专利名称：在存储设备中维持得自发电系统的最优量的能量的方法
技术领域：
本发明大体上涉及发电系统，并且更具体地说涉及从诸如风能和太阳能之类的可变源得到电力的系统。
背景技术：
本发明在用于发电的风电场的背景下被描述，但可应用于包括例如从太阳能电池中产生电的系统和从波能中产生电力的系统的众多类型的发电系统。这些和其它绿色电力源的共同的特征是电力输出波动，例如基于天气状况而波动。把来自这些源的输出和来自其它电力系统的输出集成在网络中仍然是期望的。该网络可以供本地电站或者供区域的或甚至更大的电传输网络的部分应用，来自所述本地电站或者所述区域的或甚至更大的电传输网络的部分的电力被分配。找到方法来改进波动的电力输出(诸如由一些绿色电力源导致的那些波动的电力输出)被提供给从多个源接收电力的线路的方式是期望的。·
发明内容
本发明提出一种用于在基于从源接收到的电力量中的波动产生可变量的电力的系统中控制由电力源输送到电力线路的电力的量的方法。所述方法包括提供包括源和储能单元的电力子系统；操作储能单元来(i)接收和包含由系统产生的能量的部分，以限制由该源直接提供给电力线路的电力，并且(ii)向电力线路提供被存储在其中的能量的部分，以补充从该源直接输出到电力线路的电力；限定由电力子系统向电力线路输送的电力的改变范围中的最大极限和最小极限；在时间周期序列中的每个时间周期期间，基于如下量限定要由源和储能单元中的每个向电力线路输送的电力的量(i )可用于从电力源直接输送到电力线路的确定的电力量，(ii)存储单元中的可用于向电力线路输送的确定的能量水平，以及(iii)要由电力子系统输送到电力线路的电力的改变范围中的极限。所述存储单元具有能量存储范围，并且操作存储单元包括在存储单元中维持在小于能量存储范围的可变存储范围内的能量水平。时间周期序列包括多个相等的时间周期。在时间周期序列中的第一周期期间可用于从电力源输出到电力线路的电力与在发生在第一周期之前的第二时间周期期间由线路接收到的电力相比较。当在第一周期期间可得到的电力超过在第二和在先时间周期期间由线路接收到的电力的量时从源直接输出到电力线路的电力被允许在第一周期期间增加到并不超过电力的改变范围中的所限定的最大极限的水平，并且在第一周期期间从源可得到的其它电力被施加到存储单元。在时间周期序列中的第三周期期间可用于从电力源输出到电力线路的电力与在发生在第二周期之前的第四时间周期期间由线路接收到的电力相比较。存储单元具有带有上限的能量存储范围，并且操作存储单元包括在存储单元中维持在第一能量操作范围之内的能量水平，其中所述第一能量操作范围的上限小于能量存储范围的上限。并且当存储单元中的能量的量达到第一能量操作范围的上限时，在第三周期期间直接从源输出到电力线路的电力相对于在第四时间周期期间输出的电力被增加，以减少在第三时间周期期间被添加到存储单元的能量的量。在第三周期期间可得到的电力超过在第四和在先时间周期期间由线路接收到的电力的量。直接从源输出到电力线路的电力被允许在第三周期期间增加到并不超过电力的改变范围中的所限定的最大极限的水平。并且在第三周期期间从源可得到的其它电力被施加到存储单元。当存储单元具有带有下限的能量存储范围并且操作存储单元包括在存储单元中维持在第一能量操作范围内的能量水平时，其中所述第一能量操作范围的下限大于能量存储范围的下限，以及当存储单元中的能量的量减少到第一能量操作范围的下限时，在第三周期期间直接从源输出到电力线路的电力相对于在第四时间周期期间输出的电力被减少，以增加在第三时间周期期间被添加到存储单元的能量的量。第二时间周期是序列中的紧接在第一时间周期之前的周期。第四时间周期是序列中的紧接在第三时间周期之前的周期。通过调整存储单元中的能量水平，已遵守由子系统输送到电力线路的电力的改变范围中的所限定的极限。在第一时间周期期间从源到电力线路的实际输出的确定基于在用于在第一时间周期期间从源到电力线路的输出的可得到的电力和在在前的时间周期中从源输出到电力线路的电力的量之间的差。在第一时间周期期间的实际输出是因子乘在用于在第一时间周期期间从源到电力线路的输出的可得到的电力和在在前的时间周期中从源输出到电力线路的电力的量之间的差的乘积。在至少一些情况下，所述因子是
权利要求
1.一种用于在基于从源接收到的电力量中的波动产生可变量的电力的系统中控制由电力源输送到电力线路的电力的量的方法，其包括 提供包括源和储能单元的电力子系统； 操作储能单元来(i)接收和包含由系统产生的能量的部分，以限制由该源直接提供给电力线路的电力，并且(ii)向电力线路提供被存储在其中的能量的部分，以补充从该源直接输出到电力线路的电力； 限定由电力子系统向电力线路输送的电力的改变范围中的最大极限和最小极限； 在时间周期序列中的每个时间周期期间，基于如下量限定要由源和储能单元中的每个向电力线路输送的电力的量(i)可用于从电力源直接输送到电力线路的确定的电力量，(ii)存储单元中的可用于向电力线路输送的确定的能量水平，以及(iii)要由电力子系统输送到电力线路的电力的改变范围中的极限。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述存储单元具有能量存储范围，并且操作存储单元包括在存储单元中维持在小于能量存储范围的可变存储范围内的能量水平。
