本發(fā)明涉及一種用于交流電壓網(wǎng)的蓄能裝置。在交流電壓網(wǎng)上可以連接有耗電器和/或再生能源。借助于蓄能裝置可以存儲(chǔ)用于交流電壓網(wǎng)的能量并且將其受控地輸出。為了存儲(chǔ)能量提供有多個(gè)存儲(chǔ)元件/蓄能元件、例如電池。
背景技術(shù)：
所述類型的蓄能裝置例如由文獻(xiàn)US 2014/0346873 A1已知。其中所述的蓄能裝置可以具有多個(gè)電池，這些電池可以單個(gè)地或者連同用于連接蓄能裝置的連接端一起共同地與交流電壓網(wǎng)相連接。假如電池是放電的，那么該電池通過熱插拔控制器與充電的備用電池并聯(lián)連接并且隨后將放電的電池分離。由此，從蓄能裝置到交流電壓網(wǎng)中的連續(xù)能量流是可能的。
在這種類型的連接中不利的是，補(bǔ)償流可以在電池之間流動(dòng)，這是因?yàn)槌潆姷膫溆秒姵乜偸钱a(chǎn)生比放電的電池還更大的直流電壓。為了阻止在兩個(gè)電池并聯(lián)連接時(shí)的這樣的補(bǔ)償流，每個(gè)單個(gè)電池經(jīng)由直流變壓器或DC-DC轉(zhuǎn)換器與蓄能裝置的其余部分相連接。這使得蓄能裝置在制造中構(gòu)件密集并且因此成本密集。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的任務(wù)在于，為靜止不動(dòng)的交流電壓網(wǎng)提供用于存儲(chǔ)能量的蓄能裝置。
該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求1的主題解決。本發(fā)明有利的改進(jìn)通過從屬權(quán)利要求的特征給出。
通過本發(fā)明提出一種用于為靜止不動(dòng)的、具有至少一個(gè)耗電器和/或至少一個(gè)再生能源的交流電壓網(wǎng)存儲(chǔ)能量的蓄能裝置。交流電壓網(wǎng)可以是例如家庭的或工業(yè)建筑的或公共建筑例如停車場的交流電壓網(wǎng)。蓄能裝置具有中央控制裝置和至少兩個(gè)電路單元。每個(gè)電路單元在此以以下方式設(shè)計(jì)。電路單元分別具有多個(gè)存儲(chǔ)元件，用于存儲(chǔ)能量的一部分。為了與交流電壓網(wǎng)交換能量，電路單元具有變換器。變換器的另一名稱也稱為主動(dòng)的整流器或AC-DC轉(zhuǎn)換器。變換器具有用于連接到交流電壓網(wǎng)上的交流電壓連接端。此外變換器具有直流電壓連接端。電路單元的存儲(chǔ)元件與該直流電壓連接端耦合。在此提供有多路復(fù)用開關(guān)裝置，該多路復(fù)用開關(guān)裝置與變換器的直流電壓連接端電氣連接并且經(jīng)由分別一個(gè)存儲(chǔ)器連接端與存儲(chǔ)元件之一電氣連接。在此分別僅一個(gè)存儲(chǔ)元件與多路復(fù)用開關(guān)裝置的存儲(chǔ)器連接端中的相應(yīng)一個(gè)相連接。多路復(fù)用開關(guān)裝置被設(shè)置為，根據(jù)控制裝置的選擇信號(hào)選擇存儲(chǔ)器連接端之一并且僅僅將所選擇的存儲(chǔ)器連接端與變換器的直流電壓連接端電氣連接。換言之，經(jīng)由多路復(fù)用開關(guān)裝置將變換器的直流電壓連接端在每個(gè)時(shí)刻最多與唯一一個(gè)存儲(chǔ)元件連接。盡管提供了至少兩個(gè)電路單元，但是在電路單元中之一的存儲(chǔ)元件與另一電路單元的存儲(chǔ)元件之間不會(huì)有不期望的補(bǔ)償流流過，這是因?yàn)檫@兩個(gè)電路單元雖然經(jīng)由交流電壓網(wǎng)相互連接，但是在此兩個(gè)變換器可以控制或阻止補(bǔ)償流。
