CN118159732A - 用于能源储存的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种计算机控制的能源储存系统优化能源储存和电力再生的过程。在一能源储存和释放的循环中，在能源储存和释放(例如，往返)的效率方面，气体在优化的一压力范围内被压缩和释放。在一些具体实施例中，气体不会被加压到不需要的高压位准(例如，100atm)，也不会释放到一耗尽的压力位准(例如，0atm)。

Description

用于能源储存的智能控制系统

相关申请案交互参照

本申请为审查中的美国专利申请号US 17/777,516的部分连续申请案(continuation-in-part，CIP)，此美国专利在2022年5月17日提交，名称为「使用异质性压能压能交互作动模块的能源储存系统及其方法」(其主张2021年12月3日提交的CN202111466565.5的优先权，名称为「使用异质性压能交互作动模块的能源储存系统及其方法」)。

此外，本申请主张在2022年5月24日提交的申请号63/345,274，标题为「用于能源储存的智能控制系统」的美国临时专利案的优先权。本申请还主张2022年5月29日提交的PCT/US2022/029374的优先权，名称为「使用异质性压能交互作动模块的能源储存系统及其方法」(其主张2021年12月3日提交的CN 202111466565.5的优先权，名称为「使用异质性压能交互作动模块的能源储存系统及其方法」)。

以上所有内容基于所有目的均通过引用方式并入本文。

【技术领域】

本发明是关于绿色(可再生)能源发电和储存的技术领域，特别是一种用于能源储存的智能控制系统。

【背景技术】

典型的能源储存系统通常不安全，效率低下，或者不切实际。

【发明内容】

一计算机控制的能源储存系统优化能源储存和电力再生的过程。计算机控制的能源储存系统包含一计算机指令实施的(例如软件)计算装置，其能够优化泵送的水的量及/或压力、压缩空气的压力范围、所释放的压缩空气的量及/或压力等因子。计算机控制的能源储存系统还可以使用AI(人工智能)、ML(机器学习)、BD(大数据)、机器人(例如计算机控制阀门)、VR(virtual reality，虚拟现实)和AR(augmented reality，增强实境)优化控制系统。

在一能源储存状态下，能源储存系统配置为将气体(例如，环境空气和氮气)加压/压缩至一第一预定压力位准(例如，60atm或60bar)，形成用于储存能源的一压缩气体。在一能源释放状态中，压缩气体的压力被降低/释放至一第二预定压力位准(例如，40atm或20atm)以用于能源释放。在一能源储存和释放循环中，空气在能源储存(能源储存和释放)效率方面优化的一压力范围内被压缩和释放。换句话说，气体不会被加压到一不需要的高压位准(例如，100atm)，也不会释放到一排气压力位准(例如，0atm)。

在一些具体实施例中，本文使用的压缩空气主要用作一介质、一力提供源，以推动水来驱动一水力发电机。因此，注入水或液体的质量、速度、移动方向和产生的驱动力是影响驱动水力发电机效率的因子，而压缩气体则提供类似一弹簧的力来推动/移动水或液体。

在一些具体实施例中，本文公开的能源储存系统不依赖于空气被压缩时产生的热量，并且不依赖于压缩气体本身来驱动水力发电机。可通过机械、化学或操作过程控制，并且能够在能源储存/再生效率方面进行优化的任何其他因子都在本公开的范围内。

能源储存系统使用一智能能源管理系统，将气体压缩到一预定位准，以提供一受控和优化的力来推动和驱动水/液体，以驱动水力发电机。

在阅读下方阐述的具体实施例的详细描述之后，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。

【附图说明】

现将参照所附图式，通过示例说明本发明的实施例，图式仅为示例性目的，并非用以限制本发明。对于本文提到的所有附图，相似的元件符号在各图式中表示相似的元件。

图1绘示根据一些具体实施例的一供电系统。

图2根据一些具体实施例，绘示控制和管理能源储存效率的一方法。

图3是一三维示意图，绘示根据一些具体实施例的能源储存系统。

图4是一三维示意图，绘示根据一些具体实施例的能源储存系统。

图5绘示具有n×m个单元的能源储存器10”的能源储存系统。

图6是根据一些具体实施例的能源储存方法的一示意性流程图，其为使用异质性压能交互作动(heterogeneous pressure media and interactive actuation)的方法。

