CN109755946A - 储能管理系统 - Google Patents

Abstract

根据一个方面，提供了一种储能管理系统和一种用于分配与至少一个乘客运输设备关联的至少一个储能器的容量的方法。所述方法包括：连续监控至少一个储能器的性能数据；获得与操作至少一个乘客运输设备关联的第一数据；标识存储在至少一个储能器中的能量的不同用途；基于性能数据和第一数据，确定可用于所述不同用途的储能容量的分配；和应用所确定的分配。

Description

储能管理系统

技术领域

本申请涉及一种储能管理系统。

背景技术

乘客运输设备，例如电梯，传统上已使用电池来为关键系统提供备用电源使用，例如，使能救援功能并允许在电源故障期间的不间断操作。在备用电源使用中，除了电源故障实际发生的罕见情况外，电池在其使用寿命期间严重地未充分利用。

具有能够更有效地利用耦合到乘客运输设备的电池的解决方案将是有益的。

发明内容

根据至少一些方面，提供了一种解决方案，其优化与至少一个乘客运输设备相关联的储能器的容量分配以用于不同的用途或应用。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于分配与至少一个乘客运输设备关联的至少一个储能器的容量的方法，所述方法包括：连续监控至少一个储能器的性能数据；获得与操作至少一个乘客运输设备相关的第一数据；标识存储在至少一个储能器中的能量的不同用途；基于性能数据和第一数据，确定可用于所述不同用途的储能容量的分配；和应用所确定的分配。这可以提供一种解决方案，其优化与至少一个乘客运输设备相关联的至少一个储能器的容量分配，用于建筑物或以其他方式减少的本地区域内的不同用途或应用。不同的用途可以指代例如用于至少一个乘客运输设备的峰值功率削减、本地可再生能源优化、或备用电源。

在实施例中，该方法包括从至少一个外部数据源获得第二数据，该第二数据独立于操作所述至少一个乘客运输设备；和基于性能数据、第一数据和第二数据，确定可用于所述不同用途的储能容量的分配。这可以提供可集中控制的解决方案，其优化与至少一个乘客运输设备相关联的至少一个储能器的容量分配，用于建筑物内、或以其他方式减少的本地区域、或甚至几个建筑物或者更大的区域(例如，电梯编队)内的不同用途或应用。

在实施例中，附加地或替代地，所述第一数据包括所述至少一个乘客运输设备的交通预报数据或负荷预报数据中的至少一个。交通信息可以从任何合适的数据提供者获得，例如，访问控制系统、接近度传感器、相机等。

在实施例中，附加地或替代地，所述第二数据包括天气预报数据、公用事业信号数据、电网频率测量数据、本地生成的能量数据(太阳能光伏负荷曲线数据)、建筑物负荷数据、电费数据、或需求响应市场数据中的至少一个。电网电压测量数据可用于利用储能器来调节电网电压。例如，如果电压电网弱，例如具有小型本地电力供应商的微电网，例如风力发电机和/或太阳能发电厂，则这是有益的。

在实施例中，附加地或替代地，确定可用于不同用途的储能容量的分配包括：确定对用于至少一个乘客运输设备的需求响应、频率调节、峰值功率削减、本地可再生能源优化(例如，太阳能光伏优化)、或备用功率中的至少一个的分配。在实施例中，还可以确定用于电压控制和/或负荷转移的分配。

在实施例中，附加地或替代地，所述性能数据包括所述至少一个储能器的充电状态、充电周期、负荷曲线、健康状态或最大充电和放电电流或功率中的至少一个。

在实施例中，附加地或替代地，该方法还包括将与可用于需求响应、频率调节、电网电压调节、或本地可再生能源优化用途中的至少一个的储能容量的分配相关的数据发送到外部控制平台；从该外部控制平台接收激活信号，命令实现电网平衡功能；和在确定可用于不同用途的储能容量的分配时考虑所述激活信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种储能管理系统，用于分配与至少一个乘客运输设备关联的至少一个储能器的容量。该系统包括：用于连续监控至少一个储能器的性能数据的部件；用于获得与操作所述至少一个乘客运输设备相关的第一数据的部件；用于标识存储在所述至少一个储能器中的能量的不同用途的部件；用于基于性能数据和第一数据确定可用于不同用途的储能容量的分配的部件；和用于应用所确定的分配的部件。这可以提供一种解决方案，其优化与至少一个乘客运输设备相关联的至少一个储能器的容量分配，用于建筑物或以其他方式减少的本地区域内的不同用途或应用。不同的用途可以指代例如用于至少一个乘客运输设备的峰值功率削减、本地可再生能源优化、或备用电源。

