ES2884106T3 - Sistema de corte de pico - Google Patents

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Abstract

Sistema de corte de pico que comprende: una carga (1); un sistema (7) de potencia que está adaptado para llevar a cabo un suministro de potencia a dicha carga; un dispositivo (5) de generación de potencia que está adaptado para generar potencia y para suministrar la potencia generada a dicha carga; un dispositivo (2) de almacenamiento de potencia que está adaptado para llevar a cabo la carga y descarga con respecto a dicha carga; y una unidad (3) de control que está adaptada para controlar el suministro de potencia a dicha carga, en el que dicha unidad de control está adaptada para ejecutar un primer procedimiento de corte de pico que lleva a cabo un corte de pico con respecto a la potencia recibida de dicho sistema de potencia ejecutando dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia, y está adaptada para ejecutar un segundo procedimiento de corte de pico que lleva a cabo dicho corte de pico llevando a cabo dicha generación de potencia por dicho dispositivo de generación de potencia sólo cuando no puede conseguirse una cantidad predeterminada de potencia de corte de pico sólo mediante dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia caracterizado porque dicha unidad de control está adaptada para predecir la demanda de potencia, cuando el valor de predicción de la demanda de potencia alcanza un primer valor objetivo establecido previamente en un primer momento, estando adaptada dicha unidad de control para comenzar a ejecutar dicho primer procedimiento de corte de pico en el primer momento; en el que cuando el valor de predicción de la demanda de potencia se reduce a un segundo valor objetivo establecido previamente en un segundo momento, dicha unidad de control está adaptada para detener dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia en el segundo momento, y el segundo valor objetivo es menor que el primer valor objetivo.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de corte de pico
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de corte de pico que actúa conjuntamente con un sistema de potencia, que lleva a cabo un corte de pico con respecto a la potencia recibida del sistema de potencia.
Técnica anterior
Para llevar a cabo el corte de pico con respecto a la potencia recibida de un sistema de potencia, se ha introducido un sistema de autogeneración que actúa conjuntamente con el sistema de potencia (por ejemplo, documentos JP 2004 064810 A y JP 2011 083044 A).
En una técnica según el documento JP 2004 064810 A, un convertidor lleva a cabo la conversión para cargar la potencia generada por un dispositivo de generación de potencia y/o la potencia suministrada desde un sistema de potencia en una batería secundaria o para suministrar la potencia generada por el dispositivo de generación de potencia y la potencia que se descarga de la batería secundaria, a una carga. Un controlador controla el funcionamiento de la batería secundaria, de modo que el total de la potencia generada por el dispositivo de generación de potencia y la potencia que se descarga de la batería secundaria no esté por debajo del consumo de potencia de la carga que supera una posición de corte de pico determinada mediante cálculo.
Además, en una técnica según el documento JP 2011 083044 A, cuando se aumenta la potencia consumida por una carga, después de la descarga de potencia que se cargó previamente para hacer funcionar de manera eficiente un dispositivo de generación de potencia, se inicia un primer dispositivo de autogeneración de modo que la potencia excesiva se cargue en un dispositivo de almacenamiento de potencia mientras se emite la potencia a la carga. Luego, antes del inicio de un segundo dispositivo de autogeneración, se descarga la potencia que se carga mediante el primer dispositivo de autogeneración. Además, después del inicio del segundo dispositivo de autogeneración, se carga una potencia excesiva en el dispositivo de almacenamiento de potencia mientras se emite la potencia a la carga. Es decir, en la técnica según el documento JP 2011 083044 A, se repite el procedimiento de la carga mediante un dispositivo de autogeneración, la descarga de un dispositivo de almacenamiento de potencia, la carga mediante otro dispositivo de autogeneración y la descarga del dispositivo de almacenamiento de potencia.
El documento US 20070035290 A1 divulga un dispositivo para cubrir la carga de pico de un consumidor de electricidad conectado a una red de electricidad pública. Un inversor de potencia se alimenta mediante un acumulador de CC y puede conectarse en paralelo al suministro de electricidad del consumidor. En la conexión, se proporciona un dispositivo de medición que está conectado a un dispositivo de control que monitoriza el consumo de energía y activa el inversor de potencia si el consumo de energía supera un umbral.
Sumario de la invención
Problemas que va a resolver la invención
En las técnicas según los documentos JP 2004 064810 A y JP 2011 083044 A, tal como se muestra en la figura 2 o similar en los documentos, para el corte de pico, se usan tanto el dispositivo de generación de potencia como el dispositivo de almacenamiento de potencia para accionar siempre el dispositivo de generación de potencia. Es decir, en las técnicas, el accionamiento del dispositivo de generación de potencia es el requisito de configuración esencial para resolver los problemas.
Sin embargo, recientemente, el coste de los combustibles necesarios para accionar el dispositivo de generación de potencia ha sido muy alto. Por tanto, el problema de que es necesario un coste de funcionamiento alto para accionar el dispositivo de generación de potencia ha sido importante.
Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de corte de pico que pueda reducir el coste de funcionamiento de un dispositivo de generación de potencia incluso cuando se lleva a cabo un procedimiento de corte de pico.
Medios para resolver los problemas
Para conseguir el objetivo anterior, un sistema de corte de pico según la presente invención incluye una carga, un sistema de potencia que lleva a cabo el suministro de potencia a la carga, un dispositivo de generación de potencia que genera potencia y suministra la potencia generada a la carga, un dispositivo de almacenamiento de potencia que lleva a cabo la carga y descarga con respecto a la carga, y una unidad de control que controla el suministro de potencia a la carga, en el que la unidad de control ejecuta un primer procedimiento de corte de pico que lleva a cabo un corte de pico con respecto a la potencia recibida del sistema de potencia ejecutando la descarga del dispositivo de almacenamiento de potencia, y ejecuta un segundo procedimiento de corte de pico que lleva a cabo el corte de pico llevando a cabo la generación de potencia mediante el dispositivo de generación de potencia sólo cuando no puede conseguirse una cantidad predeterminada del corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo de almacenamiento de potencia.
Efectos de la invención
El sistema de corte de pico según la presente invención incluye una carga, un sistema de potencia que lleva a cabo el suministro de potencia a la carga, un dispositivo de generación de potencia que genera potencia y suministra la potencia generada a la carga, un dispositivo de almacenamiento de potencia que lleva a cabo la carga y descarga con respecto a la carga, y una unidad de control que controla el suministro de potencia a la carga, en el que la unidad de control ejecuta un primer procedimiento de corte de pico que lleva a cabo un corte de pico con respecto a la potencia recibida del sistema de potencia ejecutando la descarga del dispositivo de almacenamiento de potencia, y ejecuta un segundo procedimiento de corte de pico que lleva a cabo el corte de pico llevando a cabo la generación de potencia por el dispositivo de generación de potencia sólo cuando no puede conseguirse una cantidad predeterminada de corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo de almacenamiento de potencia.
Por consiguiente, en la presente invención, para el procedimiento de corte de pico, la generación de potencia por el dispositivo de generación de potencia puede minimizarse siempre sin la generación de potencia por el dispositivo de generación de potencia. Por tanto, el sistema de corte de pico según la presente invención puede impedir la generación de potencia por el dispositivo de generación de potencia incluso cuando el procedimiento de corte de pico se lleva a cabo en el caso de aumentar el coste de funcionamiento del dispositivo de generación de potencia debido al mayor coste de combustible. Es decir, el sistema de corte de pico puede reducir el coste de funcionamiento del dispositivo de generación de potencia.
El objeto, las características, los aspectos y las ventajas de la presente invención resultarán más evidentes con referencia a la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra la configuración esquemática de un sistema 100 de corte de pico según una realización.
La figura 2 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 3 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 4 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 5 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 6 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 7 es un diagrama conceptual que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 8 es un diagrama conceptual que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 9 es un diagrama conceptual que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
La figura 10 es un diagrama conceptual que describe el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según la realización.
Descripción de la realización
A continuación en el presente documento, la presente invención se describirá específicamente con referencia a los dibujos que muestran su realización.
<Realización>
La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra la configuración de un sistema 100 de corte de pico según la realización de la presente invención.
Tal como se muestra en la figura 1, el sistema 100 de corte de pico según esta realización incluye una carga 1, un dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, una unidad 3 de control, un PCS (subsistema de acondicionamiento de potencia) 4, un dispositivo 5 de generación de potencia, una unidad 6 de recepción de potencia y un sistema 7 de potencia.
La carga 1 está instalada en un sistema eléctrico en el lado de consumidor. La carga 1 es un dispositivo eléctrico que incluye equipos eléctricos y similares que funcionan con suministro de potencia, y que se instala en una planta y un edificio y similares. En la figura 1, sólo se muestra una carga 1, pero pueden instalarse una pluralidad de cargas 1. Además del suministro de potencia del sistema 7 de potencia, la carga 1 puede recibir el suministro de potencia que se descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y puede recibir el suministro de potencia generado por el dispositivo 5 de generación de potencia.
El sistema 7 de potencia es un sistema de generación, transformación y transmisión de potencia y similares para suministrar potencia a la carga 1 del consumidor. Es decir, la potencia suministrada desde el sistema 7 de potencia significa potencia suministrada desde una compañía eléctrica a la carga 1 del consumidor. La potencia suministrada desde el sistema 7 de potencia puede contribuir a la carga en el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
La unidad 6 de recepción de potencia recibe la potencia suministrada desde el sistema 7 de potencia, y emite la potencia recibida a la carga 1 y al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia y similares. La unidad 6 de recepción de potencia es el límite entre el lado de sistema 7 de potencia y el sistema eléctrico en el lado de consumidor de la carga 1.