图7是一夏季用电高峰日的一电力需求曲线。

图8是根据一些具体实施例的一示意性流程图，绘示从一能源库分配电力的方法。

【具体实施方式】

将详细参考本发明的具体实施例，其示例在所附图式中示出。虽然结合下方的具体实施例描述了本发明，但是应当理解，它们并不旨在将本发明限制于这些具体实施例和示例。相反，本发明旨在涵盖能包含在由所附申请专利范围限定的本发明的精神和范围内的替代方案、修改方案和等效方案。此外，在本发明的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便更全面的说明本发明。然而，对于受益于本公开的现有技术的具有通常知识者来说，显而易见的是无需这些具体细节也能够实践本发明。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法和程序、元件和过程，以免不必要的模糊本发明的各态样。当然，应当理解，在任何此类实际实现的开发中，必须做出许多特定于实现的决策，以便实现开发人员的特定目标，例如遵守应用和业务相关的约束，并且这些特定目标从一种实现到另一种实现，从一个开发人员到另一个开发人员各不相同。此外，应当理解，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域具有通常知识者来说仍然是工程的例行任务。

图1绘示根据一些具体实施例的一供电系统100。供电系统100包含一控制系统102、一能源产生系统104、一能源储存系统106和一能源传输系统108。

在一些具体实施例中，控制系统102配置为通讯/控制能源产生系统104、能源储存系统106和能源传输系统108。在一些具体实施例中，控制系统102包含一执行计算机指令(例如，软件)的计算装置，计算装置还能够使用AI(人工智能)、ML(机器学习)、BD(大数据)、机器人(例如，计算机控制阀门)、VR(虚拟现实)和AR(扩增实境)来辅助优化控制操作。在一些具体实施例中，控制系统102包括一计算机服务器130、一电话装置128(例如，智能手机)、或者任何能够与要控制的系统和装置(例如，无线或有线的)讯号耦接的其他电子控制装置。

在一些具体实施例中，能源产生系统104具有产生电能的装置，包含风力涡轮机110、太阳能板112和其他形式的能源/电力产生装置114(例如，核电厂、地热电厂、燃煤电厂和可再生能源发电厂。)

在一些具体实施例中，能源储存系统106包括一个以上的泵118、一个以上的槽116(例如，由例如厚度为40cm的混凝土(如钢筋水泥)包围/封装、其钢板厚度例如为8mm-10mm的金属槽)和一个以上的发电机120。在一些具体实施例中，能源储存系统106包括一个以上的泵118、一个以上的混凝土容器，混凝土容器作为具有一预定厚度(例如，10cm-100cm)的槽116。本领域具有通常知识者理解，任何其他厚度都是可变因子，能够通过安全和经济考虑来决定。

泵118使用从能源产生系统104接收的能源，通过泵送流体(例如，水122)以压缩气体124形成一加压气体，从而加压一个以上的槽116。一个以上的槽116能够在一预定预设压力下被加压，例如10atm-60atm、20atm、30atm、40atm、50atm或90atm。一个液体槽122A和一个气体槽124A形成一组或一个能源储存槽组的单元。一般而言，一个以上的槽116在一个地点(例如，一储电厂)包括从一个单元到100,000个单元。任何数量的单元都在本公开的范围内(例如，100,000,000个单元)。能源储存槽组的每一个均可独立控制和操作。在一些具体实施例中，一预定数量或区域的能源储存槽组，能够一起、同时、按顺序或以任何操作顺序控制和操作。操作包含加压、泵送流体(例如液体和气体)、调节温度、控制移动液体或气体的速率以及任何其他可控条件。一个以上的水力发电机120使用水122来产生(例如再生)能源，以驱动一水力发电机，其中通过释放加压气体124(例如空气、氮气或两种以上气体的一混合物)来驱动或推动水122。