為了可以借助于蓄能裝置在存儲(chǔ)元件之間通過切換多路復(fù)用開關(guān)裝置進(jìn)行切換，而在此不產(chǎn)生在蓄能裝置與交流電壓網(wǎng)之間交換的能量流的波動(dòng)，此外控制裝置設(shè)計(jì)為，通過驅(qū)控至少兩個(gè)電路單元的相應(yīng)變換器而逐步減小在交流電壓網(wǎng)與電路單元中的第一電路單元之間的能量流并且以相同的程度增大在交流電壓網(wǎng)與電路單元中的至少一個(gè)第二電路單元之間的能量流，直至第一電路單元的能量流減小到零。換言之，將能量流由第一電路單元漸次交替到至少一個(gè)另外的電路單元。由此在交流電壓網(wǎng)中不產(chǎn)生總地在蓄能裝置與交流電壓網(wǎng)之間交換的總能量流的中斷或變化。為了檢測能量流可以以自身已知的方式設(shè)有傳感器裝置，所述傳感器裝置例如可以提供在變換器中。例如可以檢測當(dāng)前經(jīng)由所有變換器引導(dǎo)或交換的總電功率并且隨后將該總電功率保持不變，而在第一電路單元的變換器中逐步降低電功率。
通過本發(fā)明得到如下優(yōu)點(diǎn)，即：蓄能裝置在沒有附加的DC-DC轉(zhuǎn)換器的情況下能無中斷地實(shí)現(xiàn)當(dāng)前與交流電壓網(wǎng)電氣連接的存儲(chǔ)元件的更換或切換。基于至少兩個(gè)電路單元得到淡入/漸強(qiáng)(Fade-in)和淡出/漸弱(Fade-out)。
屬于本發(fā)明的還有可選擇的改進(jìn)方案，通過該改進(jìn)方案的特征得到附加的優(yōu)點(diǎn)。
在第一電路單元中在能量流減小到零之后，按照一種改進(jìn)方案，控制裝置借助于選擇信號(hào)在第一電路單元中選擇另一存儲(chǔ)元件。由此那么第一電路單元又準(zhǔn)備好用于能量輸出或能量接收。如果選擇放電的或空的存儲(chǔ)元件并且應(yīng)借助于蓄能裝置存儲(chǔ)能量、例如由可以連接到交流電壓網(wǎng)上的再生能源或者由供電網(wǎng)存儲(chǔ)能量，那么該第一電路單元準(zhǔn)備好用于能量接收，以便可以在未來的時(shí)間間隔內(nèi)借助于蓄能裝置輸出電能。
按照一個(gè)改進(jìn)方案，在每個(gè)電路單元中基于損耗標(biāo)準(zhǔn)選擇應(yīng)與變換器電氣連接的存儲(chǔ)元件。每個(gè)存儲(chǔ)元件為此具有用于確定存儲(chǔ)元件的相應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)控裝置。假如將車載電池用作存儲(chǔ)元件，那么為此可以例如將集成在這樣的車載電池中的電池管理系統(tǒng)BMS用作監(jiān)控裝置。那么不需要附加的傳感裝置。蓄能裝置的控制裝置設(shè)計(jì)為，根據(jù)所有存儲(chǔ)元件的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)如此產(chǎn)生選擇信號(hào)，即：使得滿足用于所有存儲(chǔ)元件的損耗標(biāo)準(zhǔn)。通過借助于監(jiān)控裝置和上級(jí)的控制裝置持續(xù)監(jiān)控存儲(chǔ)元件特別是車載電池，可以將所有存儲(chǔ)元件的均勻的老化作為損耗標(biāo)準(zhǔn)，從而例如較新的存儲(chǔ)元件比較老的存儲(chǔ)元件更經(jīng)常地充電/放電。損耗標(biāo)準(zhǔn)也可以例如是用于多路復(fù)用開關(guān)裝置的開關(guān)模式，以便由此實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)元件的經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行或受控的老化或均勻的運(yùn)行。損耗標(biāo)準(zhǔn)也可以包括上述標(biāo)準(zhǔn)中的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的組合。
