專利名稱：能量儲(chǔ)存系統(tǒng)和控制該能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法
能量儲(chǔ)存系統(tǒng)和控制該能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法
本申請(qǐng)要求于2011年12月19日提交到美國專利商標(biāo)局的第61/577，240號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)和于2012年8月I日提交到美國專利商標(biāo)局的第13/564，694號(hào)美國非臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，上述申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用全部包含于此。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的一方面涉及一種能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種能量儲(chǔ)存系統(tǒng)和一種控制該能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)用于儲(chǔ)存能量和高效地利用儲(chǔ)存的能量的系統(tǒng)的需求隨著諸如環(huán)境破壞、資源耗盡等的問題的出現(xiàn)而增加。另外，防止在能量產(chǎn)生過程中產(chǎn)生的污染的可再生能量(例如，太陽能、風(fēng)能、潮汐能等)的相對(duì)重要性不斷地提高。
能量儲(chǔ)存系統(tǒng)是用于將發(fā)電系統(tǒng)(例如，可再生能量發(fā)電系統(tǒng))、用于儲(chǔ)存能量的電池和現(xiàn)有的電網(wǎng)結(jié)合的系統(tǒng)。
此外，能量儲(chǔ)存系統(tǒng)用于將發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)結(jié)合，以將能量供給到負(fù)載。
能量儲(chǔ)存系統(tǒng)利用能量來驅(qū)動(dòng)電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這稱作能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的內(nèi)部消耗能量。在現(xiàn)有技術(shù)中，如果電網(wǎng)處于正常狀態(tài)，則電網(wǎng)的能量用于提供內(nèi)部消耗能量和發(fā)往負(fù)載的能量，如果電網(wǎng)處于非穩(wěn)定狀態(tài)，例如斷電，則因?yàn)槟芰績?chǔ)存系統(tǒng)執(zhí)行不間斷電源(UPS)操作，所以能量儲(chǔ)存系統(tǒng)利用在能量儲(chǔ)存系統(tǒng)處提供的電池電源來提供內(nèi)部消耗能量和發(fā)往負(fù)載的能量。
然而，因?yàn)殡娋W(wǎng)的能量使用成本(或費(fèi)用)變化(例如，根據(jù)時(shí)間而變化)，所以如果電網(wǎng)處于正常狀態(tài)，則使用電網(wǎng)的電力作為內(nèi)部消耗電力(或負(fù)載電力)可能不是高效的(例如，經(jīng)濟(jì)上高效的)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)方面提供了一種能量儲(chǔ)存系統(tǒng)和一種控制該能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法，通過根據(jù)電網(wǎng)(或其它發(fā)電源)的能量使用成本(或費(fèi)用)和電池的剩余容量來選擇向能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的內(nèi)部和負(fù)載(例如，外部負(fù)載)提供能量的主體(例如，能源)而提供了更高效的(例如，經(jīng)濟(jì)上高效的)能量并使得能量使用成本最小化(或降低)。
為了提供本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)方面，所述能量儲(chǔ)存系統(tǒng)包括:電池；電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)合到所述電池；開關(guān)，被配置為能夠結(jié)合到所述電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的內(nèi)部負(fù)載、所述電池、電網(wǎng)和外部負(fù)載中的一個(gè)或多個(gè)；以及控制器，被配置為:接收所述電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息；根據(jù)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息，確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到所述外部負(fù)載，并確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到所述內(nèi)部負(fù)載；以及根據(jù)所述確定來控制所述開關(guān)，以將所述電池的能量或所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載，并將所述電池的能量或所述電網(wǎng)的能量提供到所述內(nèi)部負(fù)載。在實(shí)施例中，所述開關(guān)可以包括:第一開關(guān)，被配置為向所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的至少一個(gè)提供所述電池的能量；以及第二開關(guān)，被配置為向所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的至少一個(gè)提供所述電網(wǎng)的能量。所述第一開關(guān)可以包括:第一端子，結(jié)合到所述電池；第二端子，結(jié)合到所述內(nèi)部負(fù)載；第三端子，結(jié)合到所述外部負(fù)載；以及第四端子，未結(jié)合到所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的任一個(gè)，其中，所述第一開關(guān)被配置為根據(jù)來自所述控制器的信號(hào)將所述第一端子結(jié)合到所述第二端子、所述第三端子和所述第四端子中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一端子可以通過所述電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)合到所述電池。所述第二開關(guān)可以包括:第一端子，結(jié)合到所述電網(wǎng)；第二端子，結(jié)合到所述內(nèi)部負(fù)載；第三端子，結(jié)合到所述外部負(fù)載；以及第四端子，未結(jié)合到所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的任一個(gè)，其中，所述第二開關(guān)被配置為根據(jù)來自所述控制器的信號(hào)將所述第一端子結(jié)合到所述第二端子、所述第三端子和所述第四端子中的至少一個(gè)。