在实施例中，该系统包括用于从至少一个外部数据源获得第二数据的部件，所述第二数据独立于操作所述至少一个乘客运输设备；和用于基于性能数据、第一数据和第二数据确定可用于所述不同用途的储能容量的分配的部件。这可以提供可集中控制的解决方案，其优化与至少一个乘客运输设备相关联的至少一个储能器的容量分配，用于建筑物内、或以其他方式减少的本地区域、或甚至几个建筑物或者更大的区域(例如，电梯编队)内的不同用途或应用。

在实施例中，所述第一数据包括所述至少一个乘客运输设备的交通预报数据或负荷预报数据中的至少一个。交通信息可以从任何合适的数据提供者获得，例如，访问控制系统、接近度传感器、相机等。

在实施例中，附加地或替代地，所述第二数据包括天气预报数据、公用事业信号数据、电网频率测量数据、本地生成的能量数据(太阳能光伏负荷曲线数据)、建筑物负荷数据、电费数据、或需求响应市场数据中的至少一个。电网电压测量数据可用于利用储能器来调节电网电压。例如，如果电压电网弱，例如具有小型本地电力供应商的微电网，例如风力发电机和/或太阳能发电厂，则这是有益的。

在实施例中，附加地或替代地，所述用于确定可用于不同用途的储能容量的分配的部件被配置为：确定对用于至少一个乘客运输设备的需求响应、频率调节、峰值功率削减、本地可再生能源优化(例如，太阳能光伏优化)、或备用功率中的至少一个的分配。在实施例中，还可以确定用于电压控制和/或负荷转移的分配。

在实施例中，附加地或替代地，所述性能数据包括所述至少一个储能器的充电状态、充电周期、负荷曲线、健康状态或最大充电和放电电流或功率中的至少一个。

在实施例中，附加地或替代地，该系统还包括：用于将与可用于需求响应或频率调节、电网电压调节或或本地可再生能源优化用途中的至少一个的储能容量的分配相关的数据发送到外部控制平台的部件；用于从该外部控制平台接收激活信号以命令实现电网平衡功能的部件；和用于在确定可用于不同用途的储能容量的分配时考虑所述激活信号的部件。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括计算机程序，包括程序代码，该程序代码在由至少一个处理单元运行时，促使所述至少一个处理单元执行第一方面的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读介质，包括程序代码，该程序代码在当由至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行第一方面的方法。

根据第五方面，提供了一种用于分配与至少一个乘客运输设备相关联的至少一个储能器的容量的设备。该设备包括至少一个处理器、以及连接到所述至少一个处理器的至少一个存储器。所述至少一个存储器存储程序指令，所述程序指令当由所述至少一个处理器运行时，促使所述设备连续监视所述至少一个储能器的性能数据；获得与操作至少一个乘客运输设备相关的第一数据；标识存储在至少一个储能器中的能量的不同用途；基于性能数据和第一数据，确定可用于所述不同用途的储能容量的分配；和应用所确定的分配。

例如，可以使用至少一个处理器、至少一个处理器和连接到所述至少一个处理器的至少一个存储器、或者至少一个处理器、连接到所述至少一个处理器的至少一个存储器和连接到所述至少一个处理器的输入/输出接口，来实现上面讨论的部件。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解并构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并连同描述一起帮助解释本发明的原理。在图中：