El dispositivo 2 de almacenamiento de potencia está instalado en el sistema eléctrico en el lado de consumidor. El dispositivo 2 de almacenamiento de potencia incluye al menos una o más baterías. En este caso, cada batería es una batería secundaria en la que la respuesta de carga y descarga es rápida (es decir, la capacidad de carga y descarga “C (amperio ■ tiempo) es alta (= varias C o más)”). Como batería puede adoptarse, por ejemplo, una batería de iones de litio.
El dispositivo 2 de almacenamiento de potencia puede cargar la potencia recibida por la unidad 6 de recepción de potencia y la potencia generada y emitida por el dispositivo 5 de generación de potencia. Además, el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia lleva a cabo la descarga, y puede suministrar la potencia descargada a la carga 1.
El PCS 4 está instalado en el sistema eléctrico en el lado de consumidor. El PCS 4 incluye un inversor y similares, y puede convertir la potencia que se descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia en potencia que puede usarse en la carga 1. El PCS 4 convierte la potencia de corriente alterna del sistema eléctrico en el lado de consumidor en potencia de corriente continua para la carga en el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y convierte la potencia de corriente continua descargada del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia en potencia de corriente alterna que puede usarse en la carga 1.
El dispositivo 5 de generación de potencia está instalado en el sistema eléctrico en el lado de consumidor. El dispositivo 5 de generación de potencia puede suministrar la potencia generada a la carga 1. La potencia generada por el dispositivo 5 de generación de potencia puede contribuir a la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. El número de dispositivos 5 de generación de potencia no se limita a uno, y pueden ser varios. Como dispositivo 5 de generación de potencia se adopta, por ejemplo, un dispositivo que genera potencia usando un combustible, tal como petróleo.
La unidad 3 de control está instalada en el lado de consumidor. Además, tal como se muestra en la figura 1, la unidad 3 de control está conectada mutuamente a la carga 1, al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, al PCS 4, al dispositivo 5 de generación de potencia y a la unidad 6 de recepción de potencia para comunicarse de manera bidireccional con los mismos mediante una red de comunicaciones en red.
La unidad 3 de control usa la estructura de red para monitorizar y gestionar el estado de potencia usada en la carga 1, el estado de potencia recibida desde el sistema 7 de potencia en la unidad 6 de recepción de potencia, el estado de potencia generada y suministrada en el dispositivo 5 de generación de potencia, el estado cargado y descargado en el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y la capacidad restante del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Además, la unidad 3 de control usa la estructura de red para controlar el suministro de potencia a la carga 1. Específicamente, la unidad 3 de control usa la estructura de red para controlar la carga y descarga hacia y desde el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia y la generación de potencia y la detención de la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia.
Tal como se describió anteriormente, la unidad 3 de control monitoriza y gestiona el estado de potencia usada en la carga 1, y calcula el valor de predicción de la demanda de potencia en la carga 1 mediante la monitorización y la gestión. La unidad 3 de control puede monitorizar directamente el estado de potencia usada en la carga 1. Alternativamente, por ejemplo, la unidad 3 de control puede monitorizar indirectamente el estado de potencia usada en la carga 1 a partir de la monitorización de la potencia recibida por la unidad 6 de recepción de potencia, la monitorización de la potencia que se carga y descarga hacia y desde el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y la monitorización de la potencia generada por el dispositivo 5 de generación de potencia y similares.
La demanda de potencia es un término bien conocido, y es una cantidad usada de potencia promedio (kW) de la carga 1 en un tiempo de espera de demanda predeterminado. Como tiempo de espera de demanda predeterminado se adoptan normalmente 30 minutos. Es decir, normalmente, la demanda de potencia se calcula de manera continua durante cada periodo de 30 minutos.
Por ejemplo, cuando el tiempo de espera de demanda predeterminado es de 30 minutos, se calcula una cantidad usada de potencia total (kWh) de la carga 1 durante 30 minutos. Entonces, un valor obtenido dividiendo la cantidad usada de potencia total calculada entre 30 minutos (= la cantidad usada de potencia total durante 30 minutos/30 minutos) es la demanda de potencia durante 30 minutos.
Tal como se describió anteriormente, la unidad 3 de control predice la demanda de potencia. Se conoce bien la técnica para predecir la demanda de potencia y se divulga por ejemplo en la solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.° 8-63132 como documento de patente.
Normalmente, la cantidad usada de potencia de la carga 1 al completarse el tiempo de espera de demanda se predice a partir de la cantidad usada de potencia actual de la carga 1 y un gradiente en relación con el tiempo de la cantidad usada de potencia actual, de modo que la cantidad usada de potencia predicha se divide entonces entre el tiempo de espera de demanda. Por tanto, puede predecirse la demanda de potencia.
La unidad 3 de control según esta realización usa una demanda de potencia predicha, un valor objetivo establecido y la capacidad eléctrica del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia y similares para ejecutar el siguiente control.
