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述本地能量存储系统(4,41,42,43)包含一个或多个测量单元(41-2,42-2,43-2),以在各个连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)中测量一个或多个相关数据(RD),而所述控制单元(41-1,42-1,43-1)用于基于所述测量的相关数据(RD),执行对各个连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)的本地能量存储系统(4,41,42,43)的控制。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述本地能量存储系统(4,41,42,43)包含一个控制单元(41-3,42-3,43-3),一个或多个本地电源电网(6,61,62,63,64)和非本地电源电网(5)连接所述的控制单元(41-3,42-3,43-3),并且所述控制单元(41-3,42-3,43-3)被设计成用于控制连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)与能量存储系统(4,41,42,43)之间的能量流;优选地,所述控制单元(41-3,42-3,43-3)也用于从所述本地能量存储系统(4,41,42,43)中断开一个或多个连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述中央控制单元(2)通过所述通信网络(3)从本地控制单元(41-1,42-1,43-1)接收运行数据(BD),并基于提交的该本地能量存储系统(4,41,42,43)的运行数据(BD),提交至少非本地化调节和系统任务(NLRS),以用于通过通信网络(3),从非本地电源电网(5)中吸收(Ep)能量和/或释放(En)能量到非本地电源电网(5)。
6.根据权利要求5所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述本地能量存储系统(4,41,42,43)包含一个任务存储(41-4,42-4,43-4),用于本地化和非本地化调节和系统任务(LRS,NLRS)的存储,其由在该非本地电源电网(5)中至少关于该非本地化调节和系统任务(NLRS)的所述中央控制单元(2)配置和/或更新(KA),并且所述本地控制单元(41-1,42-1,43-1)根据所述非本地化和本地化调节和系统任务(LRS,NLRS),为了本地能量存储系统(4,41,42,43)的控制而访问,;优选地,所述本地控制单元(41-1,42-1,43-1)被设计成提供本地化调节和系统任务(LRS),优先于非本地化调节和系统任务(NLRS),用于各个能量存储系统(4,41,42,43)的控制。
7.根据权利要求5或6所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述本地能量存储系统(4,41,42,43)用于本地化调节和系统任务(LRS)的专门控制(SL-A),以用于在该通信网络(3)和/或该中央控制单元(2)发生故障时,所述任务存储(41-4,42-4,43-4)中的一个或多个各自的本地电源电网(6,61,62,63,64)。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述中央控制单元(2)用于确定哪个本地能量存储系统(4,41,42,43)为黑启动支持(SU)做好了准备,并且对于一个或多个各自连接的本地电源电网(6,61,62,63,64),所述黑启动支持(SU)优先于本地化调节和系统任务(LRS)。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述中央控制单元(2)包含一个或多个接口(21),用于对外部系统(7)的外部数据(ED1)的接收,以用于能量存储系统(1)的上级控制,并用于确定单独的或许多本地能量存储系统(41,42),本地能量存储系统用于在非本地电源电网(5)中的非本地化调节和系统任务(NLRS),并优选于其它,本地能量存储系统(43),并且基于这些外部数据(ED1),形成了一个用于该非本地电源电网(5)的调节网络(4G)。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述中央控制单元(2)用于确定单独的或许多本地能量存储系统(41,42),基于本地或非本地影响数据(ED2),其形成了一个来自特定能量存储系统(41,42)的区域性网络(4R),并提交它们的额外的或改变的优先级的本地化调节和系统任务(V-LRS),以作为区域性调节和系统任务(RRS)。
11.根据权利要求9或10所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述调节网络(4G)和/或所述区域性网络(4R)的所述能量存储系统(41,42)的控制单元(41-1,42-1)被设计成通过通信网络(3)直接地互相通信,,用于非本地化调节或系统任务(NLRS)和/或区域性调节和系统任务(RRS)的执行,无需包括中央控制单元(2)。
12.根据权利要求11所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述中央控制单元(2)至少暂时分配调节网络(4G)和/或区域性网络(4R)的控制任务到一个本地控制单元(41-1),所述本地控制单元在调节网络(4G)中和/或区域性网络(4R)中,所述区域性网络由所述中央控制单元(2)确定;优选地,所述中央控制单元(2)在调节网络(4G)和/或在区域性网络(4R)中,连同控制任务的传输提交一份本地控制单元(41-1,42-1)的层级(H),在充电的控制单元(41-1)或相应的本地能量存储系统(41)发生故障时,具有该本地控制单元(42-1)跟进被用于控制调节网络(4G)和/或区域性网络(4R)的层级。
13.根据上述权利要求中的任一项所述的能量存储系统(1),其特征在于,所述本地控制单元(41-1,42-1,43-1)被设计用于通过通信网络(3)定期审查与所述中央控制单元(2)的现有的连接,并且在与中央控制单元(2)的连接中断的情况下,所述本地控制单元(41-1,42-1,43-1)被设计用于通过通信网络(3)中的一个备选的子通信网络(31,32,33)恢复这个连接。
14.根据权利要求1所述的一种操作能量存储系统(1)的方法,包含一个或多个具有各自的本地存储容量(LSK)和本地输出(LL)的本地能量存储系统(4,41,42,43),其适用于从连接的电源电网(5,6,61,62,63,64)吸收(En)能量并释放(Ep)能量到连接的电源电网(5,6,61,62,63,64),包含以下步骤:
——控制(SL)各个本地能量存储系统(4,41,42,43),用于在一个或更多的本地电源电网(6,61,62,63,64)中的本地化调节和系统任务(LRS),一个或更多的本地电源电网通过一个本地控制单元(41-1,42-1,43-1)连接到本地能量存储系统(4,41,42,43),在用于一个或多个本地电源电网(6,61,62,63,64)的能量存储系统(4,41,42,43)的容量(LSKl)和输出(LLl)范围内,
——依靠所述本地控制单元(41-1,42-1,43-1),通过一个连接的通信网络(3),提交(U1)本地能量存储系统(4,41,42,43)的未被本地化调节和系统任务所需的容量(LSKg)和输出(LLg),,至一个也连接在通信网络(3)的中央控制单元(2),以及
——依靠所述中央控制单元(2)并通过所述通信网络(3),控制(SNL)各个本地能量存储系统(41,42,43),用于为非本地化调节和系统任务(NLRS)吸收(En)和释放(Ep)能量到一个也直接或间接连接在该本地能量存储系统(4,41,42,43)的非本地电源电网(5),,并处于未被本地化调节和系统任务(LRS)所需的所有容量(LSKg)的部分和能量存储系统(4,41,42,43)的输出(LLg)的范围内,其中本地化调节和系统任务(LRS)被提交到该中央控制单元(2)。
15.根据权利要求14所述的方法,包含进一步的步骤:
——配置和/或更新(KA)至少非本地化调节或系统任务(NLRS),用于在本地能量存储系统(4,41,42,43)的一个任务存储(41-4,42-4,43-4)中的所述非本地电源电网(5),其另外包含所述本地化调节和系统任务(LRS),
——所述本地控制单元(41-1,42-1,43-1)访问(Z)该任务存储(41-4,42-4,43-4),用于对所述本地能量存储(4,41,42,43)的控制(SNL,SL),
——根据常规运行(NB)时的任务存储(41-4,42-4,43-4),通过所述本地控制单元(41-1,42-1,41-3),优先控制(SL)所述能量存储系统(4,41,42,43),用于本地化调节和系统任务(LRS),以及
——在通信网络(3,31,32,33)和/或中央控制单元(2)故障时,为一个或更多的各个本地电源电网(6,61,62,63,64)专门执行(SL-A)所述本地化调节和系统任务(LRS)。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12186467.2 | 2012-09-28 | ||
EP12186467.2A EP2713463B1 (de) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | Energiespeichersystem |
PCT/EP2013/067991 WO2014048675A2 (de) | 2012-09-28 | 2013-08-30 | Energiespeichersystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104871386A true CN104871386A (zh) | 2015-08-26 |
Family
ID=47263001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201380060441.4A Pending CN104871386A (zh) | 2012-09-28 | 2013-08-30 | 能量存储系统 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9954367B2 (zh) |
EP (1) | EP2713463B1 (zh) |
JP (1) | JP2015530862A (zh) |
CN (1) | CN104871386A (zh) |
CA (1) | CA2886141C (zh) |
ES (1) | ES2685910T3 (zh) |
WO (1) | WO2014048675A2 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106410793A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | 一种模拟信息交互的微网群仿真系统 |
CN109863661A (zh) * | 2016-10-27 | 2019-06-07 | 托拜厄斯·马德尔 | 用于消费者的存储单元和存储系统 |
CN113574760A (zh) * | 2019-02-05 | 2021-10-29 | 西门子股份公司 | 能量系统、本地能量市场和用于运行能量系统的方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014009954A1 (de) * | 2014-07-07 | 2016-01-07 | LichtBlick SE | System und Verfahren zum Bestimmen der Leistung mehrerer elektrischer Produzenten und Verbraucher, die in einem Netzwerk als virtuelles Kraftwerk betrieben werden |
CN111711207A (zh) * | 2014-09-12 | 2020-09-25 | 圣-奥古斯丁加拿大电气公司 | 能量存储管理系统 |
US9985437B2 (en) * | 2014-09-26 | 2018-05-29 | Enrichment Technology Company Ltd., Zweigniederlassung Deutschland | Combined electrical power plant |
US9870013B2 (en) * | 2015-02-13 | 2018-01-16 | Rockwell Automation Asia Pacific Business Ctr. Pte. Ltd. | Energy storage method and system to power functional safety diagnostic subsystem |
JP6172345B1 (ja) * | 2016-06-17 | 2017-08-02 | 積水ハウス株式会社 | エネルギーマネジメントシステム |
WO2019112527A1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | Ottekin Mustafa Fikret | An energy storage system and a control method for the energy storage system |