图1图示了根据一个方面的用于动态分配与至少一个乘客运输设备相关联的储能器的容量的系统的框图。

图2图示了根据一个方面的用于动态分配与至少一个乘客运输设备相关联的储能器的容量的方法的流程图。

图3图示了根据一个方面的为多个用途分配储能容量的图表。

图4图示了根据一个方面的用于动态分配与至少一个乘客运输设备相关联的储能器的容量的系统的框图。

具体实施方式

图1图示了根据一个方面的用于动态分配与至少一个乘客运输设备相关联的储能器的容量的系统的框图。

储能管理系统100可以耦合到建筑物中的至少一个乘客运输设备102A、102B、102C，例如，电梯、自动扶梯或输送机。储能管理系统100可以耦合到例如单独的电梯或一组电梯。至少一个储能器104可以与乘客运输设备102A、102B、102C中的至少一个相关联。储能管理系统100还可以耦合到外部数据源106和外部控制平台，外部控制平台可以是控制平台108，其被配置为将多个电力管理容量聚合成更大的资源。储能管理系统100还可以控制至少一个储能器104中的一个或多个。此外，控制平台108可以同时控制一个或多个储能管理系统100。

在传统系统中，储能器104仅用于为关键系统提供备用电源使用，例如，使能救援功能并允许在电源故障期间的不间断操作。在备用电源使用中，除了电源故障实际发生的罕见情况外，电池在其使用寿命期间严重地未充分利用。

该描述示出了旨在最大化能量存储使用并且使能利用储能器104提供一系列附加服务的解决方案。该解决方案动态地优化和分配与用于不同用途的乘客运输设备102A、102B、102C相关联的至少一个储能器104的可用储能容量的份额(share)。

图2图示了根据一个方面的用于动态分配与至少一个乘客运输设备102A、102B、102C相关联的储能器104的容量的方法的流程图。

在200处，连续监控储能器104的性能数据。储能器的性能数据可以包括至少一个储能器104的充电状态、充电周期、负荷曲线、健康状态和/或最大充电和放电电流或功率。

在202处，获得与操作至少一个乘客运输设备相关联的第一数据。所述第一数据可包括交通预报数据或乘客运输设备负荷预报数据。第一数据可以指代由操作至少一个乘客运输设备的系统提供的任何数据。

在204处，标识存储在储能器中的能量的不同用途或应用。所述用途的数目可能并不总是相同，而可能变化。

在206处，基于性能数据和第一数据，确定可用于不同用途的储能容量的分配。例如，对于用于至少一个乘客运输设备的需求响应、频率调节、峰值功率削减、本地可再生能源优化(例如，太阳能光伏优化)、或备用电源中的至少一个，分配可用的储能容量。太阳能光伏优化可以指当太阳能电池板的生产大于需求时、用太阳能给储能器充电。

在实施例中，还获得来自至少一个外部数据源的第二数据，第二数据独立于操作至少一个乘客运输设备。所述第二数据可以包括天气预报数据、公用事业信号数据、电网频率测量数据、太阳能光伏负荷曲线数据、建筑物负荷数据、电费数据、或需求响应市场数据中的至少一个。电费可以指例如电力市场中的每小时电价、或用于峰值电力使用的需量电费。然后，第二数据也可用于确定可用于不同用途的储能容量的分配。

最后，在208处，动态地应用所确定的分配。这可意味着所确定的分配可能不是固定的，而是随时间而变化。

上述过程可以是连续的，以便按照预定的时间间隔连续重复该过程。

在实施例中，与可用于需求响应或频率调节使用中的至少一个的储能容量的分配相关的数据被发送到外部控制平台108。作为响应，可以从外部控制平台108接收指示激活信号，命令实现电网平衡功能。此后，可以在确定可用于不同用途的储能容量的分配时考虑激活信号。该激活信号可以包括例如对于接下来的五秒或特定数量的能量的负荷削减请求。作为示例，如果需要在预定时间内减少特定能量数量的负荷，则储能管理系统可以在所请求的时间段内从储能器馈送能量以支持负荷功率、或甚至将能量馈送回电网。