在一些具体实施例中，能源传输系统108(例如，电网126)传输使用者所使用(例如，住宅用途和商业用途)的电力。

在一些具体实施例中，能源储存系统106作为当前发电源(例如，能源产生系统104)的能源储存装置。例如，发电源可以是火力发电系统、水力发电系统或者一风力发电机、核电、地热能、潮汐能等。发电源产生电能，电能还能够驱动异质性压能交互作动的能源储存系统(例如能源储存系统106)的泵118，允许泵118操作工作流体以将能源储存在能源储存器116中。根据电能的功率需求(如住宅用电、工业用电等)，能源储存能够匹配或支持发电源，也能够作为主要替代电源，在任何时候通过电网向用电需求提供电能。

图2根据一些具体实施例，绘示控制和管理能源储存效率的一方法200。

在一些具体实施例中，控制系统102(图1)配置为通讯/控制能源储存系统106(图1)，其优化能源储存和再生效率。例如，控制系统102(图1)接收感测到的系统条件和环境条件(例如，经由与能源储存系统耦接的一个以上的传感器)，并使用此接收到的信息来计算和控制能源储存系统106(图1)，使得能源存储系统106在优化效率下操作。效率可包含总能源储存和释放效率(例如，能源转换率，如维持至少65％或70％或以上的效率)、产生最大的经济价值(例如，以产生最多美元利润的速度或方式压缩和释放水和气体)，产生最少的热量，产生最多的热量，造成最少的设备损坏，水力发电机转速与驱动流体(例如液体或气体)的优化匹配效率或任何其他效率。

在一些具体实施例中，控制系统102(图1)配置为操作能源储存系统106(图1)，以在一预定压力范围内重复的加压和减压，类似于释放20％的一压缩弹簧，然后再次压缩，将所释放的20％弹簧再压缩。能源储存系统不会将空气加压到非常高的压力，这会导致大量能源损失等问题。相反的，在一些具体实施例中，本能源储存系统的压缩空气仅加压至约60bar/atm。事实上，压缩空气的作用更像是一机械弹簧，提供推动水的力，以驱动水力发电机。因此，本文公开的能源储存系统能够更像一内燃机中的一活塞，其中水更像活塞，且气压的一变化用在推动或拉动活塞(例如，造成一重复的来回运动)。换句话说，理想压力范围与能源储存效率之间存在微妙的平衡。

在一些具体实施例中，控制系统102(图1)配置为基于以下效率因子来监测和操作能源储存系统106(图1)，这些效率因子包含压缩效率、液体泵送效率、发电机效率或其组合(例如，系统的总效率)。

在一些具体实施例中，系统的总效率能够是总能源储存和释放(或再生)效率，其能够使用公式f_x(P_x)＝nRT/V进行运算，其中P为压力，x为选定时间的状态，n为待压缩气体的莫耳数，R为预定常数或理想气体常数，T为温度。基于上面提供的公式或任何其他公式，使用人工智能或机器学习来监测和优化能源储存系统的效率。

上面公式可改写成V_(air,t)＝nRT/P。由于槽总空间的总体积(V_total)减去空气所占的体积V_(air,t)等于水的体积V_(water,t)，储存能源的量能够表示为V_(water,t)＝V_total-V_(air,t)。因此，V_(water,t)在特定时间_(t)，能够作为储存或待储存多少能源的一控制因子。

在一示例中，控制系统102在时间零处设定一初始压力P₀，这是压缩的起始点。P_TC是压缩压力的一目标压力(例如，60atm)，P_TR是释放压力的一目标压力(例如，40atm)，P_SC是一感测到的当前压力(例如，在压缩过程的1小时标记处为10atm)。所实施的软件计算与所提出一操作模型，使能源储存以一优化的效率执行。在气体压缩过程中，根据感测到的情形，例如感测到的温度变化、电费变化等因子，来适应压缩和释放压力的目标压力。因此，控制系统102提供P_ATC作为压缩压力的一调整目标压力(例如58.6atm)，以及P_ATR作为释放压力的一调整目标压力(例如38.2atm)。