Es decir, cuando la necesidad de un corte de pico surge de la demanda de potencia predicha, la unidad 3 de control lleva a cabo un control para iniciar la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia mientras continúa el suministro de potencia del sistema 7 de potencia. Se ejecuta un primer procedimiento de corte de pico que lleva a cabo el corte de pico con respecto a la potencia recibida del sistema 7 de potencia ejecutando la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Además, la unidad 3 de control lleva a cabo un control para iniciar la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia sólo cuando no puede conseguirse una cantidad predeterminada de corte de pico mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Es decir, en la presente invención, cuando la cantidad predeterminada de corte de pico sólo puede conseguirse mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, la unidad 3 de control impide que el dispositivo 5 de generación de potencia ejecute la generación de potencia (esto significa que en la presente invención, el procedimiento de corte de pico puede llevarse a cabo sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y en la presente invención, la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia no se lleva a cabo para el procedimiento de corte de pico en todo momento).
Tal como se describió anteriormente, el corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (es decir, el corte de pico sin la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia) se denomina primer procedimiento de corte de pico. Por el contrario, el corte de pico con la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia se denomina segundo procedimiento de corte de pico.
A continuación en el presente documento, se describirá el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según esta realización específicamente con referencia a las figuras 2 a 6.
En este caso, se establecen previamente un primer valor objetivo y un segundo valor objetivo para la unidad 3 de control. El primer valor objetivo o el segundo valor objetivo se selecciona según si es necesaria o no una cantidad predeterminada de corte de pico mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Cuando el valor de predicción de la demanda de potencia es el primer valor objetivo o más, se inicia la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Por otro lado, cuando el valor de predicción de la demanda de potencia es el segundo valor objetivo o menos, se detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. En este caso, considerando los datos históricos, como segundo valor objetivo, se adopta un valor que es ligeramente menor que el primer valor objetivo.
Cuando el valor de predicción de la demanda de potencia es el segundo valor objetivo o menos, la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia puede iniciarse con la detención de la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. En este caso, considerando la potencia excesiva suministrada desde el sistema 7 de potencia con respecto al accionamiento de la carga 1, se selecciona el segundo valor objetivo que es menor que el primer valor objetivo.
En primer lugar, se supone que el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia no lleva a cabo la descarga, el dispositivo 5 de generación de potencia no lleva a cabo la generación de potencia y la carga 1 recibe sólo suministro de potencia desde l sistema 7 de potencia. Cuando el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia no está completamente cargado, la carga se ejecuta usando la potencia recibida desde el sistema 7 de potencia.
Tal como se muestra en la etapa S1 en la figura 2, la unidad 3 de control calcula el valor de predicción de la demanda de potencia en todo momento (o regularmente). Además, la unidad 3 de control determina si la demanda de potencia predicha en la etapa S1 es o no el primer valor objetivo o más (etapa S2).
La cantidad de potencia usada de la carga 1 se aumenta, de modo que el valor de predicción de la demanda de potencia alcanza el primer valor objetivo (en la etapa S2, “S”). En este caso, es necesario el procedimiento de corte de pico, de modo que el control de la unidad 3 de control inicia la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S3). Es decir, se inicia el primer procedimiento de corte de pico descrito anteriormente. En este caso, la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia se mantiene detenida.
Por otro lado, el valor de predicción de la demanda de potencia es menor que el primer valor objetivo (en la etapa S2, “N”). En este caso, el procedimiento de corte de pico es innecesario, de modo que la unidad 3 de control no ejecuta la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia y la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia, y luego se lleva a cabo nuevamente el procedimiento en la etapa S1. Es decir, la operación después de la etapa S1 se ejecuta repetidamente.
En este caso, la unidad 3 de control considera el estado de potencia usada en la carga 1 (es decir, el valor de predicción de la demanda de potencia), y determina que la potencia suministrada desde el sistema 7 de potencia permite el accionamiento de la carga 1. En este caso, cuando la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia no está completamente cargada, el control de la unidad 3 de control lleva a cabo la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia durante la operación repetida en las etapas S1 y S2 en la figura 2.
Cuando se inicia el primer procedimiento de corte de pico en la etapa S3, la unidad 3 de control ejecuta cada operación mostrada en las figuras 3, 4, y 5.
En primer lugar, se describirá el flujo en la figura 3.
Tal como se describió en la etapa S1 en la figura 2, la unidad 3 de control continúa el cálculo del valor de predicción de la demanda de potencia. En la etapa S3 en la figura 2, se inicia la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Tal como se muestra en la etapa S10 en la figura 3, se continúa la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. En el estado, la unidad 3 de control lleva a cabo una determinación en la etapa S11. Es decir, la unidad 3 de control determina si la demanda de potencia predicha es o no el segundo valor objetivo o menos (etapa S11).
La cantidad de potencia usada de la carga 1 se reduce, de modo que el valor de predicción de la demanda de potencia se reduce al segundo valor objetivo (en la etapa S11, “S”). Este caso es un caso en el que se elimina la necesidad del procedimiento de corte de pico, de modo que el control de la unidad 3 de control detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S12). Es decir, se detiene el primer procedimiento de corte de pico descrito anteriormente. Después de eso, la unidad 3 de control ejecuta la serie de operaciones mostradas en la figura 2.