图3图示了根据一个方面的分配储能容量的图表。该图表图示了可用的储能容量能作为时间的函数被不同地划分，如附图标记310、312和314所示。

在图3所示的示例中，可用容量已被分配用于五种不同的用途或应用：备用电源300、本地可再生能源优化302、峰值功率削减304、需求响应306和频率调节308。显然，用途或应用的数量可以是少于或多于五个。此外，要在用途之间共享的总可用容量也可以随时间而变化。

例如，当交通预报指示高峰时间时，可以为备用电源300分配至少一个储能器的可用容量的更大份额，以确保不间断的操作。交通预报可用来估计当储能器耦合到再生电源时、使用再生能源对储能器进行充电的最佳定时。在夜间，当乘客运输设备可能几乎未使用时，可以优化备用电源300的分配，以确保仅最小救援功能。

储能容量的一种可能用途可以是本地可再生能源优化302，例如太阳能光伏优化。储能管理系统100可以例如从连接到建筑物的太阳能电池板获得关于天气和太阳能光伏负荷分布图的信息，以便确定何时利用从馈送建筑物负荷剩余的过剩太阳能对储能器充电。至少一个储能器104还可以在低价电力期间从电网充电，或者为电网提供夜间负荷的来源。

某些装置(例如电梯系统)的电力需求极不稳定。电力需求的短峰值可能高达平均需求的30倍，导致建筑物电力需求出现明显的瞬态峰值。储能管理系统100可以通过例如基于负荷预报和指示高需求费用的电费数据，分配用于峰值功率削减304的储能容量的份额，来减少峰值功率需求。

在实施例中，基于电力市场数据，当激励更高时，可以为需求响应306和频率调节308分配更大的份额。此外，多个储能管理系统可以通信地连接到外部控制平台，使得它们能够将电网服务提供为聚合资源。通过将多个储能器组合成更大的资源，他们能参与市场拍卖，提供它们的组合储备以用于需求响应市场。

需求响应可以指代根据外部信号(例如，电价或电力事业信号)从高需求时刻到低需求时刻来转换功率负荷。需求响应还可以指代临时调整用于平衡电力系统的消耗，以换取来自电网运营商的奖励支付或电费的节省。需求响应市场场所包括频率控制储备和平衡电力市场，以使能电力系统的快速平衡。频率控制储备执行频率调节，这意味着当电网频率从其标称值漂移时调整负荷和/或产量以便平衡需求。电网频率不断波动，并且快速资产提供特别有价值的储备，使得能够及时更正。能量存储技术可以用作快速资产，因为它们甚至能在第二级执行调节。

图4图示了根据一个方面的用于动态分配与至少一个乘客运输设备102A、102B、102C相关联的至少一个储能器104的容量的储能管理系统100的框图。

图示的储能管理系统100能包括控制器或处理器402(例如，信号处理器、微处理器、ASIC或其他控制和处理逻辑电路)，用于执行诸如信号编码、数据处理、输入/输出处理、功率控制和/或其他功能的任务。储能管理系统100能包括一个或多个存储器404。存储器404能包括不可移除存储器和/或可移除存储器。不可移除存储器能包括RAM、ROM、闪存、硬盘或其他公知的存储器存储技术。存储器404能用于存储用于运行一个或多个应用的数据和/或代码。

储能管理系统100可以包括输入/输出接口，使得储能管理系统100能够与其他设备通信。储能管理系统100还可以包括使能与外部装置或网络通信的网络接口406。网络接口406可以包括用于与外部装置或网络通信的有线或无线收发器。存储器404可以存储操作系统软件408，控制储能管理系统100的操作。存储器404还可以包括能由处理器402执行的一个或多个应用410。储能管理系统100的所示组件是广泛的(all-inclusive)，因为可以删除任何组件，并且可以添加其他组件。

在实施例中，所述至少一个存储器404可以存储程序指令，所述程序指令当由至少一个处理器402运行时，促使储能管理系统100连续地监视至少一个储能器的性能数据，获得与操作至少一个乘客运输设备关联的第一数据，标识存储在储能器中的能量的不同用途，基于性能数据和第一数据来确定可用于不同用途的储能容量的分配，并应用所确定的分配。