所述控制器可以包括:電池剩余容量信息裝置，被配置為接收所述電池的剩余容量信息；電網(wǎng)能量使用成本信息裝置，被配置為接收所述電網(wǎng)的能量使用成本信息；以及開關(guān)控制器，被配置為根據(jù)接收的剩余容量信息和接收的能量使用成本信息控制所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電池剩余容量信息裝置可以被配置為:存儲(chǔ)第一參考容量的值和第二參考容量的值；根據(jù)接收的所述電池的剩余容量信息與所述第一參考容量和所述第二參考容量的比較來計(jì)算容量值；以及將所述容量值傳輸?shù)剿鲩_關(guān)控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電網(wǎng)能量使用成本信息裝置可以被配置為:存儲(chǔ)第一參考費(fèi)用值；根據(jù)接收的所述電網(wǎng)的能量使用成本信息與所述第一參考費(fèi)用值的比較來計(jì)算能量使用成本值；以及將所述能量使用成本值傳輸?shù)剿鲩_關(guān)控制器。所述電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以包括:能量轉(zhuǎn)換裝置，被配置為將發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為DC鏈路電壓；逆變器，被配置為將所述DC鏈路電壓逆變?yōu)樗鲭娋W(wǎng)的AC電壓或?qū)⑺鲭娋W(wǎng)的AC電壓轉(zhuǎn)換為DC鏈路電壓；轉(zhuǎn)換器，被配置為將所述DC鏈路電壓轉(zhuǎn)換為用于為所述電池充電的電池電壓，或?qū)⑺鲭姵仉妷恨D(zhuǎn)換為DC鏈路電壓；電池管理系統(tǒng)，結(jié)合到所述電池，所述電池管理系統(tǒng)被配置為控制所述電池的充電和放電操作；以及電力調(diào)節(jié)控制器，被配置為監(jiān)測所述發(fā)電系統(tǒng)、所述電網(wǎng)、所述電池和所述內(nèi)部負(fù)載，并被配置為控制所述能量轉(zhuǎn)換裝置、所述逆變器、所述轉(zhuǎn)換器和所述電池管理系統(tǒng)。為了提供本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)方面，提供了一種控制能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法，所述能量儲(chǔ)存系統(tǒng)包括電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電池，所述方法包括:接收電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息；根據(jù)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息，確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到外部負(fù)載，并確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到所述能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的內(nèi)部負(fù)載；以及將所述電網(wǎng)的能量和所述電池的能量中的至少一個(gè)提供到所述內(nèi)部負(fù)載和/或所述外部負(fù)載。所述方法還可以包括:存儲(chǔ)與電網(wǎng)用電成本值有關(guān)的參考成本；存儲(chǔ)與所述電池的剩余容量有關(guān)的第一參考容量；存儲(chǔ)與所述電池的剩余容量有關(guān)的比所述第一參考容量高的第二參考容量；執(zhí)行操作，所述操作包括下述中的至少一個(gè):將所述電網(wǎng)的能量使用成本信息與參考成本進(jìn)行比較，以及將所述電池的剩余容量信息與所述第一參考容量和所述第二參考容量中的至少一個(gè)進(jìn)行比較；以及基于所述操作來控制所述內(nèi)部負(fù)載、所述外部負(fù)載與所述電池的結(jié)合以及所述內(nèi)部負(fù)載、所述外部負(fù)載與所述電網(wǎng)的結(jié)合。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還可以包括:當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息在所述參考成本以下時(shí)，將所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載以及提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還可以包括:當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息高于所述參考成本，并且所述電池的剩余容量信息在第一參考容量以下時(shí)，將所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載以及提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還可以包括:當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息高于所述參考成本，并且所述電池的剩余容量信息高于第一參考容量且在所述第二參考容量以下時(shí)，將所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載，并將所述電池的能量提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還可以包括:當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息高于所述參考成本，并且所述電池的剩余容量信息高于第二參考容量時(shí)，將所述電池的能量提供到所述外部負(fù)載以及提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。
圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。
圖2是示出在圖1A和圖1B中示出的第二控制器的構(gòu)造的示意性框圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在下面的詳細(xì)描述中，僅通過舉例說明的方式僅示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于在此提出的實(shí)施例。此外，在本申請(qǐng)的上下文中，當(dāng)元件被稱作“結(jié)合到”另一元件時(shí)，該元件可以直接“結(jié)合到”另一元件，或者間接“結(jié)合到”另一元件，而在它們之間置入有一個(gè)或多個(gè)中間元件。
將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖，圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖，圖2是示出在圖1A和圖1B中示出的第二控制器的構(gòu)造的示意性框圖。
參照?qǐng)D1A，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I可以結(jié)合(例如，連接或電結(jié)合)到發(fā)電系統(tǒng)2 (例如，可再生能量發(fā)電系統(tǒng))、電網(wǎng)3 (例如，公用設(shè)施)或這兩者，從而將電力供給到負(fù)載4(例如，外部負(fù)載)。能量儲(chǔ)存系統(tǒng)可以包括電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS) 100和電池40。PCS 100可以包括能量(或電力)轉(zhuǎn)換部10、DC鏈路部20、逆變器30(例如，雙向逆變器)、電池管理系統(tǒng)(BMS) (41)、轉(zhuǎn)換器50 (例如,雙向轉(zhuǎn)換器)和第一控制器80。另外,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I通過基于電網(wǎng)3的能量使用成本和/或電池的剩余容量選擇提供到負(fù)載4和內(nèi)部負(fù)載X的能源而提供了更高效的(例如，有成本效益的或經(jīng)濟(jì)的)能耗，從而使能量使用成本(或費(fèi)用)最小化或降低。