[發明專利]用于存儲和傳輸電力的系統

有效

• 申請號: 201080044002.0
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN102668294A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: H.施蒂斯達爾;E.沃爾夫
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02J3/02
• 分類號: H02J3/02;H02J4/00;H02J3/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;盧江

技術領域

本發明涉及一種能量存儲和傳輸系統，尤其是DC傳輸系統。

背景技術

經常期望運輸系統克服長距離并且穿越不存在合適的發電系統的區域。直流(DC)傳輸是用于這種長距離的經濟電力傳輸的合適的傳輸方法。

已知DC傳輸系統用于兩個遠程系統之間的能量傳遞。由此，第一轉換器（converter）站通常定位為靠近位于DC傳輸線路的一端的發電單元，并且第二轉換器站在負載中心位于DC傳輸線路的另一端。

一些更復雜的DC傳輸系統包括雙向轉換器站并且允許通過雙向轉換器站控制電流流動方向。

全世界的運輸產生大量的二氧化碳排放并因此對環境具有負面影響。因此希望為運輸系統(尤其是鐵路車輛)提供來自可再生能源的能量。

然而，運輸系統必須高度可靠。相反地，可再生能源是間歇的并且它們的能量輸出量存在波動。

此外，運輸系統的電力需求通常也波動，因為車輛經常啟動和停止。

因此，本發明的目的在于提供一種允許補償能量供應和需求的波動的能量存儲和傳輸系統。

這個目的通過獨立權利要求來實現。有益的特征定義于從屬權利要求中。在下面的詳細描述中，另外的目的和優點是清楚的。

發明內容

本發明公開了一種用于存儲和傳輸電力的系統，包括至少一個存儲系統、至少一個雙向轉換器、耦合到網絡的至少一個負載，其中所述負載適應于既從網絡接收電力又向網絡提供電力，其中第一存儲系統用于存儲電源的電力，其中第一存儲系統通過DC電力傳輸系統連接到第一雙向轉換器，其中第一雙向轉換器連接到AC網絡，且其中AC網絡連接到第一負載。

根據本發明的系統包括至少一個能量存儲器以補償至少一個能源的能量輸出變化。因此使得可以把具有波動的能量輸出的能源用于需要無變化的能量供應的應用。

由此，根據本發明的系統實現把可再生能源(例如，太陽能或風力發電廠)用于這些應用而不需要用作能量存儲器的國家或地區電網。

需要無變化的能量供應的應用包括運輸系統。因此，根據本發明的系統允許運輸系統(例如，鐵路系統)的氣候友好的能量供應。

有益地，根據本發明的系統允許雙向能量流。負載不僅消耗能量，它也可以把能量饋送回該系統。

本發明的其它優點在于：由負載饋入的能量不僅可在本地存儲，還可以傳遞給DC傳輸系統并且從DC傳輸系統傳遞給另一存儲器。

附圖說明

現在將參照附圖作為示例描述本發明的實施例，其中：

圖1：顯示具有通過中央存儲器連接到DC傳輸系統的發送端的電源的存儲和傳輸系統。

圖2：顯示具有直接或者通過中央存儲器連接到DC傳輸系統的電源的存儲和傳輸系統。

圖3：顯示具有幾個電源和中央存儲器的存儲和傳輸系統，其中電源和存儲器連接到DC傳輸系統。

具體實施方式

如圖1中所示，根據本發明的系統包括中央存儲系統CST1。中央存儲系統連接到電源系統RES11并用于存儲電力，這允許補償電源系統的能量輸出變化。

電源系統RES11包括單個電源或幾個電源，其中所述幾個電源被一起管理。優選地，該電源系統包括可再生電源，像是風力發電廠或者太陽能發電廠。

另外，前述中央存儲系統CST1通過高壓直流電力傳輸系統(以下，稱為HVDC傳輸系統)連接到雙向轉換器站CON12、CON13。HVDC傳輸系統允許長距離的經濟電力傳輸，并且不僅針對HVDC鏈路而且針對周圍的電氣系統允許電力流的快速控制。

中央存儲系統CST1通過AC/DC或DC/DC轉換器站CON11連接到HVDC傳輸系統，并包括氫存儲器、熔鹽存儲器或抽水（pumped?hydro）存儲器。此外，控制器CTR1連接到中央存儲系統CST1。

另外，備用電源BAS1通過轉換器站CON11連接到HVDC傳輸系統以用于補償可再生電源系統的變化。備用電源包括一個或多個AC或DC電源并且轉換器站CON11分別包括AC/DC轉換器或DC/DC轉換器。

上述雙向轉換器站CON12、CON13連接到AC供電網絡，并且負載LOA11、LOA12耦合到該AC供電網絡。作為示例，這些負載是鐵路車輛。

鐵路車輛適應于既從AC供電網絡接收電力又向AC供電網絡提供電力。

如圖1中另外所示，AC供電網絡包括開關SW11、SW21，開關SW11、SW21允許把AC供電網絡分割成子區。子區能夠被獨立供電。因此，能夠僅為存在鐵路車輛的子區提供電力。