En este caso, el primer procedimiento de corte de pico (es decir, la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia) reduce la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Por consiguiente, después de la etapa S12, la unidad 3 de control considera el estado de potencia usada en la carga 1 (es decir, el valor de predicción de la demanda de potencia), y determina que la potencia suministrada desde el sistema 7 de potencia permite el accionamiento de la carga 1. En este caso, la unidad 3 de control controla el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia para iniciar la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Alternativamente, en la etapa S12, (es decir, el valor de predicción de la demanda de potencia se reduce al segundo valor objetivo), el control de la unidad 3 de control puede iniciar la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia con la detención de la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Por otro lado, el valor de predicción de la demanda de potencia es mayor que el segundo valor objetivo (en la etapa S11, “N”). Este caso es un caso en el que continúa la necesidad del procedimiento de corte de pico. Se continúa la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S10), y luego se ejecuta repetidamente la operación después de la etapa S10.
Además, en el flujo en la figura 4, se detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Se describirá el flujo en la figura 4.
Tal como se describió anteriormente, la demanda de potencia se calcula de manera continua durante el periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado. Es decir, en el caso en el que el tiempo de espera de demanda predeterminado sea de 30 minutos, cuando se completa el cálculo de la demanda de potencia para los siguientes 30 minutos en el intervalo de 0 a 30 minutos, se inicia el cálculo de nueva demanda de potencia durante 30 minutos en el intervalo de 30 a 60 minutos. Es decir, el valor de la demanda de potencia se reestablece a cero en el momento del inicio del siguiente periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado.
Tal como se describe en la etapa S1 en la figura 2, la unidad 3 de control continúa el cálculo del valor de predicción de la demanda de potencia. En la etapa S3 en la figura 2, se inicia la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Tal como se muestra en la etapa S20 en la figura 4, se continúa la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. En este estado, la unidad 3 de control lleva a cabo una determinación en la etapa S21. Es decir, la unidad 3 de control determina si se inicia o no un nuevo periodo de tiempo de espera de demanda para el periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado (etapa S21).
Se supone que la unidad 3 de control predice la demanda de potencia durante el periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado, se finaliza un determinado periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado, y luego se inicia el siguiente periodo de tiempo de espera de demanda (en la etapa S21, “S”). Luego, en el momento del inicio del siguiente periodo de tiempo de espera de demanda, el control de la unidad 3 de control detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S22). Es decir, el primer procedimiento de corte de pico descrito anteriormente se detiene una vez. Después de eso, la unidad 3 de control ejecuta la serie de operaciones mostradas en la figura 2.
Por otro lado, se supone que la unidad 3 de control predice la demanda de potencia para el periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado, y todavía no ha finalizado un determinado periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado. Por ejemplo, se supone que el periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado es de 30 minutos, y luego, en el periodo de tiempo de espera de demanda durante t a t 30 minutos, el tiempo de determinación T en la etapa S21 es t < T < t 30 minutos (en la etapa S21, “N”). En este caso, se continúa la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S20), de modo que la operación después de la etapa S20 en la figura 4 se ejecuta repetidamente.
Puede considerarse que el flujo en la figura 4 es el mismo que el flujo en la figura 3. Es decir, tal como se describió anteriormente, en el momento del inicio del siguiente periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado, el valor de la demanda de potencia se reestablece a cero (para el siguiente periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado, el valor de predicción de la demanda de potencia se calcula a partir de cero). En este caso, el valor de predicción de la demanda de potencia es el segundo valor objetivo o menos en la etapa S11 en la figura 3. Por tanto, sin proporcionar adicionalmente el flujo en la figura 4, sólo puede proporcionarse el flujo en la figura 3. Sin embargo, en esta realización, para la descripción detallada de la invención, además del flujo en la figura 3, se proporciona adicionalmente el flujo en la figura 4.
Además, el cambio en el valor de predicción de demanda es grande inmediatamente después del inicio del tiempo de espera de demanda en la figura 4. Por tanto, cualquier periodo constante inmediatamente después del inicio del tiempo de espera de demanda también puede ser una zona de tiempo de inhibición de carga y descarga.
Tal como se describió anteriormente, después del inicio de la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia en el flujo en la figura 2, la unidad 3 de control ejecuta la operación del flujo mostrado en la figura 5 mientras ejecuta los flujos en las figuras 3 y 4. A continuación, se describirá el flujo en la figura 5.
Tal como se describe en la etapa S1 en la figura 2, la unidad 3 de control continúa el cálculo del valor de predicción de la demanda de potencia. En la etapa S3 en la figura 2, se inicia la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Tal como se muestra en la etapa S30 en la figura 5, se continúa la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. En este estado, la unidad 3 de control lleva a cabo una determinación en la etapa S31. Es decir, a partir del valor de predicción de la demanda de potencia y la capacidad restante del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia obtenidos monitorizando el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, la unidad 3 de control determina si no puede conseguirse una cantidad predeterminada de corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S31).