內(nèi)部負(fù)載X所消耗的電力可以是能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I的內(nèi)部能量消耗(例如，PCS 100的元件的運(yùn)行電力)。本發(fā)明的實(shí)施例還可以包括用于接收電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)信息和電池40的剩余容量信息的第二控制器90。另外，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括第一開關(guān)(SWl)和第二開關(guān)(SW2)，可以根據(jù)從第二控制器90提供的控制信號(hào)操作第一開關(guān)(SWl)和第二開關(guān)(SW2)，以向外部負(fù)載4或內(nèi)部負(fù)載X提供電網(wǎng)3或電池40的電力。在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)2是用于使用能源(例如，可再生能源)產(chǎn)生電力的系統(tǒng)。發(fā)電系統(tǒng)2可以將其產(chǎn)生的電力供給到能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I。發(fā)電系統(tǒng)2可以是太陽能系統(tǒng)、風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)、潮汐能系統(tǒng)或利用諸如太陽能、地?zé)岬鹊目稍偕茉串a(chǎn)生電力的其它可再生能量發(fā)電系統(tǒng)。例如，利用太陽光產(chǎn)生電能的太陽能電池可以安裝在住宅或工廠里，并可以適合于與可分布在每個(gè)家庭處的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I一起使用。發(fā)電系統(tǒng)2可以提供并聯(lián)的多個(gè)模塊，從而對(duì)于每個(gè)模塊都產(chǎn)生電力。電網(wǎng)3可以包括電廠、變電站和傳輸線。如果電網(wǎng)3處于正常狀態(tài)，則電網(wǎng)3可以將電力供給到能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I或負(fù)載4，并可以接收從能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I供給的電力(例如，由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的或在電池40中儲(chǔ)存的電力)。如果電網(wǎng)3處于異常狀態(tài)，則電力可不再從電網(wǎng)3流到能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I或從能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I流到電網(wǎng)3。在本發(fā)明的實(shí)施例中，負(fù)載4是指消耗由發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力、儲(chǔ)存在電池40中的電力或從電網(wǎng)3供給的電力的裝置。負(fù)載4可以是家庭、工廠等。能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I可以將發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力儲(chǔ)存到電池40中，并可以將產(chǎn)生的電力發(fā)送到電網(wǎng)3。另外，能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I可以將電池40中儲(chǔ)存的電力傳送到電網(wǎng)3，或?qū)碾娋W(wǎng)3供給的電力儲(chǔ)存在電池40中。另外，如果能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I處于異常狀態(tài)，例如，當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)3的斷電時(shí)，則能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I可以執(zhí)行不間斷電源(UPS)操作，從而將電力供給到負(fù)載4。例如，能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I可以將發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力或儲(chǔ)存在電池40中的電力供給到負(fù)載4。在本發(fā)明的實(shí)施例中，能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I包括電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS) 100和電池40。PCS 100可以包括能量轉(zhuǎn)換部10、DC鏈路部20、逆變器30、電池管理系統(tǒng)(BMS)41、轉(zhuǎn)換器50、電網(wǎng)連接件60和第一控制器80。逆變器30和轉(zhuǎn)換器50可以實(shí)現(xiàn)為雙向逆變器30和雙向轉(zhuǎn)換器50，在圖1A和圖1B中示出的包括雙向逆變器30和雙向轉(zhuǎn)換器50的實(shí)施例將作為非限制性示例來描述。能量轉(zhuǎn)換部10可以結(jié)合在發(fā)電系統(tǒng)2和第一節(jié)點(diǎn)(NI)之間，從而將從發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換為第一節(jié)點(diǎn)(NI)處的DC電力。能量轉(zhuǎn)換部10的操作可以基于從發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力而改變。例如，當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生AC電力時(shí)，能量轉(zhuǎn)換部10將AC電力轉(zhuǎn)換為第一節(jié)點(diǎn)(NI)的DC電力。另外，當(dāng)從發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生DC電力時(shí)，DC電力的電壓升高或降低(例如，減壓)到第一節(jié)點(diǎn)(NI)的DC電力的電壓。例如，如果發(fā)電系統(tǒng)2是太陽能發(fā)電系統(tǒng)，則能量轉(zhuǎn)換部10可以是根據(jù)由太陽熱引起的溫度變化或太陽輻射變化檢測最大功率點(diǎn)并產(chǎn)生電力的最大功率點(diǎn)跟蹤轉(zhuǎn)換器(MPPT)。然而，能量轉(zhuǎn)換部10不限于此，并可以包括例如各種類型的轉(zhuǎn)換器和/或整流器。DC鏈路部20可以結(jié)合在逆變器(例如，雙向逆變器)30和轉(zhuǎn)換器(例如，雙向轉(zhuǎn)換器)之間，以保持第一節(jié)點(diǎn)(NI)的DC鏈路電力(Vlink)恒定(或基本上恒定)。
第一節(jié)點(diǎn)(NI)處的電壓電平由于發(fā)電系統(tǒng)2或電網(wǎng)3的瞬時(shí)壓降或由于負(fù)載4中的峰值負(fù)載消耗而會(huì)變得不穩(wěn)定。然而，可以有益的是，第一節(jié)點(diǎn)(NI)電壓保持恒定的(或基本上恒定的)電壓電平，從而適當(dāng)?shù)貓?zhí)行逆變器(例如，雙向逆變器)30和轉(zhuǎn)換器(例如，雙向轉(zhuǎn)換器)50的穩(wěn)定操作。為此，DC鏈路部20可以包括電容器(或多個(gè)電容器)，例如鋁電解電容器、高壓膜聚合物電容器或用于高電壓和高電流的多層陶瓷電容器(MLSS)。
