專利名稱：在存儲設(shè)備中維持得自發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)量的能量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及發(fā)電系統(tǒng)，并且更具體地說涉及從諸如風(fēng)能和太陽能之類的可變源得到電力的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明在用于發(fā)電的風(fēng)電場的背景下被描述，但可應(yīng)用于包括例如從太陽能電池中產(chǎn)生電的系統(tǒng)和從波能中產(chǎn)生電力的系統(tǒng)的眾多類型的發(fā)電系統(tǒng)。這些和其它綠色電力源的共同的特征是電力輸出波動(dòng)，例如基于天氣狀況而波動(dòng)。把來自這些源的輸出和來自其它電力系統(tǒng)的輸出集成在網(wǎng)絡(luò)中仍然是期望的。該網(wǎng)絡(luò)可以供本地電站或者供區(qū)域的或甚至更大的電傳輸網(wǎng)絡(luò)的部分應(yīng)用，來自所述本地電站或者所述區(qū)域的或甚至更大的電傳輸網(wǎng)絡(luò)的部分的電力被分配。找到方法來改進(jìn)波動(dòng)的電力輸出(諸如由一些綠色電力源導(dǎo)致的那些波動(dòng)的電力輸出)被提供給從多個(gè)源接收電力的線路的方式是期望的?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于在基于從源接收到的電力量中的波動(dòng)產(chǎn)生可變量的電力的系統(tǒng)中控制由電力源輸送到電力線路的電力的量的方法。所述方法包括提供包括源和儲能單元的電力子系統(tǒng)；操作儲能單元來(i)接收和包含由系統(tǒng)產(chǎn)生的能量的部分，以限制由該源直接提供給電力線路的電力，并且(ii)向電力線路提供被存儲在其中的能量的部分，以補(bǔ)充從該源直接輸出到電力線路的電力；限定由電力子系統(tǒng)向電力線路輸送的電力的改變范圍中的最大極限和最小極限；在時(shí)間周期序列中的每個(gè)時(shí)間周期期間，基于如下量限定要由源和儲能單元中的每個(gè)向電力線路輸送的電力的量(i )可用于從電力源直接輸送到電力線路的確定的電力量，(ii)存儲單元中的可用于向電力線路輸送的確定的能量水平，以及(iii)要由電力子系統(tǒng)輸送到電力線路的電力的改變范圍中的極限。所述存儲單元具有能量存儲范圍，并且操作存儲單元包括在存儲單元中維持在小于能量存儲范圍的可變存儲范圍內(nèi)的能量水平。時(shí)間周期序列包括多個(gè)相等的時(shí)間周期。在時(shí)間周期序列中的第一周期期間可用于從電力源輸出到電力線路的電力與在發(fā)生在第一周期之前的第二時(shí)間周期期間由線路接收到的電力相比較。當(dāng)在第一周期期間可得到的電力超過在第二和在先時(shí)間周期期間由線路接收到的電力的量時(shí)從源直接輸出到電力線路的電力被允許在第一周期期間增加到并不超過電力的改變范圍中的所限定的最大極限的水平，并且在第一周期期間從源可得到的其它電力被施加到存儲單元。在時(shí)間周期序列中的第三周期期間可用于從電力源輸出到電力線路的電力與在發(fā)生在第二周期之前的第四時(shí)間周期期間由線路接收到的電力相比較。存儲單元具有帶有上限的能量存儲范圍，并且操作存儲單元包括在存儲單元中維持在第一能量操作范圍之內(nèi)的能量水平，其中所述第一能量操作范圍的上限小于能量存儲范圍的上限。并且當(dāng)存儲單元中的能量的量達(dá)到第一能量操作范圍的上限時(shí)，在第三周期期間直接從源輸出到電力線路的電力相對于在第四時(shí)間周期期間輸出的電力被增加，以減少在第三時(shí)間周期期間被添加到存儲單元的能量的量。在第三周期期間可得到的電力超過在第四和在先時(shí)間周期期間由線路接收到的電力的量。直接從源輸出到電力線路的電力被允許在第三周期期間增加到并不超過電力的改變范圍中的所限定的最大極限的水平。并且在第三周期期間從源可得到的其它電力被施加到存儲單元。當(dāng)存儲單元具有帶有下限的能量存儲范圍并且操作存儲單元包括在存儲單元中維持在第一能量操作范圍內(nèi)的能量水平時(shí)，其中所述第一能量操作范圍的下限大于能量存儲范圍的下限，以及當(dāng)存儲單元中的能量的量減少到第一能量操作范圍的下限時(shí)，在第三周期期間直接從源輸出到電力線路的電力相對于在第四時(shí)間周期期間輸出的電力被減少，以增加在第三時(shí)間周期期間被添加到存儲單元的能量的量。第二時(shí)間周期是序列中的緊接在第一時(shí)間周期之前的周期。第四時(shí)間周期是序列中的緊接在第三時(shí)間周期之前的周期。通過調(diào)整存儲單元中的能量水平，已遵守由子系統(tǒng)輸送到電力線路的電力的改變范圍中的所限定的極限。在第一時(shí)間周期期間從源到電力線路的實(shí)際輸出的確定基于在用于在第一時(shí)間周期期間從源到電力線路的輸出的可得到的電力和在在前的時(shí)間周期中從源輸出到電力線路的電力的量之間的差。在第一時(shí)間周期期間的實(shí)際輸出是因子乘在用于在第一時(shí)間周期期間從源到電力線路的輸出的可得到的電力和在在前的時(shí)間周期中從源輸出到電力線路的電力的量之間的差的乘積。在至少一些情況下，所述因子是
權(quán)利要求