Debido al aumento de la predicción de la demanda de potencia y/o la disminución de la capacidad restante del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, la unidad 3 de control determina que la cantidad predeterminada de corte de pico no puede conseguirse sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (en la etapa S31, “S”). En este caso, la unidad 3 de control controla el dispositivo 5 de generación de potencia, de modo que el dispositivo 5 de generación de potencia inicia la generación de potencia (etapa S32). Es decir, se ejecuta el segundo procedimiento de corte de pico descrito anteriormente.
En este caso, después de la etapa S32, a partir del valor de predicción de la demanda de potencia y la fuerza de generación de potencia del dispositivo 5 de generación de potencia, la unidad 3 de control determina que la cantidad predeterminada de corte de pico con respecto al sistema 7 de potencia puede conseguirse hasta cierto punto sólo mediante la potencia generada del dispositivo 5 de generación de potencia. En este caso, el control de la unidad 3 de control ejecuta el segundo procedimiento de corte de pico sólo mediante el dispositivo 5 de generación de potencia. Es decir, la unidad 3 de control controla el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia e inicia la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Por el contrario, después de la etapa S32, a partir del valor de predicción de la demanda de potencia y la fuerza de generación de potencia del dispositivo 5 de generación de potencia, la unidad 3 de control determina que la cantidad predeterminada de corte de pico con respecto al sistema 7 de potencia es difícil sólo mediante la potencia generada a partir del dispositivo 5 de generación de potencia. En este caso, el control de la unidad 3 de control ejecuta el segundo procedimiento de corte de pico en el que se combinan la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia y la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia.
Después de la etapa S32, la unidad 3 de control ejecuta el control en las figuras 2, 3, 4 y 6. En este caso, en la etapa S22 en la figura 4, la unidad 3 de control continúa la generación de potencia iniciada en la etapa S32 incluso cuando se detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Por otro lado, a diferencia de la determinación de “S” en la etapa S31, la unidad 3 de control determina que la cantidad predeterminada de corte de pico puede conseguirse sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (en la etapa S31, “N”). En este caso, la unidad 3 de control no inicia la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia, continúa el primer procedimiento de corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S30), y ejecuta repetidamente la operación después de la etapa S30.
Después de la operación en la etapa S32 en la figura 5, la unidad 3 de control también ejecuta la operación de flujo en la figura 6. A continuación, se describirá el flujo en la figura 6.
En la etapa S32 en la figura 5, se inicia la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. Tal como se muestra en la etapa S40 en la figura 6, se continúa la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. En este estado, la unidad 3 de control monitoriza el estado de carga en el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Luego, la unidad 3 de control determina si la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia alcanza o no una capacidad predeterminada que se establece previamente en la unidad 3 de control (por ejemplo, un estado completamente cargado) (etapa S41).
Cuando la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia es menor que la capacidad predeterminada (en la etapa S41, “N”), se continúa el segundo procedimiento de corte de pico con la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia para ejecutar repetidamente la operación después de la etapa S40.
Por otro lado, cuando la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia alcanza la capacidad predeterminada (en la etapa S41, “S”), a partir del valor de predicción de la demanda de potencia durante un tiempo predeterminado (por ejemplo, 5 minutos), la unidad 3 de control determina si puede conseguirse o no la cantidad predeterminada de corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (etapa S42). Es decir, a partir del valor de predicción de la demanda de potencia durante el tiempo predeterminado, incluso si se detiene el segundo procedimiento de corte de pico con la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia, y el primer corte de pico se procesa sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, la unidad 3 de control determina si puede conseguirse o no la cantidad predeterminada de corte de pico.
Cuando la unidad 3 de control determina qué el corte de pico es difícil sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (en la etapa S42, “N”), se continúa el segundo procedimiento de corte de pico con la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia para ejecutar repetidamente la operación después de la etapa S40.
Por el contrario, cuando se determina que el corte de pico puede conseguirse sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia (en la etapa S42, “S”), la unidad 3 de control controla el dispositivo 5 de generación de potencia para detener la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia (etapa S43). El control de la unidad 3 de control reinicia el primer procedimiento de corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Después de eso, la unidad 3 de control lleva a cabo las operaciones mostradas en las figuras 2 a 5.
Alternativamente, incluso cuando el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia está completamente cargado y el corte de pico puede conseguirse sólo por el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, puede llevarse a cabo lo siguiente para evitar la repetición del inicio y la detención continuos del dispositivo 5 de generación de potencia. Es decir, sin detener el dispositivo 5 de generación de potencia hasta que se complete el tiempo de espera de demanda en curso, el dispositivo 5 de generación de potencia puede detenerse cuando se inicia un nuevo tiempo de espera de demanda.
Las figuras 7 a 10 son diagramas esquemáticos que describen conceptualmente el funcionamiento del sistema 100 de corte de pico según esta realización.