電池40可以被供給且可以儲(chǔ)存從發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力或電網(wǎng)3的電力，并可以將儲(chǔ)存的電力供給到負(fù)載4、內(nèi)部負(fù)載X或電網(wǎng)3。電池40可以包括至少一個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元可以包括多個(gè)裸電池。電池40可以包括各種類型的電池單元，例如鎳鎘電池、鉛電池、鎳金屬氫化物電池(NiMH)、鋰離子電池、鋰聚合物電池等。可以基于例如能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I所需的電力容量或設(shè)計(jì)條件來確定(或提供)電池40的電池單元的數(shù)量。進(jìn)一步舉例說明，如果能耗相對(duì)大，則可以提供電池40的多個(gè)電池單元，如果能耗相對(duì)小，則可以提供電池40的僅一個(gè)電池單元。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，BMS 41結(jié)合到電池40，以控制充電和放電操作?？梢酝ㄟ^第一控制器(例如，集成控制器)80來控制BMS 41。BMS (41)可以執(zhí)行過充電保護(hù)功能、過放電保護(hù)功能、過電流保護(hù)功能、過電壓保護(hù)功能、過熱保護(hù)功能、電池均衡功能等。為此，BMS 41可以監(jiān)測電池40的電壓、電流、溫度、剩余電量、壽命、荷電狀態(tài)等，并可以將相關(guān)的信息傳送到第一控制器80。在本發(fā)明的實(shí)施例中，BMS 41與電池40分開，但是可以包括集成有BMS 41和電池40的電池組。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器(例如，雙向轉(zhuǎn)換器)50以DC-DC的方式將從電池40輸出的電力的電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓電平，S卩，DC鏈路電壓(Vlink)。另外，轉(zhuǎn)換器(例如，雙向轉(zhuǎn)換器)50可以以DC-DC的方式將流經(jīng)第一節(jié)點(diǎn)(NI)的充電電力轉(zhuǎn)換為電池40的電壓電平。充電電力可以是例如從發(fā)電系統(tǒng)2產(chǎn)生的電力或通過逆變器(例如，雙向逆變器)30從電網(wǎng)3供給的電力。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，逆變器(例如，雙向逆變器)30是提供在第二節(jié)點(diǎn)(N2)和第一節(jié)點(diǎn)(NI)之間的電轉(zhuǎn)換器，并結(jié)合到負(fù)載4或電網(wǎng)連接件60。逆變器(例如，雙向逆變器)30可以將從發(fā)電系統(tǒng)2或電池40輸出的DC鏈路電壓(Vlink)轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)3的AC電壓。另外，逆變器(例如，雙向逆變器)30可以對(duì)AC電壓進(jìn)行整流，并可以將整流的AC電壓轉(zhuǎn)換為DC鏈路電壓(Vlink)。逆變器(例如，雙向逆變器)30可包括用于從輸出自電網(wǎng)3的AC電壓消除諧波的濾波器，并可以包括用于將從逆變器(例如，雙向逆變器)30輸出的AC電壓的相位與電網(wǎng)3的AC電壓的相位同步以抑制(或減小)無功功率的鎖相環(huán)。
另外，逆變器(例如，雙向逆變器)30可以執(zhí)行諸如電壓波動(dòng)范圍限制、功率因子校正、DC分量消除、瞬時(shí)現(xiàn)象保護(hù)等的功能。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，電網(wǎng)連接件60結(jié)合在電網(wǎng)3和逆變器(例如，雙向逆變器)30之間。當(dāng)在電網(wǎng)3處發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)，電網(wǎng)連接件60在第一控制器80的控制下阻止(例如，斷開或中斷)能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I和電網(wǎng)3的連接。
電網(wǎng)連接件60可以包括例如開關(guān)元件、結(jié)型晶體管(BJT)或場效應(yīng)晶體管(FET)。
雖然在圖中未示出，但可以在PCS 100中在逆變器(例如，雙向逆變器)30和負(fù)載4之間包括另一個(gè)連接件。該另外的連接件可以串聯(lián)結(jié)合到電網(wǎng)連接件60，并可以在第一控制器80的控制下阻止電力流向負(fù)載4中。該另外的連接件可以包括例如開關(guān)元件、結(jié)型晶體管(BJT)、場效應(yīng)晶體管(FET)等。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一控制器80監(jiān)測發(fā)電系統(tǒng)2、電網(wǎng)3、電池40和負(fù)載4的狀態(tài)，并基于監(jiān)測結(jié)果控制能量轉(zhuǎn)換部10、逆變器(例如，雙向逆變器)30、BMS 41、轉(zhuǎn)換器(例如，雙向轉(zhuǎn)換器)50和電網(wǎng)連接件60。在本發(fā)明的實(shí)施例中，能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I利用電力來驅(qū)動(dòng)包括在其內(nèi)部的電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這稱作能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I的內(nèi)部消耗電力，即，內(nèi)部負(fù)載X消耗的電力。例如，電力可以用于驅(qū)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換部10、逆變器(例如，雙向逆變器)30、轉(zhuǎn)換器(例如，雙向轉(zhuǎn)換器)50、電網(wǎng)連接件60、BMS 41、第一控制器80等。在現(xiàn)有技術(shù)中，如果電網(wǎng)3處于正常狀態(tài)，則內(nèi)部負(fù)載X消耗的電力(例如，內(nèi)部消耗電力)由電網(wǎng)3的電力供給，如果電網(wǎng)3處于異常狀態(tài)，例如斷電，則因?yàn)槟芰績?chǔ)存系統(tǒng)執(zhí)行不間斷電源操作，所以內(nèi)部負(fù)載X消耗的電力由提供在能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I中的電池40供給。然而，因?yàn)殡娋W(wǎng)3的電力使用成本(或費(fèi)用)會(huì)變化(例如，會(huì)根據(jù)時(shí)間而被不同地應(yīng)用)，所以使用電網(wǎng)3的電力作為內(nèi)部消耗電力(例如，用于供給內(nèi)部負(fù)載X的電力)并非總是合理的(例如，經(jīng)濟(jì)的)。因此，本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)方面通過基于電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)和電池40的剩余容量，選擇提供被施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100 (例如，內(nèi)部負(fù)載X)或負(fù)載4的電力的主體(例如，電源)，而提供了更高效的(例如，經(jīng)濟(jì)上高效的)的電力消耗并使得用電成本(或費(fèi)用)最小化或降低。本發(fā)明的實(shí)施例還可以包括用于接收電網(wǎng)3的能量使用費(fèi)用信息和電池40的剩余容量信息的第二控制器90，并且還可以包括第一開關(guān)(SWl)和第二開關(guān)(SW2)，第一開關(guān)(Sffl)和第二開關(guān)(SW2)根據(jù)從第二控制器90提供的控制信號(hào)而操作，以使電池40或電網(wǎng)3的電力提供到內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4。