1.一種用于在基于從源接收到的電力量中的波動(dòng)產(chǎn)生可變量的電力的系統(tǒng)中控制由電力源輸送到電力線路的電力的量的方法，其包括 提供包括源和儲能單元的電力子系統(tǒng)； 操作儲能單元來(i)接收和包含由系統(tǒng)產(chǎn)生的能量的部分，以限制由該源直接提供給電力線路的電力，并且(ii)向電力線路提供被存儲在其中的能量的部分，以補(bǔ)充從該源直接輸出到電力線路的電力； 限定由電力子系統(tǒng)向電力線路輸送的電力的改變范圍中的最大極限和最小極限； 在時(shí)間周期序列中的每個(gè)時(shí)間周期期間，基于如下量限定要由源和儲能單元中的每個(gè)向電力線路輸送的電力的量(i)可用于從電力源直接輸送到電力線路的確定的電力量，(ii)存儲單元中的可用于向電力線路輸送的確定的能量水平，以及(iii)要由電力子系統(tǒng)輸送到電力線路的電力的改變范圍中的極限。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述存儲單元具有能量存儲范圍，并且操作存儲單元包括在存儲單元中維持在小于能量存儲范圍的可變存儲范圍內(nèi)的能量水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中 時(shí)間周期序列包括多個(gè)相等的時(shí)間周期， 在時(shí)間周期序列中的第一周期期間可用于從電力源輸出到電力線路的電力與在發(fā)生在第一周期之前的第二時(shí)間周期期間由線路接收到的電力相比較， 當(dāng)在第一周期期間可得到的電力超過在第二和在先時(shí)間周期期間由線路接收到的電力的量時(shí) 從源直接輸出到電力線路的電力被允許在第一周期期間增加到并不超過電力的改變范圍中的所限定的最大極限的水平，并且 在第一周期期間從源可得到的其它電力被施加到存儲單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中 在時(shí)間周期序列中的第三周期期間可用于從電力源輸出到電力線路的電力與在發(fā)生在第二周期之前的第四時(shí)間周期期間由線路接收到的電力相比較， 存儲單元具有帶有上限的能量存儲范圍，并且操作存儲單元包括在存儲單元中維持在第一能量操作范圍之內(nèi)的能量水平，其中所述第一能量操作范圍的上限小于能量存儲范圍的上限，并且 當(dāng)存儲單元中的能量的量達(dá)到第一能量操作范圍的上限時(shí)，在第三周期期間直接從源輸出到電力線路的電力相對于在第四時(shí)間周期期間輸出的電力被增加，以減少在第三時(shí)間周期期間被添加到存儲單元的能量的量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中 在第三周期期間可得到的電力超過在第四和在先時(shí)間周期期間由線路接收到的電力的量， 直接從源輸出到電力線路的電力被允許在第三周期期間增加到并不超過電力的改變范圍中的所限定的最大極限的水平，并且 在第三周期期間從源可得到的其它電力被施加到存儲單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中， 當(dāng)存儲單元具有帶有下限的能量存儲范圍并且操作存儲單元包括在存儲單元中維持在第一能量操作范圍內(nèi)的能量水平時(shí)，其中所述第一能量操作范圍的下限大于能量存儲范圍的下限，以及 當(dāng)存儲單元中的能量的量減少到第一能量操作范圍的下限時(shí)，在第三周期期間直接從源輸出到電力線路的電力相對于在第四時(shí)間周期期間輸出的電力被減少，以增加在第三時(shí)間周期期間被添加到存儲單元的能量的量。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，第二時(shí)間周期是序列中的緊接在第一時(shí)間周期之前的周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，第四時(shí)間周期是序列中的緊接在第三時(shí)間周期之前的周期。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，通過調(diào)整存儲單元中的能量水平，已遵守由子系統(tǒng)輸送到電力線路的電力的改變范圍中的所限定的極限。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在第一時(shí)間周期期間從源到電力線路的實(shí)際輸出的確定基于在用于在第一時(shí)間周期期間從源到電力線路的輸出的可得到的電力和在在前的時(shí)間周期中從源輸出到電力線路的電力的量之間的差。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在第一時(shí)間周期期間的實(shí)際輸出是因子乘在用于在第一時(shí)間周期期間從源到電力線路的輸出的可得到的電力和在在前的時(shí)間周期中從源輸出到電力線路的電力的量之間的差的乘積。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在至少一些情況下，所述因子是
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，儲能單元中的能量在第一時(shí)間周期期間的改變是
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，存儲單元中的在多個(gè)時(shí)間周期中的每個(gè)時(shí)間周期期間可用于向電力線路輸送的能量的量是以存儲單元容量的約50%為中心的能量范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，能量范圍是存儲單元的容量的50%的正或負(fù)3% ο
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，存儲單元包括電池。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，因子也是在時(shí)間周期\期間可得到的電力與在在前的時(shí)間周期期間的電力輸出之間的差的函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及在存儲設(shè)備中維持得自發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)量的能量的方法。一種用于控制由電力源(16)向電力線路(32)輸送的電力的量的方法。儲能單元(38)接收由源產(chǎn)生的能量的部分并且提供所存儲的能量來補(bǔ)充從源向電力線路輸出的電力。最大極限和最小極限限定了由電力子系統(tǒng)向電力線路輸送的電力的改變范圍。要由源和儲能單元中的每個(gè)向電力線路輸送的電力的量基于(i)可用于從電力源直接向電力線路輸送的確定的電力量，(ii)存儲單元中的可用于向電力線路輸送的確定的能量水平，以及(iii)要由電力源向電力線路輸送的電力的改變范圍中的極限。
文檔編號H02J3/32GK102957160SQ20121028166
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者R.J.內(nèi)爾森, B.T.林 申請人:西門子公司