關(guān)于運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)有一個(gè)改進(jìn)方案，即：該運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括相應(yīng)存儲(chǔ)元件的以下狀態(tài)變量中至少之一：老化、損耗、充電和放電過程的周期數(shù)、荷電狀態(tài)、剩余容量和/或溫度?？刂蒲b置可以由此確定相應(yīng)存儲(chǔ)元件的最佳運(yùn)行點(diǎn)。根據(jù)已知的剩余容量/荷電狀態(tài)可以單個(gè)地并且根據(jù)(如通過運(yùn)行數(shù)據(jù)所描述的)當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)來接通和關(guān)斷存儲(chǔ)元件特別是車載電池。根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過控制裝置持續(xù)地單個(gè)監(jiān)控和分析存儲(chǔ)元件的當(dāng)前能量狀態(tài)。由此可以基于損耗標(biāo)準(zhǔn)總是接通這樣的存儲(chǔ)元件，該存儲(chǔ)元件最適合邊界條件。屬于邊界條件的有：存儲(chǔ)元件的通過運(yùn)行數(shù)據(jù)說明的老化、荷電狀態(tài)、剩余容量和/或溫度。
優(yōu)選地也考慮外部邊界條件。為此設(shè)有一個(gè)改進(jìn)方案，提供有用于接收環(huán)境數(shù)據(jù)、特別是外部電網(wǎng)參數(shù)和/或天氣數(shù)據(jù)的接收裝置，而控制裝置設(shè)計(jì)為，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)產(chǎn)生選擇信號(hào)并且在此考慮再生能量的接下來的可用性和/或補(bǔ)償再生能量的接下來的消失。例如可以通過環(huán)境數(shù)據(jù)描述風(fēng)的來臨或減弱。其例如也可以說明白天時(shí)間和/或日出時(shí)間和/或日落時(shí)間。
按照一個(gè)改進(jìn)方案也考慮當(dāng)前載荷要求。該改進(jìn)方案規(guī)定，用于連接供電網(wǎng)的電網(wǎng)連接端經(jīng)由檢測裝置與交流電壓網(wǎng)連接。供電網(wǎng)可以是公共供電網(wǎng)，該供電網(wǎng)例如可以包括功率強(qiáng)的能源、如例如核電站或火力發(fā)電站。檢測裝置(經(jīng)由該檢測裝置交流電壓網(wǎng)與電網(wǎng)連接端耦合)設(shè)計(jì)為，確定對(duì)于在供電網(wǎng)與交流電壓網(wǎng)之間交換的外部電能的至少一個(gè)電氣變量。亦即基于至少一個(gè)檢測到的電氣變量描述：能量或功率是流入交流電壓網(wǎng)中還是因?yàn)槔缁谠偕茉创嬖谀茉催^量所以由交流電壓網(wǎng)流回到供電網(wǎng)中?？刂蒲b置設(shè)計(jì)為，根據(jù)至少一個(gè)電氣變量如此驅(qū)控每個(gè)電路單元的相應(yīng)變換器，即：使得所交換的外部電能的平衡滿足預(yù)先給定的最小化標(biāo)準(zhǔn)。最小化標(biāo)準(zhǔn)可以例如表明：被引入或傳輸入交流電壓網(wǎng)中的外部電能應(yīng)減到最小或減小到零。也可以規(guī)定，作為最小化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置負(fù)的能量平衡并且將盡可能多的內(nèi)部能量傳輸?shù)焦╇娋W(wǎng)中，亦即傳輸“負(fù)的外部電能”或內(nèi)部能量。
作為電氣變量可以檢測例如：有效功率、無功功率、視在功率、功率系數(shù)三相電流導(dǎo)線的相電流、相線的電壓。由此可以確定所交換的能量的能量流方向，即：是引入外部能量還是將內(nèi)部能量饋入供電網(wǎng)中。
在蓄能裝置中優(yōu)選地也規(guī)定，存儲(chǔ)元件在技術(shù)上不同地被設(shè)計(jì)。例如可以規(guī)定，至少兩個(gè)存儲(chǔ)元件產(chǎn)生不同的直流電壓。這也可以是如下情況，即：相同的存儲(chǔ)元件具有不同的荷電狀態(tài)。對(duì)于該情況，控制裝置設(shè)計(jì)為，在變換器的電壓調(diào)節(jié)器中根據(jù)連接在所選擇的存儲(chǔ)器連接端上的存儲(chǔ)元件的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)定額定電壓值。由此產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn)，即：在多路復(fù)用開關(guān)裝置切換時(shí)不會(huì)由于在存儲(chǔ)器連接端與存儲(chǔ)元件之間的電壓差而引起不期望大的放電或充電電流。