Tal como se muestra en la figura 7, la demanda de potencia en el tiempo de espera de demanda predeterminado se cambia cronológicamente. En los casos A, B y C en la figura 7, la demanda de potencia supera el primer valor objetivo, de modo que el corte de pico es necesario.
La figura 8 muestra, en el caso A, el cambio cronológico en la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, el cambio cronológico en la carga y descarga hacia y desde el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y el cambio cronológico en la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. La figura 9 muestra, en el caso B, el cambio cronológico en la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, el cambio cronológico en la carga y descarga hacia y desde el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y el cambio cronológico en la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. La figura 10 muestra, en el caso C, el cambio cronológico en la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, el cambio cronológico en la carga y descarga hacia y desde el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y el cambio cronológico en la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia.
En el caso A, el corte de pico puede conseguirse sólo mediante el primer procedimiento de corte de pico. Tal como se muestra en la figura 8, en el caso A, después de que el valor de predicción de la demanda de potencia supere el primer valor objetivo por primera vez, el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia repite la carga y descarga, pero no se ejecuta la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. En el momento t' en la figura 8, después de que el valor de predicción de la demanda de potencia esté por debajo del segundo valor objetivo, el procedimiento de corte de pico se detiene, la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia se ejecuta de manera continua, y la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia se detiene cuando el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia está completamente cargado.
En el caso B, se ejecutan el primer procedimiento de corte de pico y el segundo procedimiento de corte de pico. Tal como se muestra en la figura 9, en el caso A, después de que el valor de predicción de la demanda de potencia supere el primer valor objetivo por primera vez, la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia se ejecuta de manera continua. Sin embargo, la cantidad predeterminada de corte de pico es difícil sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, de modo que se ejecuta el segundo procedimiento de corte de pico con el dispositivo 5 de generación de potencia. Tal como se muestra en la figura 9, el segundo procedimiento de corte de pico se ejecuta sólo mediante la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia, y después del inicio del segundo procedimiento de corte de pico, el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia ejecuta de manera continua la carga hasta que esté completamente cargada usando la potencia excesiva del dispositivo 5 de generación de potencia.
Como en el caso A, en el caso C, el corte de pico puede conseguirse sólo mediante el primer procedimiento de corte de pico. Tal como se muestra en la figura 10, en el caso C, después de que el valor de predicción de la demanda de potencia supere el primer valor objetivo, se ejecuta la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y no se ejecuta la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. Después de eso, el valor de predicción de la demanda de potencia está por debajo del segundo valor objetivo, el procedimiento de corte de pico se detiene, se ejecuta de manera continua la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia, y la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia se detiene cuando el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia está completamente cargado.
Tal como se describió anteriormente, en el sistema 100 de corte de pico según esta realización, en primer lugar, la unidad 3 de control ejecuta el primer procedimiento de corte de pico sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Luego, sólo cuando la cantidad predeterminada de corte de pico no puede conseguirse sólo mediante el primer procedimiento de corte de pico, se ejecuta el segundo procedimiento de corte de pico con la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia.
Es decir, en la presente invención, para el procedimiento de corte de pico, la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia puede minimizarse siempre sin la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. Por tanto, incluso cuando el procedimiento de corte de pico se ejecuta con el aumento del coste de funcionamiento del dispositivo 5 de generación de potencia debido al mayor coste de combustible, el sistema 100 de corte de pico puede impedir la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. Es decir, el sistema 100 de corte de pico puede reducir el coste de funcionamiento del dispositivo 5 de generación de potencia.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, la unidad 3 de control predice la demanda de potencia y ejecuta el primer procedimiento de corte de pico cuando el valor de predicción de la demanda de potencia alcanza el primer valor objetivo establecido previamente.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, la unidad 3 de control predice la demanda de potencia y detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia cuando el valor de predicción de la demanda de potencia se reduce al segundo valor objetivo establecido previamente.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, la unidad 3 de control predice la demanda de potencia para el periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado, y detiene la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia en el momento del inicio del periodo de tiempo de espera de demanda.
De esta manera, en el sistema 100 de corte de pico, el valor de predicción de la demanda de potencia se usa para controlar el inicio y la detención del primer procedimiento de corte de pico. Por tanto, el corte de pico puede ejecutarse automáticamente y en el momento apropiado.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, la unidad 3 de control también puede ejecutar un control para llevar a cabo la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia después de la detención del primer procedimiento de corte de pico.
Por tanto, el sistema 100 de corte de pico puede recuperar la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia reducida por el primer procedimiento de corte de pico hasta el estado cargado eléctricamente por completo usando la potencia excesiva, tal como la potencia suministrada desde el sistema 7 de potencia.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, la unidad 3 de control puede ejecutar el segundo procedimiento de corte de pico combinando la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia y la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Por tanto, incluso cuando la cantidad predeterminada de corte de pico es difícil sólo mediante la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia, el sistema 100 de corte de pico puede realizar la cantidad predeterminada de corte de pico usando la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, la unidad 3 de control puede ejecutar el segundo procedimiento de corte de pico sólo mediante la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. La unidad 3 de control puede ejecutar la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia.