例如，第一開關(guān)(SWl)可以將電池40結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS) 100的內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4，從而將電池40的電力施加到內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4。第一開關(guān)(SWl)可以結(jié)合到(或能夠結(jié)合到)A端子、B端子和浮置的C端子中的至少一個(gè)，其中，A端子結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)IOO的內(nèi)部負(fù)載X，B端子結(jié)合到負(fù)載4 (例如，外部負(fù)載)，浮置的C端子既未結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，也未結(jié)合到負(fù)載4。在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SWl結(jié)合到A端子時(shí)，電池40的電力施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SWl結(jié)合到B端子時(shí)，電池40的電力施加到負(fù)載4，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)僅結(jié)合到C端子時(shí)，電池40的電力既未施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100，也未施加到負(fù)載4，即，其處于浮置狀態(tài)。另外，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SWl結(jié)合(例如，同時(shí)結(jié)合或同時(shí)期結(jié)合)到A端子和B端子兩者時(shí)，電池40的電力可以施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和負(fù)載4。另外，第二開關(guān)(SW2)可以將電網(wǎng)3結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)IOO的內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4 (例如，外部負(fù)載)，從而將電網(wǎng)3的電力施加到內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4。例如，第二開關(guān)(SW2)可以結(jié)合到A端子、B端子和浮置的C端子中的至少一個(gè)，其中，A端子結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)IOO的內(nèi)部負(fù)載X，B端子結(jié)合到負(fù)載4，浮置的C端子既未結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，也未結(jié)合到負(fù)載4。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙_關(guān)SW2結(jié)合到A端子時(shí)，電網(wǎng)3的電力施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，當(dāng)?shù)诙_關(guān)SW2結(jié)合到B端子時(shí)，電網(wǎng)3的電力施加到負(fù)載4，當(dāng)?shù)诙_關(guān)SW2僅結(jié)合到C端子時(shí)，電網(wǎng)3的電力既未結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，也未結(jié)合到負(fù)載4。
另外，當(dāng)?shù)诙_關(guān)SW2結(jié)合(例如，同時(shí)結(jié)合或同時(shí)期結(jié)合)到A端子和B端子兩者時(shí)，電網(wǎng)3的電力施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和負(fù)載4。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1B，圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。因?yàn)楦鶕?jù)當(dāng)前實(shí)施例的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)可以包括與先前結(jié)合圖1A描述的元件相同(或基本上相同)的元件，所以通過參照以上描述給出當(dāng)前實(shí)施例的特定方面的描述，并且這里將不再詳細(xì)描述。
除了關(guān)于第一開關(guān)SWl和電池40之間的結(jié)合之外，圖1B的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)與圖1A的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)類似。例如，在SWl在圖1A中被示出為將電池40的能量直接施加到A端子、B端子和/或C端子的情況下，SWl在圖1B中被示出為在已經(jīng)通過電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)IOO將電池的能量調(diào)節(jié)(例如，轉(zhuǎn)換為AC電壓)之后再將電池的能量施加到A端子、B端子和/或C端子。
第一開關(guān)(SWl)可以將電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的第二節(jié)點(diǎn)(N2)結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)IOO的內(nèi)部負(fù)載X和/或結(jié)合到負(fù)載4，從而將第二節(jié)點(diǎn)(N2)處的電力施加到內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4。第二節(jié)點(diǎn)(N2)處的電力可以是電池40的已經(jīng)轉(zhuǎn)換為DC鏈路電壓(Vlink)且隨后逆變?yōu)锳C電壓的電力。另外，第二節(jié)點(diǎn)(N2)處的電力不僅可以是電池40的電力，而且還可以是發(fā)電系統(tǒng)2的電力。
第一開關(guān)(SWl)可以結(jié)合到(或能夠結(jié)合到)A端子、B端子和浮置的C端子中的至少一個(gè)，其中，A端子結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)IOO的內(nèi)部負(fù)載X，B端子結(jié)合到負(fù)載4 (例如，外部負(fù)載)，浮置的C端子既未結(jié)合到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，也未結(jié)合到負(fù)載4。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SWl結(jié)合到A端子時(shí)，電池40的電力施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SWl結(jié)合到B端子，電池40的電力施加到負(fù)載4，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)僅結(jié)合到C端子時(shí)，電池40的電力既未施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，也未施加到負(fù)載4，即，其處于浮置狀態(tài)。