KR20210061138A (ko) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 관리 시스템 및 그 제어방법 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040263116A1 (en) * | 2003-06-30 | 2004-12-30 | Doruk Zeynep B. | Intelligent distributed energy storage system for demand side power management |
CN101013819A (zh) * | 2005-10-10 | 2007-08-08 | 通用电气公司 | 将能量储存系统耦合到可变能量供应系统的方法和装置 |
WO2009052446A2 (en) * | 2007-10-17 | 2009-04-23 | V2Green, Inc. | Transceiver and charging component for a power aggregation system |
DE102008046747A1 (de) * | 2008-09-11 | 2010-03-18 | Hoppecke Advanced Battery Technology Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Produktionssystems und/oder einer lokalen Anlage im Inselbetrieb |
DE102009043380A1 (de) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Ewe Ag | Unidirektionales V2G |
US8008804B2 (en) * | 2003-08-15 | 2011-08-30 | Beacon Power Corporation | Methods, systems and apparatus for regulating frequency of generated power using flywheel energy storage systems with varying load and/or power generation |
EP2398125A2 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Device and method for energy management |
WO2012036799A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Lg Electronics Inc. | Network system |
US20120130556A1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | Marhoefer John J | Virtual power plant system and method incorporating renewal energy, storage and scalable value-based optimization |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002118968A (ja) * | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電力貯蔵システム |
JP2002152976A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-24 | Sharp Corp | 分散電源電力供給システム |
JP2002223307A (ja) * | 2001-01-24 | 2002-08-09 | Nippon Telegraph & Telephone East Corp | エネルギ管理システム |
US7078880B2 (en) * | 2003-08-15 | 2006-07-18 | Honeywell International, Inc. | Energy storage flywheel voltage regulation and load sharing system and method |
JP4445361B2 (ja) * | 2004-09-24 | 2010-04-07 | 関西電力株式会社 | 二次電池を用いた電力系統制御方法及び電力系統制御装置 |
DE102004048341A1 (de) * | 2004-10-01 | 2006-04-13 | Repower Systems Ag | Windpark mit robuster Blindleistungsregelung und Verfahren zum Betrieb |
JP2007060826A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Shimizu Corp | 電力貯蔵装置の運用システム |
MX2009006239A (es) * | 2006-12-11 | 2010-02-11 | V2Green Inc | Localizador de conexion en un sistema de agregacion de potencia para recursos electricos distribuidos. |
WO2009039305A2 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Flyback Energy, Inc. | Current waveform construction to generate ac power with low harmonic distortion from localized energy sources |
US7994658B2 (en) * | 2008-02-28 | 2011-08-09 | General Electric Company | Windfarm collector system loss optimization |
US7839024B2 (en) * | 2008-07-29 | 2010-11-23 | General Electric Company | Intra-area master reactive controller for tightly coupled windfarms |