在一些具体实施例中，控制系统102监测并控制空气压缩，以产生少量的热，热量足以在随后气体膨胀时向气体提供热量。热量能够先储存，然后再转移以供使用。上述操作能够基于方程式P₂V₂/P₁V₁＝T₂/T₁，其中1表示一第一情形/状态(例如，在气体压缩之前)，2表示一第二情形/状态(例如，在气体压缩之后)。在某些情况下，由于待压缩的气体为40atm至60atm，因此压力变化量为原始压力的(60-40)/40＝0.5倍。在压缩期间产生的这些热量可以是微不足道的。

在一些具体实施例中，待监测和优化的液体泵送效率包含泵类型、泵操作效率以及其他因子。

在一些具体实施例中，待监测和优化的发电机效率包含涡轮速度、涡轮摩擦、以及液体速度和量对能源产生比，以及其他因子。

在一些具体实施例中，空气压缩由一AI模型控制。系统以先前操作效率为基础修改模型，以调整AI模型，根据各种环境情形，如天气温度、泵入水温、水箱温度、封装混凝土温度等，对控制因子进行优化。

图3是一三维示意图300，绘示根据一些具体实施例的能源储存系统106(图1)。图3中，一异质性压能交互作动的能源储存系统20包含多个能源储存器10”(例如，类似于图1的能源储存器116)、一液体源2、一转换器4(例如水力发电机)、一第一管道6和一第二管道8。此处，能源储存器10”、液体源2、转换器4、第一管道6和第二管道8，根据工作流体WL的流动路径形成一封闭且循环的能源储存和释放结构。

此处，能源储存器302、304、306和308以4个单元为例绘示。在其他具体实施例中，数量可以是任意选择的，例如，数量的范围可以是10至100个能源储存器10”、100至1,000个能源储存器10”、或1,000至999,999个能源储存器10”。此处，能源储存器302、304、306和308分别容纳一流体(例如液体、气体或其组合)，并且分别包含一第一组容器12、一第二组容器14、一第一组管体16和一第二组管体18。另外，在一些具体实施例中，能源储存器302、304、306和308可以实时或按需求添加到异质性压能交互作动的能源储存系统20或从异质性压能交互作动的能源储存系统20中移除。或者，可以通过阀体控制能源储存器302、304、306和308，以决定是否在能源储存系统20中操作(视为添加)或不操作(视为移除)。

第一组容器12形成一第一组空间SP1，以在第一组容器12的每一个中储存一初始气体IG(例如，空气或氦气)。

第二组容器14设置在第一组容器12的下侧，且第二组容器14形成一第二空间SP2，以在第二组容器14的每一个中储存一初始液体IL(例如水)。

第一管体16的一端耦接至第一容器12，第一管体16的另一端耦接至第二容器14，使得第一管体16与第一空间SP1和第二空间SP2连接。

第二管体18的一端耦接至第二容器14，第二管体18的另一端耦接至第一管道6。其中，第二管体18的直径可以大于或小于第一管体16的直径。

液体源2供应并回收工作液体WL。例如，液体源2可以是一蓄水池、一水塔或其他类似之物。其中，液体源2作为一供应的功能，可参见前述具体实施例的描述，在此不再赘述。此处，液体源2除了具有供应的功能外，还能够通过第二管道8回收转换器4输出的工作流体WL。

转换器4接收并输出工作流体WL(例如，一液体泵和水力发电机的双重功能)。例如，转换器4可以是一液体泵、一涡轮泵、一液体发电机、一液体涡轮发电机、一水力涡轮发电机或配置为发电的其他液体驱动装置。当变换器4用作一供应时，可以参考前述具体实施例的描述，在此不再赘述。此处，液体源2除了具有供应的功能外，还能够通过第二管道8回收从转换器4输出的工作液体WL。