另外，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SWl結(jié)合(例如，同時(shí)結(jié)合或同時(shí)期結(jié)合)到A端子和B端子兩者時(shí)，電池40的電力可以施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和負(fù)載4。
第一開關(guān)(SWl)和第二開關(guān)(SW2)可以設(shè)計(jì)成提供硬件構(gòu)造，例如在圖1A或圖1B中示出的實(shí)施例，但是不限于此，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)明顯的是，在仍與本公開和權(quán)利要求的精神和范圍一致的情況下，可以提供其它硬件或邏輯實(shí)施方案。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二控制器90包括:電池剩余容量信息接收部92，用于接收電池40的剩余容量信息；電網(wǎng)用電成本(或費(fèi)用)信息接收部94，用于接收電網(wǎng)3的電力使用成本(或費(fèi)用)信息；開關(guān)控制部96，用于控制第一開關(guān)(SWl)的操作以控制電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X、負(fù)載4與電池40的結(jié)合(例如，經(jīng)由PCS 100與電池40的結(jié)合)，并用于控制第二開關(guān)(SW2)的操作以控制電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X、負(fù)載4與電網(wǎng)3的結(jié)合。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一參考容量和第二參考容量存儲(chǔ)在電池剩余容量信息接收部92中，作為用于確定(或分析)電池的剩余容量的參考。第一參考容量和第二參考容量可以通過用戶的選擇來確定(或根據(jù)系統(tǒng)的條件而定)，例如，可以將第一參考容量設(shè)為電池40的最大容量的30 %，并可以將第二參考容量設(shè)為電池40的最大容量的70%。電池剩余容量信息接收部92可以將電池40的剩余容量信息(其可以由BMS 41監(jiān)測、計(jì)算和/或傳輸)與第一參考容量和第二參考容量進(jìn)行比較，并可以將通過比較計(jì)算的值傳輸(或傳達(dá))到開關(guān)控制部96。第一參考成本(或費(fèi)用)值可以存儲(chǔ)在電網(wǎng)用電成本信息接收部94中，作為用于確定(或分析)電網(wǎng)3的電力使用成本(或費(fèi)用)的參考。參考費(fèi)用可以設(shè)為多個(gè)，但是為了便于描述，將本發(fā)明的實(shí)施例描述為具有用于一個(gè)參考成本的存儲(chǔ)信息的示例。可通過智能表(未示出)實(shí)時(shí)地查驗(yàn)從電網(wǎng)3提供的電力的使用成本(或費(fèi)用)信息。舉例而言，電網(wǎng)用電成本(或費(fèi)用)信息接收部94可以通過將智能表嵌入到能量儲(chǔ)存系統(tǒng)(ESS)I的內(nèi)部(例如，ESS I的第二控制器90)中或通過與智能表連接來接收信息。第一參考成本的值可以通過用戶的選擇來確定(或根據(jù)系統(tǒng)的條件而定)。電網(wǎng)用電成本信息接收部94可以將接收到的電網(wǎng)3的成本信息與第一參考成本進(jìn)行比較，并可以將通過比較計(jì)算的值施加(傳輸或傳達(dá))到開關(guān)控制部96。盡管圖1A和圖1B示出了與包括在電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100中的第一控制器80分開的第二控制器90的構(gòu)造，但是可以將第一控制器80和第二控制器90集成到一個(gè)集成電路(IC)中。因此，本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)方面通過根據(jù)第二控制器90以及第一開關(guān)和第二開關(guān)(SW1、SW2)選擇性地將電池40或電網(wǎng)3的電力提供到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4而提供了高效的(例如，經(jīng)濟(jì)上高效的)電消耗并使得成本最小化或降低。將參照?qǐng)D3描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法的流程圖。在開始能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的操作之后，可以接收電池的剩余容量信息和電網(wǎng)3的能量使用成本信息(例如，通過設(shè)置在第二控制器90中的電池剩余容量信息接收部92以及電網(wǎng)用電費(fèi)用信息接收部94接收)(S100)。然后，可以將電池40的剩余容量信息以及電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)信息與第一參考容量和第二參考容量以及第一參考成本(或費(fèi)用)進(jìn)行比較(SllO)。然后，可以根據(jù)比較來控制電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X、負(fù)載4與電池40的結(jié)合(或經(jīng)由PCS 100與電池40的結(jié)合)，以及電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X、負(fù)載4與電網(wǎng)3的結(jié)合(S120)。然后，可以根據(jù)控制的結(jié)合來將電網(wǎng)3的電力或電池40的電力選擇性地提供到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，并選擇性地提供到負(fù)載4 (例如，外部負(fù)載)(S130)。例如，第二控制器90可以將電池40的剩余容量信息以及電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)信息與第一參考容量和第二參考容量以及第一參考成本(或費(fèi)用)進(jìn)行比較(SllO)。然后，第二控制器90可以控制對(duì)電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X、負(fù)載4與電池40的結(jié)合(或經(jīng)由PCS 100與電池40的結(jié)合)進(jìn)行控制的第一開關(guān)SWl的操作，并可以控制對(duì)電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X、負(fù)載4與電網(wǎng)3的結(jié)合進(jìn)行控制的第二開關(guān)SW2的操作(S120)。另外，第二控制器90可以選擇性地執(zhí)行(例如，結(jié)合)主體(例如，電網(wǎng)3或電池40)，該主體提供被施加到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和/或負(fù)載4的電力(S130)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)在第一參考費(fèi)用以下(SI 12)，則控制結(jié)合到電池40 (例如，經(jīng)由PCS 100結(jié)合到電池40)的第一開關(guān)(SWl)結(jié)合到C端子(即，處于浮置狀態(tài))，并控制結(jié)合到電網(wǎng)3的第二開關(guān)(SW2)結(jié)合到A端子和B端子(S122)。即，將電網(wǎng)3的電力提供到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和負(fù)載4(S132)。