JP4823322B2 (ja) * | 2009-01-28 | 2011-11-24 | 株式会社東芝 | 分散協調型需給制御ノード、ローカル電力系統の分散協調型需給制御システム及びその分散協調型需給制御方法 |
JP5618511B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2014-11-05 | 株式会社東芝 | スマートグリッド及びマイクログリッド向け総合監視制御システム |
WO2012034114A2 (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Comverge, Inc. | A method and system for controlling a building load in tandem with a replenishable energy source in order to increase the apparent size of the replenishable energy source |
US8946929B2 (en) * | 2011-11-04 | 2015-02-03 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for effective utilization of energy storage components within a microgid |
US20150069843A1 (en) * | 2012-04-16 | 2015-03-12 | Temporal Power Ltd. | Method and System for Regulating Power of an Electricity Grid System |
US9590423B2 (en) * | 2012-08-31 | 2017-03-07 | Abb Research Ltd. | Power distribution system loss reduction with distributed energy resource control |
CN108736516B (zh) * | 2013-08-27 | 2023-01-31 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 太阳能发电系统 |
EP3046200A4 (en) * | 2013-09-12 | 2017-09-27 | Nec Corporation | Control device, electricity storage device, battery control system, battery control device, control method, battery control method, and recording medium |
WO2015061360A1 (en) * | 2013-10-21 | 2015-04-30 | Stc. Unm | Systems and methods for distributing power using photovoltaic resources and a shifting battery system |
-
2012
- 2012-09-28 EP EP12186467.2A patent/EP2713463B1/de active Active
- 2012-09-28 ES ES12186467.2T patent/ES2685910T3/es active Active
-
2013
- 2013-08-30 US US14/430,459 patent/US9954367B2/en active Active
- 2013-08-30 JP JP2015533505A patent/JP2015530862A/ja active Pending
- 2013-08-30 CN CN201380060441.4A patent/CN104871386A/zh active Pending
- 2013-08-30 WO PCT/EP2013/067991 patent/WO2014048675A2/de active Application Filing
- 2013-08-30 CA CA2886141A patent/CA2886141C/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040263116A1 (en) * | 2003-06-30 | 2004-12-30 | Doruk Zeynep B. | Intelligent distributed energy storage system for demand side power management |
US8008804B2 (en) * | 2003-08-15 | 2011-08-30 | Beacon Power Corporation | Methods, systems and apparatus for regulating frequency of generated power using flywheel energy storage systems with varying load and/or power generation |
CN101013819A (zh) * | 2005-10-10 | 2007-08-08 | 通用电气公司 | 将能量储存系统耦合到可变能量供应系统的方法和装置 |
WO2009052446A2 (en) * | 2007-10-17 | 2009-04-23 | V2Green, Inc. | Transceiver and charging component for a power aggregation system |
DE102008046747A1 (de) * | 2008-09-11 | 2010-03-18 | Hoppecke Advanced Battery Technology Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Produktionssystems und/oder einer lokalen Anlage im Inselbetrieb |
DE102009043380A1 (de) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Ewe Ag | Unidirektionales V2G |
EP2398125A2 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Device and method for energy management |