3.根据权利要求I所述的方法，其中 时间周期序列包括多个相等的时间周期， 在时间周期序列中的第一周期期间可用于从电力源输出到电力线路的电力与在发生在第一周期之前的第二时间周期期间由线路接收到的电力相比较， 当在第一周期期间可得到的电力超过在第二和在先时间周期期间由线路接收到的电力的量时 从源直接输出到电力线路的电力被允许在第一周期期间增加到并不超过电力的改变范围中的所限定的最大极限的水平，并且 在第一周期期间从源可得到的其它电力被施加到存储单元。
4.根据权利要求3所述的方法，其中 在时间周期序列中的第三周期期间可用于从电力源输出到电力线路的电力与在发生在第二周期之前的第四时间周期期间由线路接收到的电力相比较， 存储单元具有带有上限的能量存储范围，并且操作存储单元包括在存储单元中维持在第一能量操作范围之内的能量水平，其中所述第一能量操作范围的上限小于能量存储范围的上限，并且 当存储单元中的能量的量达到第一能量操作范围的上限时，在第三周期期间直接从源输出到电力线路的电力相对于在第四时间周期期间输出的电力被增加，以减少在第三时间周期期间被添加到存储单元的能量的量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中 在第三周期期间可得到的电力超过在第四和在先时间周期期间由线路接收到的电力的量， 直接从源输出到电力线路的电力被允许在第三周期期间增加到并不超过电力的改变范围中的所限定的最大极限的水平，并且 在第三周期期间从源可得到的其它电力被施加到存储单元。
6.根据权利要求4所述的方法，其中， 当存储单元具有带有下限的能量存储范围并且操作存储单元包括在存储单元中维持在第一能量操作范围内的能量水平时，其中所述第一能量操作范围的下限大于能量存储范围的下限，以及 当存储单元中的能量的量减少到第一能量操作范围的下限时，在第三周期期间直接从源输出到电力线路的电力相对于在第四时间周期期间输出的电力被减少，以增加在第三时间周期期间被添加到存储单元的能量的量。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，第二时间周期是序列中的紧接在第一时间周期之前的周期。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，第四时间周期是序列中的紧接在第三时间周期之前的周期。
9.根据权利要求I所述的方法，其中，通过调整存储单元中的能量水平，已遵守由子系统输送到电力线路的电力的改变范围中的所限定的极限。
10.根据权利要求I所述的方法，其中，在第一时间周期期间从源到电力线路的实际输出的确定基于在用于在第一时间周期期间从源到电力线路的输出的可得到的电力和在在前的时间周期中从源输出到电力线路的电力的量之间的差。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在第一时间周期期间的实际输出是因子乘在用于在第一时间周期期间从源到电力线路的输出的可得到的电力和在在前的时间周期中从源输出到电力线路的电力的量之间的差的乘积。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在至少一些情况下，所述因子是
13.根据权利要求12所述的方法，其中，储能单元中的能量在第一时间周期期间的改变是
14.根据权利要求I所述的方法，其中，存储单元中的在多个时间周期中的每个时间周期期间可用于向电力线路输送的能量的量是以存储单元容量的约50%为中心的能量范围。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，能量范围是存储单元的容量的50%的正或负3% ο
16.根据权利要求I所述的方法，其中，存储单元包括电池。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，因子也是在时间周期\期间可得到的电力与在在前的时间周期期间的电力输出之间的差的函数。
全文摘要
本发明涉及在存储设备中维持得自发电系统的最优量的能量的方法。一种用于控制由电力源(16)向电力线路(32)输送的电力的量的方法。储能单元(38)接收由源产生的能量的部分并且提供所存储的能量来补充从源向电力线路输出的电力。最大极限和最小极限限定了由电力子系统向电力线路输送的电力的改变范围。要由源和储能单元中的每个向电力线路输送的电力的量基于(i)可用于从电力源直接向电力线路输送的确定的电力量，(ii)存储单元中的可用于向电力线路输送的确定的能量水平，以及(iii)要由电力源向电力线路输送的电力的改变范围中的极限。
文档编号H02J3/32GK102957160SQ20121028166
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者R.J.内尔森, B.T.林 申请人:西门子公司