為了實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用開關(guān)裝置設(shè)有一個(gè)改進(jìn)方案，即：每個(gè)多路復(fù)用開關(guān)裝置分別為了選擇存儲(chǔ)元件而具有至少一個(gè)機(jī)械開關(guān)和/或至少一個(gè)晶體管。作為機(jī)械功率開關(guān)可以提供接觸器或繼電器。作為晶體管可以設(shè)有例如IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)或功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。
為了提供存儲(chǔ)元件，可以基于變換器的靈活的運(yùn)行方式并且通過借助于多路復(fù)用開關(guān)裝置分離存儲(chǔ)元件而組合不同的蓄能器技術(shù)。可以采用高伏電池系統(tǒng)，還有用過的電池系統(tǒng)，還有其他電蓄能器系統(tǒng)、如雙層電容器、燃料電池、飛輪蓄能器或備用電源機(jī)組。在此，在備用電源機(jī)組中，蓄能器也指用于存儲(chǔ)化學(xué)能的燃料蓄能器。
為了特別是可以應(yīng)用來自機(jī)動(dòng)車的用過的或新的高伏電池，設(shè)有一個(gè)改進(jìn)方案，即：提供至少一個(gè)通信總線，該通信總線用于連接車載高伏電池的電池內(nèi)部的電池控制單元、亦即電池管理系統(tǒng)?？刂蒲b置設(shè)計(jì)為，經(jīng)由通信總線在電池控制單元上實(shí)施剩余總線模擬，其中，剩余總線模擬包括與機(jī)動(dòng)車的至少一個(gè)模擬控制器的通信。由此產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn)，即：如果高伏電池被從機(jī)動(dòng)車拆卸并且與多路復(fù)用開關(guān)裝置之一的存儲(chǔ)器連接端連接，那么運(yùn)行軟件不必匹配高伏電池。因?yàn)闉榱烁叻姵販?zhǔn)備好接收能量(充電)或輸出能量(放電)必須滿足特定的前提條件。特別是高伏電池必須可以經(jīng)由通信總線與控制器通信和/或接收控制器，所述控制器例如是功率電子裝置、電子穩(wěn)定性控制器、ESC、防抱死系統(tǒng)ABS。因?yàn)樵谛钅苎b置中不提供這樣的控制器，所以可以通過剩余總線模擬來模擬每個(gè)需要的控制器，從而可以繼續(xù)運(yùn)行高伏電池，就像高伏電池安裝在機(jī)動(dòng)車中那樣。
附圖說明
在下文中描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。為此唯一的附圖(圖1)示出按照本發(fā)明的蓄能裝置的一個(gè)實(shí)施形式的示意圖。
在下文中闡明的實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式。在該實(shí)施例中，實(shí)施形式的所描述的構(gòu)件分別是本發(fā)明的單個(gè)的要彼此獨(dú)立地考慮的特征，這些特征也分別相互獨(dú)立地改進(jìn)本發(fā)明并因此可單個(gè)地或以不同于所示組合的組合視為本發(fā)明的組成部分。此外，所述實(shí)施形式也可以通過本發(fā)明另外的已述特征補(bǔ)充。
具體實(shí)施方式