第一管道6形成一第三空间SP3，第一管道6具有多个端口62、一第一连接点64及一第三连接点66。端口62的每一个连接第二空间SP2的每一个和第三空间SP3的每一个。此外，第一连接点64和第三连接点66形成在第一管道6的两端。第一连接点64耦接至液体源2的第一端24，而第三连接点66则耦接至转换器4的第一端42。

第二管道8形成一第四空间SP4，并且第二管道8的一第一端82耦接至转换器4的一第二端44，而第二管道8的一第二端84耦接至液体源2的第二端26。

在第一操作模式M1(例如能源储存模式)下，来自液体源2的工作液体WL通过第一管道6和第二管体18注入第二空间SP2，使得工作液体WL驱动初始液体IL通过第一管体16持续压缩第一空间SP1中的初始气体IG，直到作用在第一空间SP1的初始气体IG具有一预定压力，从而使第一容器12能够储存一第一压力能FPE。

在第二操作模式M2(例如能源释放模式)下，通过开启一控制阀，初始气体IG由于其压力持续膨胀，驱动初始液体IL朝向第二管体18移动并从第二管体18排出，以将第一压力能FPE转换为一第二压力能SPE，并穿过第一管道6以驱动转换器4产生电能E；驱动转换器4后的工作液体WL通过第二管道8返回液体源2。

图4是一三维示意图400，绘示根据一些具体实施例的能源储存系统。在图4中，能源储存系统20'不仅包含能源储存器10”、液体源2、转换器4、第一管道6和第二管道8，还包含一压力传感器32、一泵34、一阀体36以及一控制器38。泵34使异质性压能交互作动的能源储存系统具有一更好的能源储存效果，储存和释放更多的能源。

能源储存器10”、液体源2、转换器4、第一管道6和第二管道8的描述与前述具体实施例的描述相同，在此不再重复。

压力传感器32能用来感测例如工作流体WL、初始液体IL或初始气体IG的变化，并产生一对应的感测讯号SS。在此，以压力传感器32设置在第一容器12处为例。在其他具体实施例中，压力传感器32还可以设置在第二容器14、第一管体16、第二管体18、第一管道6和第二管道8中的至少一个上。

泵34例如能够用于调整工作液体WL或初始液体IL的流量。本文的泵34能够专门设计来提供工作液体WL，以产生一较高的流速和压力来作用于初始液体IL和初始气体IG，并且能源可以快速且容易的储存在第一容器12和第二容器14中。在本文中，以泵34设置在第一管道6与液体源2之间为例。在其他具体实施例中，泵34还可以设置在第一空间SP1、第二空间SP2、第一管体16、第二管体18、第一管体16与第一容器12之间、第二管体18与第二容器14之间、第一管道6、第二管道8、第二管道8与液体源2之间、以及第二管道8与转换器2之间中的至少一个。另外，泵34调节液体源2的工作液体WL进入能源储存器10”。

阀体36、36'能够手动的和自动的提供一打开模式和一关闭模式。自动控制能够经由控制讯号CS实现。控制讯号CS能由控制器38产生。此外，在打开模式下，工作流体WL、初始液体IL和初始气体IG能穿过阀体。在关闭模式下，工作流体WL、初始液体IL和初始气体IG被阀体阻挡。在本文中，以第一管道6与液体源2之间的阀体36以及第一管道6与转换器4之间的阀体36'为例进行说明，在其他具体实施例中，阀体也可以设置在第一容器12、第二容器14、第一管体16、第二管体18、第一管体16与第一容器12之间、第二管体18与第二容器14之间、第一管道6、第二管道8、第二管道8与液体源2之间、以及第二管道8与转换器4之间中的至少一个。

