[發明專利]用于控制混合電力系統中的能量流的方法和設備

在審

• 申請號: 201780043417.8
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN109478795A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 吉姆·克佩;喬爾·L·海尼;凱文·丹尼斯
• 申請（專利權）人: 安辛可公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J1/00;H02J1/10;H02J7/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王暉;李丙林

一種用于控制混合電力系統中的能量流的系統和方法，包括與混合電力系統通信的控制器。控制器還與至少一個知識系統通信，以接收與混合電力系統內的電力產生或電力消耗有關的信息。控制器為混合電力系統中的電力轉換器中的每個產生控制命令，并維持能量流記錄到混合電力系統中的每個裝置和從混合電力系統中的每個裝置維持能量流記錄。控制器還與公用網的提供者通信，并且可以響應于從公用網的提供者提供的命令，為電力轉換器中的每個產生控制命令。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年6月8日提交的，并且標題為Method and Apparatus forControlling Power Flow in a Hybrid Power System的美國臨時申請序列號62/347210的優先權，其全部內容通過引用結合在本文中。

背景技術

1.發明領域

本發明涉及一種控制混合電力系統的方法和設備。具體地，本發明管理一個或多個電力產生(生成)源、存儲裝置、負載、公用網、離網電力系統或其組合之間的能量傳遞和能量流，其中的每個耦合到公共電母線。

2.相關技術的討論

近年來，對能量需求的增加以及關于化石燃料的供應及其對應的污染的擔憂的增加已經導致對可再生能源的興趣的增加。最常見和最成熟的可再生能源中的兩種是光伏能和風能。其他可再生能源可包括燃料電池、水電能、潮汐能以及生物燃料或生物質產生器。然而，使用可再生能源來產生電能提出了一系列新挑戰。

將可再生能源連接到現有AC網(無論是公用網還是離網系統)的一個挑戰是可再生能源通常提供變化的能量供應。例如，根據風量、云遮蓋量或一天中的時間，供應會變化。此外，不同的能源提供不同類型的電能。例如，風力渦輪機更適合于提供具有可變電壓和頻率的交替電流(AC)能量，而光伏電池更適合于提供直接電流(DC)能量。因此，將多個可再生能源與其他產生系統(諸如公用網、獨立微型渦輪機和產生器或燃料電池)結合成具有AC和/或DC輸出的單個系統需要這些不同的能源中每個的集成。

由一些可再生源供應的能量的可變性質也可能使得將能量存儲裝置集成在電力系統中是可取的。能量存儲裝置可以在生成高峰期之間由可再生源或者，替代地，由公用網或其他產生源充電。然后，當可再生源產生的能量少于系統中的負載所需的能量時，能量存儲裝置可以輸送存儲的能量以補充可再生源。

除了將可再生能源連接到電網的挑戰之外，可再生能源的數量的增長對電網本身提出了挑戰。所供應的能量的可變性質可能導致需求的顯著波動，需要公用(設施)在可再生能源的產生低時供應額外的能量或在可再生能源的產生高時吸收過剩能量。公用網必須配置成為所有電力消耗者維持平衡負載，而不具有控制可再生能源的能力。

因此，將期望提供一種系統，通過該系統，電網的提供者可有權控制可再生能量資產。

可再生能源的所有者面臨的另一挑戰是達到最經濟的能量產生以供應他們需要的能力。例如，如果平均風速增加，則風力渦輪機的所有者可以在一些晚上期間實現更多的產生容量。然而，公用網可能對在白天期間提供的能量收費較多，而對在晚上期間提供的能量收費較少。因此，可能期望存儲在晚上期間由風力渦輪機產生的能量以在接下來的白天期間使用，并且從而以較低的速率利用來自公用網的能量并且以較高的速率在公用網收費期之間利用從風力渦輪機產生的能量。

因此，將期望提供一種系統，通過該系統，可再生能量資產的所有者可以控制能量資產的利用以減少總能量開支。

發明內容

與前述內容一致并且根據本文實施和廣泛描述的本發明，合適地詳細描述了用于控制混合電力系統中的能量流和能量傳遞的方法和設備，以使得本領域普通技術人員能夠制造和使用本發明。

本發明提供一種系統，通過該系統，電網的提供者可有權控制可再生能量資產。