[發(fā)明專利]電力存儲裝置、操作電力存儲裝置的方法和電力存儲系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010612007.0
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102130464A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文正燮
• 申請（專利權(quán)）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J7/02;H02J7/00;H02J9/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 錢大勇

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2010年1月18日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的No.10-2010-0004476韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用而被合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

公開的技術(shù)涉及用于向與電力網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有關(guān)的負(fù)載提供電力的電力存儲裝置、操作該電力存儲裝置的方法和電力存儲系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力存儲系統(tǒng)與電力網(wǎng)有關(guān)或者是不與電力網(wǎng)有關(guān)的獨立的電力存儲系統(tǒng)。與電力網(wǎng)有關(guān)的電力存儲系統(tǒng)連接到電力網(wǎng)。更詳細(xì)地，發(fā)電系統(tǒng)生成發(fā)送到一個或多個電力網(wǎng)的電力，并且如果發(fā)電系統(tǒng)沒有生成足夠的電力量，則從電力網(wǎng)提供不足的電力量。獨立的電力存儲系統(tǒng)存儲發(fā)電系統(tǒng)中生成的電力，并且如果需要則使用存儲的電力。必須發(fā)展各種電力存儲系統(tǒng)。

諸如電力公司之類的發(fā)電者從具有不同程度的可靠性的各種資源生成電力。例如，可再生的能源被自然地重新補(bǔ)足但是流動受限。它們在持續(xù)時間方面事實上是取之不盡的，但是在每單位時間可用的能源量方面受限。

此外，為了向消費者提供電力，發(fā)電者必須將它們的能量分配到電力網(wǎng)。電力網(wǎng)是由傳輸配電線連接并且由一個或多個控制中心操作的同步的電力提供者和消費者的系統(tǒng)。因而，用于分配的足夠的電力的可靠性取決于發(fā)電的可用性和通過電力網(wǎng)的適當(dāng)?shù)牧鲃印?/p>

電力提供者或電力網(wǎng)中的故障可能引起完全或部分電源中斷。此外，可能存在過渡時期，有時稱為準(zhǔn)正常狀態(tài)，其發(fā)生在電力分配的這樣的異常和正常狀態(tài)之間。在這些中斷的情況下，消費者一方上的用于負(fù)載(即，使用電力的設(shè)備)的備用電池可以用來向該電力用戶保持有效的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

一個方面是電力存儲裝置，包括連接在發(fā)電系統(tǒng)和第一節(jié)點之間的電力轉(zhuǎn)換單元，其中該電力轉(zhuǎn)換單元被配置為將由該發(fā)電系統(tǒng)生成的電力轉(zhuǎn)換成用于第一節(jié)點的DC電壓。該裝置還包括電池管理系統(tǒng)(BMS)和連接在該BMS和第一節(jié)點之間的雙向轉(zhuǎn)換器，其中該雙向轉(zhuǎn)換器被配置為將第一節(jié)點的DC電壓轉(zhuǎn)換成用于該BMS的DC電壓，并且將該BMS的DC電壓轉(zhuǎn)換成第一節(jié)點的DC電壓。該裝置還包括連接在第一節(jié)點和第二節(jié)點之間的雙向逆變器，其中該雙向逆變器被配置為將第一節(jié)點的DC電壓轉(zhuǎn)化成用于負(fù)載或用于電力網(wǎng)的AC電壓并且將來自于電力網(wǎng)的AC電壓轉(zhuǎn)換成第一節(jié)點的DC電壓。該裝置還包括用于將電力網(wǎng)連接到第二節(jié)點的電力網(wǎng)連接器，和被配置為由來自于發(fā)電系統(tǒng)和電力網(wǎng)的電力充電并且放電以向負(fù)載提供電力的電池。該裝置還包括綜合控制器，被配置為確定電力網(wǎng)的狀態(tài)，并且如果電力網(wǎng)處于異常狀態(tài)，則控制該電力網(wǎng)連接器斷開電力網(wǎng)與第二節(jié)點的連接，并且該綜合控制器被配置為控制該電力轉(zhuǎn)換單元、雙向轉(zhuǎn)換器、雙向逆變器、電力網(wǎng)連接器和電池，其中如果該電力網(wǎng)處于異常狀態(tài)，則該綜合控制器監(jiān)視電池的充電和放電狀態(tài)，并控制電池向負(fù)載提供電力并且同時由發(fā)電系統(tǒng)生成的電力充電。

另一個方面是一種操作連接到發(fā)電系統(tǒng)、電力網(wǎng)和負(fù)載的電力存儲裝置的方法。該裝置包括電力轉(zhuǎn)換單元、雙向轉(zhuǎn)換器、雙向逆變器、電力網(wǎng)連接器、包括多個電池單元的電池、和用于控制該電力轉(zhuǎn)換單元、雙向轉(zhuǎn)換器、雙向逆變器、電力網(wǎng)連接器和電池的綜合控制器。該方法包括：作為電力網(wǎng)處于異常狀態(tài)的結(jié)果，斷開電力網(wǎng)與電力存儲裝置的連接；監(jiān)視該多個電池單元的每一個的充電和放電狀態(tài)；以及根據(jù)該多個電池單元的每一個的充電和放電狀態(tài)，將某些電池單元放電以向該負(fù)載提供電力，并同時利用由該發(fā)電系統(tǒng)生成的電力來為其它電池單元充電。

另一個方面是一種連接到發(fā)電系統(tǒng)、電力網(wǎng)和負(fù)載的電力存儲系統(tǒng)。該裝置包括：具有多個電池單元的電池，其中該電池單元被配置為被單獨充電和放電；和多個開關(guān)元件，每個開關(guān)元件被配置為將該電池單元中的一個連接到充電路徑或放電路徑。該裝置還包括綜合控制器，被配置為確定該電力網(wǎng)的狀態(tài)，并且如果該電力網(wǎng)處于異常狀態(tài)，則監(jiān)視每一個電池單元的充電和放電狀態(tài)，并且控制該電池的開關(guān)元件以使得處于完全充電狀態(tài)的電池單元連接到放電路徑并且處于不完全充電狀態(tài)的電池單元連接到充電路徑。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖對某些實施例的描述，這些和/或其它方面將變得明顯且更易理解，其中：

圖1是根據(jù)實施例的電力存儲系統(tǒng)的框圖；

圖2是示出根據(jù)實施例的雙向逆變器的輸入和輸出的圖；

圖3是示出根據(jù)實施例的雙向轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出的圖；

圖4是示出了根據(jù)實施例的電池的框圖；

圖5是根據(jù)實施例的綜合控制器的框圖；

圖6是示出了根據(jù)實施例的電力存儲裝置的操作的狀態(tài)圖；以及