控制器38可接收由压力传感器32产生的一感测讯号SS，感测讯号SS是压力传感器32通过感测例如工作流体WL、初始液体IL或初始气体IG产生的压力所产生的。控制器38根据感测讯号SS产生一控制讯号CS以操作阀体36、36'，以进一步执行打开模式或关闭模式。详细来说，控制器38输出控制讯号CS来操作阀体36以将初始气体IG控制在一预定压力，并且当初始气体IG具有一预定压力时，停止压缩初始气体IG。

在另一具体实施例中，控制器38能控制控制程序APP(例如，类似于图1的控制系统102)，以允许能源储存器402、404、406和408以同步方式储存第一压力能FPE或转换第二压力能。例如，控制器38控制阀体36，使得四个能源储存器402、404、406和408能够同时储存大约四倍的第一压力能FPE，或者四个能源储存器402、404、406和408能够同时释放约四倍的第二压力能SPE。在一些具体实施例中，控制器命令四个能源储存器402、404、406和408在离峰时段同时储存第一压力能(FPE)。在一些具体实施例中，控制器命令四个能源储存器402、404、406和408在尖峰时段同时释放第二压力能(SPE)。

在又一具体实施例中，控制器38还可以控制控制程序APP，以允许能源储存器402、404、406和408异步的储存第一压力能FPE或转换第二压力能SPE。例如，控制器38控制阀体36或在端口62(未示出)处的单独可控阀，使得能源储存器402、404、406和408中的任一个能够独立的储存或释放能源。换句话说，控制器38可以选择一个、多个或全部能源储存器，来驱动转换器产生一倍或数倍的电能或者延长电能E发电的持续时间。

在一些具体实施例中，储存在能源储存器402、404、406和408中的第一压力能FPE彼此不同，以使能源储存系统的总能源储存效率最大化。例如，与能源储存器404、406和408相比，能源储存器402能够储存最小的第一压力能。如果能源储存器402中储存的第一压力能足以涵盖市场所需的能源与当前可用的能源之间的差值，则能源储存系统可以不需要释放能源储存器404、406和408中储存的FPE。这样一来，能够避免能源储存系统的过度运行。

在另一具体实施例中，控制器38监测产生的电能E的量。例如，当电力发生一异常(例如不足或过载)时，控制器38发出异常通知。

在另一具体实施例中，控制器38可配置电能E来供应能源储存器10所需的电能，以达到自发电和自供电的目的。

在另一具体实施例中，能源储存器10还包含一扩展能源储存单元40，扩展能源储存单元40与转换器4连接，以储存电能E。扩展能源储存单元40例如可以是一蓄电池、一二次电池、一超级电容器或类似物。

图5绘示具有n×m个单元的能源储存器10”的能量储存系统500。在此具体实施例中，能源储存系统500具有4×3个单元的能源储存器10”。能源储存器10”的数量能够根据使用者的需要进行调整。在一些具体实施例中，能源储存系统500具有200×300个单元的能源储存器10”。

图6是根据一些具体实施例的能源储存方法的一示意性流程图600，其为使用异质性压能交互作动的方法。在图6中，方法开始于步骤S91，其在一第一容器中提供一初始气体。初始气体能够是空气或惰性气体(例如氦气、氮气)。

在步骤S92，将一初始液体(例如，水)提供在一第二容器中。

在步骤S93，向第二容器供应一工作液体，以驱动初始液体压缩初始气体并储存一第一压力能。在一些具体实施例中，工作液体与初始液体(例如水)相同。压缩和释放的压力、速度等的预定范围由适当的传感器和控制器(例如，计算机控制的阀)监测和控制。

在步骤S94，通过膨胀压缩气体来释放第一压力能，以驱动初始液体对工作流体做功，以输出一第二压力能。

在步骤S95，执行步骤S93至S94，以在第一压力能和第二压力能之间重复作用，以输出能源；例如，利用第二压力能驱动一转换器(如一液泵、一涡轮泵、液体发电机、液体涡轮发电机、水力发电机)来发电。