此外，在实施例中，图4中公开的所示组件的任何组合(例如，处理器402和存储器404中的至少一个)可以构成用于连续监控至少一个储能器的性能数据的部件，用于获得与操作所述至少一个乘客运输设备相关的第一数据的部件，用于标识存储在所述至少一个储能器中的能量的不同用途的部件，用于基于性能数据和第一数据确定可用于不同用途的储能容量的分配的部件，和用于应用所确定的分配的部件。

上面说明的解决方案可以提供至少一些以下效果。通过针对不同应用优化和分配储能容量的份额，能量存储利用水平显著增加。因此，该解决方案还抵消了备用电源容量的昂贵资本投资。更有效地利用储能容量有助于降低具有高度不稳定负荷的设备中的峰值功率，从而降低建筑物配电系统的容量要求，例如馈线电缆、变压器、UPS和备用发电机的成本。此外，现场太阳能电力消耗的使用能被最大化，并同时减少对同一建筑物中多个储能器的需求。此外，该解决方案有利地有助于稳定电网。

示例实施例可以用软件、硬件、应用逻辑或软件、硬件和应用逻辑的组合来实现。示例实施例可以存储与本文描述的各种方法有关的信息。该信息可以存储在一个或多个存储器中，例如硬盘、光盘、磁光盘，RAM等。一个或多个数据库可以存储用于实现示例实施例的信息。可以使用这里列出的一个或多个存储器或存储设备中包括的数据结构(例如，记录、表、阵列、栏目(field)、图形、树、列表等)来组织数据库。关于示例实施例描述的方法可以包括适当的数据结构，用于将通过示例实施例的装置和子系统的方法收集和/或生成的数据存储在一个或多个数据库中。

可以使用根据示例实施例的教义编程的一个或多个通用处理器、微处理器、数字信号处理器、微控制器等，来方便地实现示例实施例的全部或一部分，如计算机和/或软件领域技术人员所理解的那样。如软件领域的技术人员将理解的，基于示例实施例的教义，本领域的程序员能容易地准备适当的软件。另外，如电气领域的技术人员将理解的，可以通过准备特定用途集成电路或通过互连传统组件电路的适当网络，来实现示例实施例。因此，这些示例不限于硬件和/或软件的任何特定组合。存储在计算机可读介质中的任一个或组合上，这些示例可以包括用于控制示例实施例的组件、用于驱动示例实施例的组件、用于使得示例实施例的组件能够与人类用户交互的软件等等。这样的计算机可读介质还可以包括用于执行在实现示例实施例中执行的处理的全部或一部分(如果处理是分布式的)的计算机程序。示例的计算机代码装置可以包括任何合适的可解释或可运行代码机制，包括但不限于脚本、可解释程序、动态链接库(DLL)、Java类和小应用程序、完整的可执行程序等。在该文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够包含、存储、传递、传播或传输指令以由指令执行系统、设备或装置(例如计算机)使用或与之结合使用的任何介质或部件。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是任何介质或部件，其可以包含或存储指令以由指令执行系统、设备或装置(例如计算机)使用或与之结合使用。计算机可读介质可以包括参与向处理器提供指令以供执行的任何合适的介质。这种介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质、传输介质等。

尽管已经示出并描述并指出了应用于其优选实施例的基本新颖特征，但是将理解的是，本领域技术人员可以对所描述的装置和方法的形式和细节进行各种省略和替换以及改变，而不脱离本公开的精神。例如，明确的意图是，以基本相同的方式执行基本相同的功能以实现相同结果的那些元件和/或方法步骤的所有组合都在本公开的范围内。此外，应该认识到，结合任何公开的形式或实施例示出和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤可以作为设计选择的一般事项并入任何其他公开或描述或建议的形式或实施例中。此外，在权利要求中，部件加功能的条款旨在覆盖这里描述的执行所阐述的功能的结构，并且不仅包括结构等效物，而且包括等效结构。