圖1示出蓄能裝置1，該蓄能裝置例如可以提供在家庭中或住宅街區(qū)中或工業(yè)建筑中或在工廠區(qū)中或在停車場中或其他公共建筑中。此外示出耗電器和/或能源(通過單個(gè)元件2代表)，所述耗電器和/或能源應(yīng)借助于蓄能裝置1進(jìn)行供給，其中，所述供給不僅包括提供能量而且包括消耗多余的能量。此外示出公共供電網(wǎng)3，該供電網(wǎng)例如可以是中等電壓供電網(wǎng)(20kV電網(wǎng))。此外示出外部數(shù)據(jù)源4，外部數(shù)據(jù)源例如可以是因特網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)源4也可以附加或備選地包括氣象站。
蓄能裝置1經(jīng)由交流電壓網(wǎng)5與耗電器和/或能源2連接，在交流電壓網(wǎng)中可以提供例如230V交流電壓/400V交流電壓。供電網(wǎng)3可以經(jīng)由變壓器6連接到蓄能裝置1的電網(wǎng)連接端7。接收裝置8可以從數(shù)據(jù)源4接收環(huán)境數(shù)據(jù)9。接收裝置8可以為此例如以本身已知的方式提供到數(shù)據(jù)源4的因特網(wǎng)連接。
蓄能裝置1具有中央控制裝置10、檢測裝置13和多個(gè)電路單元11、12?？刂蒲b置10可以例如通過處理器裝置提供。處理器裝置可以具有例如微處理器或微控制器。代替示出的兩個(gè)電路單元11、12也可以提供另外的電路單元，如通過補(bǔ)充符號(hào)14標(biāo)明的那樣。
每個(gè)電路單元11、12分別具有變換器15、多路復(fù)用開關(guān)裝置16和多個(gè)存儲(chǔ)元件17。代替分別三個(gè)示出的存儲(chǔ)元件17，每個(gè)電路單元11、12也可以具有僅僅兩個(gè)存儲(chǔ)元件或三個(gè)以上的存儲(chǔ)元件。這在圖1中通過補(bǔ)充符號(hào)18闡明。每個(gè)變換器15具有交流電壓連接端19，變換器15經(jīng)由交流電壓連接端19連接到交流電壓網(wǎng)5。多路復(fù)用開關(guān)裝置16連接到變換器15的直流電壓連接端20。多路復(fù)用開關(guān)裝置16可以根據(jù)控制裝置10的選擇信號(hào)22將直流電壓連接端20分別與多個(gè)存儲(chǔ)器連接端21中的一個(gè)電氣連接。由此變換器可以將電能在交流電壓網(wǎng)5與連接的存儲(chǔ)元件17之間交換。
每個(gè)存儲(chǔ)元件17均具有監(jiān)控裝置23，監(jiān)控裝置23檢測相應(yīng)存儲(chǔ)元件17的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以包括例如老化、損耗狀態(tài)(SOH-健康狀態(tài))、實(shí)施的充電周期和/或放電周期的周期數(shù)目、當(dāng)前荷電狀態(tài)(SOC-荷電能力)、剩余容量或剩余存儲(chǔ)容量和/或溫度。電路單元11、12的監(jiān)控裝置23可以分別經(jīng)由通信總線24與控制裝置10耦合。控制裝置10可以由此讀取或接收運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)25。通信總線24可以分別是例如CAN總線(控制器局域網(wǎng)絡(luò))。假如存儲(chǔ)元件17是車載電池，那么可以經(jīng)由通信總線24通過控制裝置10也實(shí)施剩余總線模擬26，剩余總線模擬對(duì)在機(jī)動(dòng)車的控制器與存儲(chǔ)元件17之間的已述通信進(jìn)行模擬。
通過檢測裝置13可以檢測電氣變量27，電氣變量27同樣可以傳輸給控制裝置10。電氣變量27描述電流的交換或一般地說描述電能28的交換。電能28的正值是外部能量，該外部能量由供電網(wǎng)3傳輸?shù)浇涣麟妷壕W(wǎng)5中。電能28的負(fù)值是多余的能量或內(nèi)部能量，其由交流電壓網(wǎng)5傳輸?shù)焦╇娋W(wǎng)3中。
蓄能裝置1因此包括至少兩個(gè)(優(yōu)選雙向的)逆變器、亦即變換器。通過該變換器一方面實(shí)現(xiàn)與交流電壓網(wǎng)5的匹配和/或同步，另一方面實(shí)現(xiàn)與存儲(chǔ)元件17的直流電壓的匹配和/或同步，其方法是：將能量有目的地通過調(diào)節(jié)電壓水平和/或交流電壓相位來傳送。通過使分別僅一個(gè)存儲(chǔ)元件17與相應(yīng)的變換器耦合，自動(dòng)地產(chǎn)生在每個(gè)電路單元11、12的各存儲(chǔ)元件17之間的電隔離。