S卩，在該實(shí)施例中，如果能量使用成本(或費(fèi)用)在第一參考成本(或費(fèi)用)以下，則控制器確定出:使用電網(wǎng)3的電力作為負(fù)載4的消耗電力和能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I的內(nèi)部電力是比較便宜的。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)高于第一參考費(fèi)用，則通過另外考慮電池40的剩余容量來選擇提供到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和負(fù)載4的電源。
例如，如果電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)高于第一參考費(fèi)用，并且電池40的剩余容量在第一參考容量以下(SI 14)，則控制結(jié)合到電池40 (例如，經(jīng)由PCS 100結(jié)合到電池40)的第一開關(guān)SWl結(jié)合到C端子(浮置狀態(tài))，并控制第二開關(guān)SW2結(jié)合到A端子和B端子(S124)。S卩，將電網(wǎng)3的電力提供到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和負(fù)載4(S134)。
S卩，即使電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)高于第一參考費(fèi)用，如果電池40的剩余容量在第一參考容量(例如，30% )以下，則控制器仍選擇電網(wǎng)3的電力作為負(fù)載4的消耗電力和能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I的內(nèi)部電力。
再比如，如果電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)高于第一參考費(fèi)用，電池40的剩余容量高于第一參考容量，并且電池40的剩余容量在第二參考容量以下(S116)，則控制結(jié)合到電池40 (例如，經(jīng)由PCS 100結(jié)合到電池40)的第一開關(guān)SWl結(jié)合到A端子，并控制結(jié)合到電網(wǎng)3的第二開關(guān)SW2結(jié)合到B端子(S126)。即，將電池40的電力提供到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X，并將電網(wǎng)3的電力提供到負(fù)載4(S136)。
S卩，如果電池40的剩余容量在適當(dāng)?shù)姆秶?例如，30%至70%)內(nèi)，則電池40可以用作能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I的內(nèi)部消耗電力，并且電網(wǎng)3的電力可以用作負(fù)載4的消耗。
作為最后一個(gè)示例，如果電網(wǎng)3的能量使用成本(或費(fèi)用)高于第一參考費(fèi)用，并且電池40的剩余容量高于第二參考容量(SI 18)，則控制結(jié)合到電網(wǎng)3的第二開關(guān)SW2結(jié)合至IJ C端子(處于浮置狀態(tài))，并控制結(jié)合到電池40 (例如，經(jīng)由PCS 100結(jié)合到電池40)的第一開關(guān)SWl結(jié)合到A端子和B端子(S128)。即，將電池40的電力提供到電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的內(nèi)部負(fù)載X和負(fù)載4(S138)。
S卩，如果電池40的剩余容量高于第二參考容量(如，70% )，則控制器可以確定出電池40的容量較高，并且可使用電池40的電力作為負(fù)載4的消耗和能量儲(chǔ)存系統(tǒng)I的內(nèi)部消耗。
本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)方面提供了能量儲(chǔ)存系統(tǒng)和控制方法，此能量儲(chǔ)存系統(tǒng)和控制方法通過根據(jù)電網(wǎng)的電力使用費(fèi)用和/或電池40的剩余容量來選擇向負(fù)載和電力儲(chǔ)存系統(tǒng)的內(nèi)部提供電力的主體，以提供高效的電力消耗和最小化的或降低的電力使用費(fèi)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所描述的實(shí)施例可以以各種不同的方式修改，而這些修改均未脫離如在說明書或權(quán)利要求書及其等同物中公開的本發(fā)明的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，所述能量儲(chǔ)存系統(tǒng)包括: 電池； 電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)合到所述電池； 開關(guān)，被配置為能夠結(jié)合到所述電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的內(nèi)部負(fù)載、所述電池、電網(wǎng)和外部負(fù)載中的一個(gè)或多個(gè)；以及 控制器，被配置為:接收所述電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息；根據(jù)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息，確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到所述外部負(fù)載，并確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到所述內(nèi)部負(fù)載；以及根據(jù)所述確定來控制所述開關(guān)，以將所述電池的能量或所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載，并將所述電池的能量或所述電網(wǎng)的能量提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)包括: 第一開關(guān)，被配置為向所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的至少一個(gè)提供所述電池的能量；以及 第二開關(guān)，被配置為向所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的至少一個(gè)提供所述電網(wǎng)的能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述第一開關(guān)包括: 第一端子，結(jié)合到所述電池； 第二端子，結(jié)合到 所述內(nèi)部負(fù)載； 第三端子，結(jié)合到所述外部負(fù)載；以及 第四端子，未結(jié)合到所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的任一個(gè)，其中， 所述第一開關(guān)被配置為根據(jù)來自所述控制器的信號(hào)將所述第一端子結(jié)合到所述第二端子、所述第三端子和所述第四端子中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述第一端子通過所述電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)合到所述電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述第二開關(guān)包括: 第一端子，結(jié)合到所述電網(wǎng)； 第二端子，結(jié)合到所述內(nèi)部負(fù)載； 第三端子，結(jié)合到所述外部負(fù)載；以及 