申请人在此单独公开了本文所述的每个个别特征以及两个或更多这样的特征的任何组合，只要这些特征或组合能够基于本说明书作为整体执行，根据本领域技术人员的一般知识，而不管这些特征或特征的组合是否解决了本文公开的任何问题，并且不限制权利要求的范围。申请人表示所公开的方面/实施例可以包括任何这样的个别特征或特征的组合。鉴于前面的描述，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在本公开的范围内进行各种修改。

Claims (16)

1.一种用于分配与至少一个乘客运输设备关联的至少一个储能器的容量的方法，所述方法包括：

连续监控至少一个储能器的性能数据；

获得与操作至少一个乘客运输设备相关的第一数据；

标识存储在至少一个储能器中的能量的不同用途；

基于性能数据和第一数据，确定可用于所述不同用途的储能容量的分配；和

应用所确定的分配。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一数据包括所述至少一个乘客运输设备的交通预报数据或负荷预报数据中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

从至少一个外部数据源获得第二数据，该第二数据独立于操作所述至少一个乘客运输设备；和

基于性能数据、第一数据和第二数据，确定可用于所述不同用途的储能容量的分配。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二数据包括天气预报数据、公用事业信号数据、电网频率测量数据、太阳能光伏负荷曲线数据、建筑物负荷数据、电费数据、或需求响应市场数据中的至少一个。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中确定可用于所述不同用途的储能容量的分配包括：确定对用于至少一个乘客运输设备的需求响应、频率调节、峰值功率削减、太阳能光伏优化、或备用功率中的至少一个的分配。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述性能数据包括所述至少一个储能器的充电状态、充电周期、负荷曲线、健康状态或最大充电和放电电流或功率中的至少一个。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括：

将与可用于需求响应、频率调节、电网电压调节、或本地可再生能源优化用途中的至少一个的储能容量的分配相关的数据发送到外部控制平台；

从该外部控制平台接收激活信号，命令实现电网平衡功能；和

在确定可用于不同用途的储能容量的分配时考虑所述激活信号。

8.一种储能管理系统，用于分配与至少一个乘客运输设备关联的至少一个储能器的容量，该系统包括：

用于连续监控至少一个储能器的性能数据的部件；

用于获得与操作所述至少一个乘客运输设备相关的第一数据的部件；

用于标识存储在所述至少一个储能器中的能量的不同用途的部件；

用于基于性能数据和第一数据确定可用于不同用途的储能容量的分配的部件；和

用于应用所确定的分配的部件。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一数据包括所述至少一个乘客运输设备的交通预报数据或负荷预报数据中的至少一个。

10.根据权利要求8或9所述的系统，还包括：

用于从至少一个外部数据源获得第二数据的部件，所述第二数据独立于操作所述至少一个乘客运输设备；和

用于基于性能数据、第一数据和第二数据确定可用于所述不同用途的储能容量的分配的部件。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第二数据包括天气预报数据、公用事业信号数据、电网频率测量数据、太阳能光伏负荷曲线数据、建筑物负荷数据、电费数据、或需求响应市场数据中的至少一个。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的系统，其中，用于确定可用于所述不同用途的储能容量的分配的部件被配置为：确定对用于至少一个乘客运输设备的需求响应、频率调节、峰值功率削减、太阳能光伏优化、或备用功率中的至少一个的分配。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的系统，其中所述性能数据包括所述至少一个储能器的充电状态、充电周期、负荷曲线、健康状态或最大充电和放电电流或功率中的至少一个。

14.根据权利要求8-13中任一项所述的系统，还包括：

用于将与可用于需求响应、频率调节、电网电压调节、或本地可再生能源优化用途中的至少一个的储能容量的分配相关的数据发送到外部控制平台的部件；

用于从该外部控制平台接收激活信号以命令实现电网平衡功能的部件；和

用于在确定可用于不同用途的储能容量的分配时考虑所述激活信号的部件。

15.一种计算机程序，包括程序代码，所述程序代码当由至少一个处理单元运行时，促使所述至少一个处理器执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

16.一种计算机可读介质，包括程序代码，所述程序代码当由至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。