WO2012036799A1 (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-22 | Lg Electronics Inc. | Network system |
US20120130556A1 (en) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | Marhoefer John J | Virtual power plant system and method incorporating renewal energy, storage and scalable value-based optimization |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106410793A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | 一种模拟信息交互的微网群仿真系统 |
CN106410793B (zh) * | 2016-10-26 | 2020-08-18 | 华南理工大学 | 一种模拟信息交互的微网群仿真系统 |
CN109863661A (zh) * | 2016-10-27 | 2019-06-07 | 托拜厄斯·马德尔 | 用于消费者的存储单元和存储系统 |
CN113574760A (zh) * | 2019-02-05 | 2021-10-29 | 西门子股份公司 | 能量系统、本地能量市场和用于运行能量系统的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014048675A2 (de) | 2014-04-03 |
US20150318701A1 (en) | 2015-11-05 |
US9954367B2 (en) | 2018-04-24 |
WO2014048675A3 (de) | 2014-10-23 |
EP2713463A1 (de) | 2014-04-02 |
CA2886141C (en) | 2021-07-20 |
JP2015530862A (ja) | 2015-10-15 |
ES2685910T3 (es) | 2018-10-15 |
EP2713463B1 (de) | 2018-06-13 |
CA2886141A1 (en) | 2014-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104871386A (zh) | 能量存储系统 | |
Ahmed et al. | Dynamic grid stability in low carbon power systems with minimum inertia | |
CN103647274B (zh) | 一种用于可并网和离网运行的微电网系统的能量控制方法 | |
CN202435048U (zh) | 基于多类型分布式电源及储能单元的微电网系统 | |
CN104798278A (zh) | 能量存储系统和模块通信 | |
Mohamed et al. | Hierarchical control for DC microgrid clusters with high penetration of distributed energy resources | |
CN104029602A (zh) | 基于td-lte网络的交流充电桩系统 | |
CN104854769A (zh) | 带有中间直流电压的能量储存模块 | |
AU2021101655A4 (en) | A process for designing of cyber physical controller for optimal dispatch of virtual power plant | |
CN105340152A (zh) | 包含一个直流链路的能量存储模块 | |
Colmenar-Santos et al. | Reliability and management of isolated smart-grid with dual mode in remote places: Application in the scope of great energetic needs | |
CA2886100A1 (en) | Mobile energy storage module | |
Jain et al. | Control solutions for blackstart capability and islanding operation of offshore wind power plants | |
CN110460074A (zh) | 一种储能电站综合管理及控制系统 | |
CN104934966A (zh) | 一种基于云的微电网广域协调控制系统 | |
Loggia et al. | A hybrid energy hub investigation with renewables and electric vehicle in a smart microgrid lab | |
Verma et al. | Restoration of extra-high voltage power grids through synchronous and asynchronous hydro units during blackout—A comprehensive review and case study | |
CA2886044C (en) | Energy storage system | |
CN102931688B (zh) | 混合式可再生能源供电装置 | |
CN205231763U (zh) | 含复合储能的风光柴储微电网系统 | |
Torres | Advanced control of renewable energy microgrids with hybrid energy storage system | |
CN107800190A (zh) | 风力发电机组备电系统及其控制方法 | |
Terzić et al. | Analysis of the implementation of microgrid: case study of wide-area Bjelimići | |
Kim et al. | A model of stability | |
KR20140138425A (ko) | 소형 엔진발전을 이용한 융합형 발전시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150826 |