第四端子，未結(jié)合到所述外部負(fù)載和所述內(nèi)部負(fù)載中的任一個(gè)，其中， 所述第二開關(guān)被配置為根據(jù)來自所述控制器的信號(hào)將所述第一端子結(jié)合到所述第二端子、所述第三端子和所述第四端子中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述控制器包括: 電池剩余容量信息裝置，被配置為接收所述電池的剩余容量信息； 電網(wǎng)能量使用成本信息裝置，被配置為接收所述電網(wǎng)的能量使用成本信息；以及開關(guān)控制器，被配置為根據(jù)接收的剩余容量信息和接收的能量使用成本信息控制所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述電池剩余容量信息裝置被配置為: 存儲(chǔ)第一參考容量的值和第二參考容量的值；根據(jù)接收的所述電池的剩余容量信息與所述第一參考容量和所述第二參考容量的比較來計(jì)算容量值；以及 將所述容量值傳輸?shù)剿鲩_關(guān)控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述電網(wǎng)能量使用成本信息裝置被配置為: 存儲(chǔ)第一參考費(fèi)用值； 根據(jù)接收的所述電網(wǎng)的能量使用成本信息與所述第一參考費(fèi)用值的比較來計(jì)算能量使用成本值；以及 將所述能量使用成本值傳輸?shù)剿鲩_關(guān)控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中，所述電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括: 能量轉(zhuǎn)換裝置，被配置為將發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為DC鏈路電壓； 逆變器，被配置為將所述DC鏈路電壓逆變?yōu)樗鲭娋W(wǎng)的AC電壓或?qū)⑺鲭娋W(wǎng)的AC電壓轉(zhuǎn)換為所述DC鏈路電壓； 轉(zhuǎn)換器，被配置為將所述DC鏈路電壓轉(zhuǎn)換為用于為所述電池充電的電池電壓，或?qū)⑺鲭姵仉妷恨D(zhuǎn)換為所述DC鏈路電壓； 電池管理系統(tǒng)，結(jié)合到所述電池，所述 電池管理系統(tǒng)被配置為控制所述電池的充電和放電操作；以及 電力調(diào)節(jié)控制器，被配置為監(jiān)測所述發(fā)電系統(tǒng)、所述電網(wǎng)、所述電池和所述內(nèi)部負(fù)載，并被配置為控制所述能量轉(zhuǎn)換裝置、所述逆變器、所述轉(zhuǎn)換器和所述電池管理系統(tǒng)。
10.一種控制能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法，所述能量儲(chǔ)存系統(tǒng)包括電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和電池，所述方法包括: 接收電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息； 根據(jù)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息，確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到外部負(fù)載，并確定所述電池的能量和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到所述能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的內(nèi)部負(fù)載；以及 將所述電網(wǎng)的能量和所述電池的能量中的至少一個(gè)提供到所述內(nèi)部負(fù)載和/或所述外部負(fù)載。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括: 存儲(chǔ)與電網(wǎng)用電成本值有關(guān)的參考成本； 存儲(chǔ)與所述電池的剩余容量有關(guān)的第一參考容量； 存儲(chǔ)與所述電池的剩余容量有關(guān)的比所述第一參考容量高的第二參考容量； 執(zhí)行操作，所述操作包括下述中的至少一個(gè):將所述電網(wǎng)的能量使用成本信息與所述參考成本進(jìn)行比較；以及將所述電池的剩余容量信息與所述第一參考容量和所述第二參考容量中的至少一個(gè)進(jìn)行比較；以及 基于所述操作來控制所述內(nèi)部負(fù)載、所述外部負(fù)載與所述電池的結(jié)合以及所述內(nèi)部負(fù)載、所述外部負(fù)載與所述電網(wǎng)的結(jié)合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括: 當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息在所述參考成本以下時(shí)，將所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載以及提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括: 當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息高于所述參考成本，并且所述電池的剩余容量信息在第一參考容量以下時(shí)，將所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載以及提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括: 當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息高于所述參考成本，并且所述電池的剩余容量信息高于第一參考容量且在所述第二參考容量以下時(shí)，將所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載，并將所述電池的能量提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括: 當(dāng)所述電網(wǎng)的能量使用成本信息高于所述參考成本，并且所述電池的剩余容量信息高于第二參考容量時(shí)，將所述電池`的能量提供到所述外部負(fù)載以及提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能量儲(chǔ)存系統(tǒng)和一種控制該能量儲(chǔ)存系統(tǒng)的方法，所述能量儲(chǔ)存系統(tǒng)包括電池；電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)合到所述電池；開關(guān)，能夠結(jié)合到所述電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的內(nèi)部負(fù)載、所述電池、電網(wǎng)或外部負(fù)載；以及控制器，所述控制器接收所述電網(wǎng)的能量使用成本信息和所述電池的剩余容量信息，根據(jù)所述能量使用成本信息和所述剩余容量信息確定所述電池和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供所述外部負(fù)載并確定所述電池和所述電網(wǎng)的能量中的哪一個(gè)將被提供到所述內(nèi)部負(fù)載，并根據(jù)所述確定來控制所述開關(guān)以將所述電池或所述電網(wǎng)的能量提供到所述外部負(fù)載并將所述電池或所述電網(wǎng)的能量提供到所述內(nèi)部負(fù)載。
文檔編號(hào)H02J9/00GK103166325SQ20121033488
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者金成中 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社