此外檢測裝置13設(shè)置為電網(wǎng)分析器，該電網(wǎng)分析器提供關(guān)于到系統(tǒng)內(nèi)和從系統(tǒng)出來的當(dāng)前能量流作為電氣變量27，亦即例如有效功率P、無功功率Q、視在功率S、功率系數(shù)相電流IL1,IL2,IL3、相電壓UL1,UL2,UL3。
此外作為存儲(chǔ)元件17設(shè)置任意數(shù)量的蓄能器，所述蓄能器能實(shí)現(xiàn)用于能量暫存的、能量的吸收和輸出。優(yōu)選地，在此涉及用過的蓄能器，亦即所謂的第二壽命蓄能器系統(tǒng)(或稱再生蓄能器系統(tǒng))。
最后設(shè)有至少兩個(gè)多路復(fù)用開關(guān)單元，多路復(fù)用開關(guān)單元用作功率傳輸器或功率耦合器。多路復(fù)用開關(guān)單元是變換器之一與蓄能器之間的連接環(huán)節(jié)。多路復(fù)用開關(guān)單元由控制裝置10切換?？偸莾H一個(gè)蓄能器與該變換器連接。需要至少兩個(gè)電氣獨(dú)立的多路復(fù)用開關(guān)單元。因此可能的是，也在外部載荷要求下切換蓄能器。在交流電壓網(wǎng)5中的初級(jí)側(cè)上的功率波動(dòng)在切換過程期間被避免。通過這樣的使一個(gè)電路單元的存儲(chǔ)元件漸次交替成另一蓄能單元12的存儲(chǔ)元件17，可以更換或變換所使用的存儲(chǔ)元件17，而由此無需中斷蓄能裝置1的運(yùn)行。
對(duì)于電蓄能裝置經(jīng)常需要的是，盡管發(fā)生具有比較小功率的真實(shí)的能量交換，但可以存儲(chǔ)極高的能量量。這樣的蓄能裝置1的例子是用于太陽能光電設(shè)備的蓄能裝置。在此功率與能量的比例例如為1比10或1比100。該要求通過蓄能裝置1解決，該蓄能裝置以時(shí)分復(fù)用的方式運(yùn)行多個(gè)存儲(chǔ)元件17。為此設(shè)有多路復(fù)用開關(guān)裝置16。經(jīng)由多路復(fù)用開關(guān)裝置16總是正好一個(gè)存儲(chǔ)元件17與用于雙向能量交換(充電/放電)的功率電子裝置-供電電源連接，亦即與變換器15連接。上級(jí)的控制裝置10承擔(dān)多路復(fù)用開關(guān)裝置16的驅(qū)控。
控制裝置10特別是如此對(duì)在電路單元11、12與交流電壓網(wǎng)5之間的能量交換進(jìn)行控制/調(diào)節(jié)，使得對(duì)在交流電壓網(wǎng)5與供電網(wǎng)3之間交換的電能28進(jìn)行調(diào)節(jié)。為此電氣變量27可以作為數(shù)據(jù)由檢測裝置13檢測或作為基礎(chǔ)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)隨后控制多路復(fù)用開關(guān)裝置16和變換器15。所述控制/調(diào)節(jié)對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)和從系統(tǒng)出來的當(dāng)前能量流以及蓄能器系統(tǒng)即存儲(chǔ)元件17的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。此外通過所述控制/調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)多路復(fù)用開關(guān)裝置16的切換，由此選擇對(duì)于當(dāng)前載荷路徑最適合的存儲(chǔ)元件17。