Por tanto, para el segundo periodo de procedimiento de corte de pico, el sistema 100 de corte de pico puede recuperar la capacidad del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia reducida por el procedimiento de corte de pico hasta el estado completamente cargado usando la potencia excesiva, tal como la potencia emitida desde el dispositivo 5 de generación de potencia.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, la unidad 3 de control detiene la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia y reinicia el primer procedimiento de corte de pico cuando la carga al dispositivo 2 de almacenamiento de potencia alcanza la capacidad predeterminada y la unidad 3 de control determina que el corte de pico puede conseguirse sólo mediante la descarga del dispositivo 2 de almacenamiento de potencia. Por ejemplo, después del inicio del segundo procedimiento de corte de pico, se reduce el valor de predicción de la demanda de potencia. En el caso de que sea necesario el corte de pico, el segundo procedimiento de corte de pico puede transferirse al primer procedimiento de corte de pico. Por consiguiente, después del inicio del segundo procedimiento de corte de pico, puede minimizarse la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. Por tanto, en el sistema 100 de corte de pico después del inicio del segundo procedimiento de corte de pico, puede impedirse la generación de potencia por el dispositivo 5 de generación de potencia. Es decir, en el sistema 100 de corte de pico, después del inicio del segundo procedimiento de corte de pico, puede reducirse el coste de funcionamiento del dispositivo 5 de generación de potencia.
En el sistema 100 de corte de pico según esta realización, el dispositivo 2 de almacenamiento de potencia puede funcionar como una fuente de potencia de refuerzo en el caso de que se provoque un estado anómalo del sistema 7 de potencia, tal como un corte de potencia.
Lista de signos de referencia
1 Carga
2 Dispositivo de almacenamiento de potencia
3 Unidad de control
4 PCS
5 Dispositivo de generación de potencia
6 Unidad de recepción de potencia
7 Sistema de potencia
100 Sistema de corte de pico
Ċ

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Sistema de corte de pico que comprende:
    una carga (1);
    un sistema (7) de potencia que está adaptado para llevar a cabo un suministro de potencia a dicha carga; un dispositivo (5) de generación de potencia que está adaptado para generar potencia y para suministrar la potencia generada a dicha carga;
    un dispositivo (2) de almacenamiento de potencia que está adaptado para llevar a cabo la carga y descarga con respecto a dicha carga; y
    una unidad (3) de control que está adaptada para controlar el suministro de potencia a dicha carga, en el que dicha unidad de control está adaptada para ejecutar un primer procedimiento de corte de pico que lleva a cabo un corte de pico con respecto a la potencia recibida de dicho sistema de potencia ejecutando dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia, y está adaptada para ejecutar un segundo procedimiento de corte de pico que lleva a cabo dicho corte de pico llevando a cabo dicha generación de potencia por dicho dispositivo de generación de potencia sólo cuando no puede conseguirse una cantidad predeterminada de potencia de corte de pico sólo mediante dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia
    caracterizado porque dicha unidad de control está adaptada para predecir la demanda de potencia, cuando el valor de predicción de la demanda de potencia alcanza un primer valor objetivo establecido previamente en un primer momento, estando adaptada dicha unidad de control para comenzar a ejecutar dicho primer procedimiento de corte de pico en el primer momento;
    en el que
    cuando el valor de predicción de la demanda de potencia se reduce a un segundo valor objetivo establecido previamente en un segundo momento, dicha unidad de control está adaptada para detener dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia en el segundo momento, y
    el segundo valor objetivo es menor que el primer valor objetivo.
  2. 2. Sistema de corte de pico según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control está adaptada para predecir dicha demanda de potencia durante un periodo de tiempo de espera de demanda predeterminado y está adaptada para detener dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia en el momento del inicio de dicho periodo de tiempo de espera de demanda.
  3. 3. Sistema de corte de pico según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control está adaptada para llevar a cabo dicha carga a dicho dispositivo de almacenamiento de potencia después de la detención de dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia.
  4. 4. Sistema de corte de pico según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control está adaptada para combinar dicha generación de potencia por dicho dispositivo de generación de potencia y dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia para ejecutar dicho segundo procedimiento de corte de pico.
  5. 5. Sistema de corte de pico según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control está adaptada para ejecutar dicho segundo procedimiento de corte de pico sólo mediante dicha generación de potencia por dicho dispositivo de generación de potencia y está adaptada para ejecutar dicha carga a dicho dispositivo de almacenamiento de potencia.
  6. 6. Sistema de corte de pico según la reivindicación 5, en el que cuando dicha carga a dicho dispositivo de almacenamiento de potencia alcanza una capacidad predeterminada y dicha unidad de control determina que dicho corte de pico puede conseguirse sólo mediante dicha descarga de dicho dispositivo de almacenamiento de potencia, dicha unidad de control está adaptada para detener dicha generación de potencia por dicho dispositivo de generación de potencia para reiniciar dicho primer procedimiento de corte de pico.
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