在另一具体实施例中，在步骤S95之后，将工作流体回收并再次施加至第二容器，以形成工作流体能重复使用的一封闭系统。

在使用过程中，装置和系统用于储存和释放能源，以便按需求使用所储存的能源。

在操作中，一系统将电能转换成一势能或压缩空气能，储存转换后的能源，并在需要时释放储存的能源。

电力储存系统能用作一备援电力系统或备用电力系统，其能够构建为支持一发电厂或一子发电厂(例如，在终端使用者之前的配电级)。例如，当绿色能源/电力的供应中断或不稳定时，能够使用电力储存系统。

图7是一夏季用电高峰日的一电力需求曲线。在图7中，区域702处于电力供应过剩时段，而区域704则处于电力供应不足时段。为了更有效的利用电力，本公开的能源储存系统能够在电力供应过剩时处于一能源储存模式，在电力短缺时处于发电模式。

能源储存系统的能源储存效率能够基于一效率因子(例如总经济效益)进行优化。在图7中，区域702的电价为一离峰电价，区域704的电价为一尖峰电价。如上所述，在图4中，泵34能用于调节工作液体WL或初始液体IL的流速。

在图7所示的离峰时段(区域702)，泵34能设置为提供工作液体WL以产生一较高的流速和压力来作用于初始液体IL和初始气体IG，并且能源能够快速且容易的储存在第一容器12和第二容器14中。

在图7所示的尖峰时段(区域704)，以水量形式储存的能源，能够通过压缩气体推动水而驱动一水力发电机，从而按需求发电/再生电力。

图7绘示基于一额外的供需关系，能源能够储存和再生。本文公开的能源储存系统能够基于任何其他决定因子来操作，例如在一天/季节/实时的时间期间的能源市场价格、一城市的电力需求、区域供应或需求等任何其他因子。

图8是根据一些具体实施例的一示意性流程图，绘示从一能源库分配电力的方法。在图8中，方法从步骤S81开始。在步骤S81，在一预选地理区域中的多个位置中的每一个，通过以水压缩一气体(例如，空气)通过空间置换以控制电力储存。

在步骤82，选择多个位置中的一或多个，以使用水来再生电力，水是由在这些所选择的位置中的一或多个的位置处的压缩气体提供的一力推动。

在步骤83，电力分配是使用一远程控制系统所控制的。例如，能够通过像是一智能手机等的一行动装置来控制电力分配。电力储存与电力再生之间的切换，能够根据电价来确定，例如市场购电电价、市场售电电价。电力储存和电力再生之间的切换也能够根据电力需求来确定。

在使用中，能源储存系统用于能源储存。

在操作中，能源以水和压缩气体的一形式储存，并且当需要时能够以电的形式释放或再生能源，这由本文公开的操作系统控制。

本发明已经在上方的较佳具体实施例公开，但是本领域的技术人员应该理解，具体实施例仅仅用以解释本发明，并不构成对本发明范围的限制。需要说明的是，所有与具体实施例均等的修改和替换均应包含在本发明的范围内。因此，本发明的保护范围应当以专利申请的保护范围为准。

Claims (25)

1.一种能源储存系统，其特征在于，包含有：

a.一第一流体容器，用于容纳第一流体，所述第一流体包含一液体和一气体；

b.一泵，配置为泵送所述液体以压缩所述第一流体容器中的所述气体；

c.一水力发电机，通过所述第一流体容器中流出的所述液体驱动来发电；以及

d.一电子控制系统，配置为选择性的控制：

i)当处于一能源储存模式时，泵送所述液体以压缩所述气体至一预定压力范围；以及

ii)当处于一发电模式时，控制所述第一流体的一流速、一流量或两者，以驱动一水力发电机发电，从而优化所述能源储存系统的一能源储存效率。

2.根据权利要求1所述的能源储存系统，其特征在于，其中还包括一第二流体容器，与所述第一流体容器流体的耦接，其中所述第二流体容器配置为仅含有所述气体。

3.根据权利要求1所述的能源储存系统，其特征在于，其中基于一效率因子来优化所述能源储存系统的所述能源储存效率。

4.根据权利要求3所述的能源储存系统，其特征在于，其中所述效率因子包括一总能源储存和再生效率，其基于当处于所述发电模式时，控制驱动所述水力发电机的所述流体的所述流速、所述流量或两者。