為了阻止在多路復(fù)用開關(guān)裝置16的切換期間在能量輸出/吸收或功率輸出/吸收中的波動(dòng)，在控制/調(diào)節(jié)中保存所述的淡入-淡出方法。這負(fù)責(zé)用于，使多路復(fù)用開關(guān)裝置首先無載荷地切換，亦即使由連接的變換器15產(chǎn)生的交流電壓具有與在交流電壓網(wǎng)5中存在的交流電壓相同的幅度和相同相位。在這之后，在交流電壓網(wǎng)5與變換器15之間交換的功率才以斜坡形接近目標(biāo)值。目標(biāo)值在此是之前由另一變換器15與交流電壓網(wǎng)5交換的功率。并行地，借助于該變換器減小交換的電功率的值。為此監(jiān)控當(dāng)前存儲(chǔ)元件17并且使其功率輸出/吸收匹配于總功率需求。如果第二蓄能器完全接通并且其功率位于目標(biāo)值上，那么第一蓄能器的功率輸出/吸收能以斜坡形完全下降。僅當(dāng)功率完全下降、亦即不再發(fā)生與交流電壓網(wǎng)5的功率交換時(shí)，多路復(fù)用開關(guān)裝置才斷開第一蓄能器并且與下一蓄能器連接。由此多路復(fù)用開關(guān)裝置16中的切換過程是無電壓的。這特別是阻止電弧形成。
因此在由一個(gè)存儲(chǔ)元件切換到下一存儲(chǔ)元件時(shí)在無中斷的條件下實(shí)現(xiàn)能量中斷。為此例如至少一個(gè)第二多路復(fù)用開關(guān)裝置并行于第一多路復(fù)用開關(guān)裝置16地已經(jīng)在連續(xù)運(yùn)行中執(zhí)行切換并且暫且還不允許能量輸出或能量吸收。在下一步驟中，將第一蓄能器緩慢地從電網(wǎng)去除，亦即連續(xù)減小通過電流并且同時(shí)將第二蓄能器接到電網(wǎng)上。為了提高總功率適合的是，相應(yīng)地并行運(yùn)行多個(gè)多路復(fù)用開關(guān)裝置16，其中在此特別是n+1原理適用，亦即總是設(shè)有一個(gè)附加的電路單元11、12，以便可以實(shí)施所述的淡入-淡出方法。
通過電網(wǎng)分析器以所述方式直接求得交流電壓網(wǎng)5的載荷需求并且相應(yīng)地傳送給控制裝置10。再者，作為環(huán)境數(shù)據(jù)9，外部電網(wǎng)參數(shù)、例如服務(wù)于需要的電流調(diào)節(jié)或電網(wǎng)穩(wěn)定性要求可以由供能企業(yè)根據(jù)當(dāng)前能量要求在控制裝置10中流入所述控制中。例如，如果風(fēng)力發(fā)電廠產(chǎn)生的電功率基于變強(qiáng)或減弱的風(fēng)而發(fā)生波動(dòng)，那么電網(wǎng)穩(wěn)定性要求可以在風(fēng)力發(fā)電廠產(chǎn)生。作為另外的環(huán)境數(shù)據(jù)9，可以由天氣數(shù)據(jù)庫設(shè)置關(guān)于天氣情況(日照、風(fēng)、風(fēng)暴、降雪、溫度變化)的預(yù)測(預(yù)報(bào))并且由此使載荷-和蓄能器需求亦即載荷要求適配地匹配于環(huán)境數(shù)據(jù)9。
多個(gè)存儲(chǔ)元件可以連接到所述多路復(fù)用開關(guān)裝置16。特別是結(jié)合所使用的作為存儲(chǔ)元件17的機(jī)動(dòng)車高伏電池產(chǎn)生如下可能，即在未匹配于硬件和軟件的條件下使用蓄能器系統(tǒng)中的全部車載電池。電池系統(tǒng)可以直接由機(jī)動(dòng)車安裝到蓄能裝置1中作為存儲(chǔ)元件。根據(jù)高伏電池的布線，這些高伏電池可以并聯(lián)地、串聯(lián)地或作為兩個(gè)變型的組合而運(yùn)行。這樣的布線得到分別一個(gè)存儲(chǔ)元件17。因此高伏電池可以通用地匹配于要求/事實(shí)。附加地，存儲(chǔ)元件17的總?cè)萘刻岣?。代替所述高伏電池也可以在存?chǔ)元件17中包含其他已述蓄能器或備用電源機(jī)組形式的能源。
另外的優(yōu)點(diǎn)是以任意數(shù)量的存儲(chǔ)元件17實(shí)現(xiàn)的模塊性、規(guī)模可伸縮性和可擴(kuò)展性。限制因素僅僅是多路復(fù)用開關(guān)裝置16的連接端的數(shù)量、必要的布線成本和可用變換器的數(shù)量。自然也可以應(yīng)用新的高伏電池作為電蓄能器。
總而言之，該例子示出如何通過本發(fā)明可以提供(第二壽命)多路復(fù)用蓄能器系統(tǒng)。