5.根据权利要求3所述的能源储存系统，其特征在于，其中所述效率因子包括一总经济效率，其基于选择一天中的一时间来启动所述能源储存模式或所述发电模式。

6.根据权利要求5所述的能源储存系统，其特征在于，其中所述总经济效率包括一市场购电电价。

7.根据权利要求5所述的能源储存系统，其特征在于，其中所述总经济效率包括一市场售电价格。

8.根据权利要求1所述的能源储存系统，其特征在于，其中还包括基于一当地市场的尖峰时段，选择一天中处于所述能源储存模式或所述发电模式的一时间。

9.根据权利要求1所述的能源储存系统，其特征在于，其中还包括基于一当地市场的一实时电力需求，选择一天中处于所述能源储存模式或所述发电模式的一时间。

10.根据权利要求1所述的能源储存系统，其特征在于，其中还包括一不断电电源供应器，含有与所述能源储存系统耦接的一电池或一超级电容器。

11.一种能源储存系统控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

a.当处于一能源储存模式时，通过使用一电子控制系统泵送一液体，以压缩一第一流体容器中的一气体至一预定压力范围；以及

b.当处于一发电模式时，通过使用所述电子控制系统控制一第一流体的一流动，以所述液体驱动一水力发电机来发电。

12.根据权利要求11所述的能源储存系统控制方法，其特征在于，其中还包括选择一天中的一时间，以启动所述能源储存模式或所述发电模式。

13.根据权利要求11所述的能源储存系统控制方法，其特征在于，其中还包括基于一市场购电价格，选择一天中的一时间来启动所述能源储存模式。

14.根据权利要求11所述的能源储存系统控制方法，其特征在于，其中还包括选择一离峰时段，以启动所述能源储存模式。

15.根据权利要求11所述的能源储存系统控制方法，其特征在于，其中还包括基于一市场售电价格，选择一天中的一时间来启动所述发电模式。

16.根据权利要求11所述的能源储存系统控制方法，其特征在于，其中还包括选择一尖峰时段，以启动所述发电模式。

17.根据权利要求11所述的能源储存系统控制方法，其特征在于，其中还包括使用一远程装置，控制所述电子控制系统。

18.根据权利要求17所述的能源储存系统控制方法，其特征在于，其中所述远程装置包括一行动装置。

19.一种从一能源库分配电力的方法，其特征在于，包含以下步骤：

a)在一预先选定的地理区域内的多个位置中的每一个，通过以水压缩一气体通过空间置换来控制电力储存；以及

b)选择一个以上的所述这些位置，使用所述水来再生所述电力，所述水是由在所选择的所述这些位置中的每一个处的所述压缩气体所提供的一力推动。

20.根据权利要求19所述的从一能源库分配电力的方法，其特征在于，其中还包括选择一离峰时段进行电力储存。

21.根据权利要求19所述的从一能源库分配电力的方法，其特征在于，其中还包括选择一尖峰时段再生所述电力。

22.根据权利要求19所述的从一能源库分配电力的方法，其特征在于，其中还包括基于一个以上的所述这些位置中的一所选区域的一电力需求来再生所述电力。

23.根据权利要求19所述的从一能源库分配电力的方法，其特征在于，其中还包括在一远程控制中心控制所述电力分配。

24.根据权利要求19所述的从一能源库分配电力的方法，其特征在于，其中

还包括使用一远程控制系统控制所述电力分配。

25.根据权利要求19所述的从一能源库分配电力的方法，其特征在于，其中

还包括使用一行动装置控制所述电力分配。