混合式功率储存设备的制作方法

本公开涉及一种混合式功率储存设备，并且更具体地涉及一种能够通过基于从服务器接收到的电力系统的电功率信息向电力系统供应电功率或从其接收电功率而根据电力系统来执行优化操作的混合式功率储存设备。

背景技术：

功率储存设备是以下一种储存设备，其临时地储存在发电厂处过度产生的电功率并在发生缺电时发送该存储的电功率。功率储存设备包括用于存储电功率的电池和用于有效地管理该电池的相关装置。此类功率储存设备使得电功率生产者能够有效地供应电功率并使得电功率消费者能够经济地消费电功率。

对作为主要能源的化石燃料的使用的限制已经加强，因为化石燃料的使用与包括气候变化等的副作用相关联，并且因此新的可再生能源最近随着煤和石油被耗尽而变成引人注目的中心。因此，对能够有效地产生和消耗电功率并稳定地供应新的可再生能源的功率储存设备的兴趣增加。

功率储存设备基本上配置有电池、用于转换电池的电能的装置(在下文中称为电功率转换装置)以及用于控制电池和电功率转换装置的控制装置(在下文中称为控制装置)。电池用于储存电功率并在必要时经由电功率转换装置来供应储存的电功率。并且，电功率转换装置用于转换电功率的特性，从而从发电源接收电功率以将电功率储存在电池中或将其发送到电功率系统。最后，控制装置用于一体地管理电池和电功率转换装置。

功率储存设备的操作方法基本上分类为电功率量值调整方法和频率调整方法。电功率量值调整方法被设计成使用电功率使用的峰值时间，并且能够通过在低电价的时隙期间储存电功率并在电功率的消耗量很大的时隙期间供应储存的电功率来减少电费。

同时，频率调整方法被设计成将发电机的频率保持在预定参考处，并且使用其中当频率是均匀的时电功率质量优良的性质。当电功率的消耗量大于其供应量时，电功率的频率减小，并且否则，当电功率的消耗量小于其供应量时该频率增加。在这里，通过当频率超过参考频率时充填电功率并在频率小于参考频率时放出且供应充填的电功率，可以增加供电的效率。为了优化此类功率储存设备，功率储存设备本身的性能改善是重要的，并且更加重要的是，捕捉电功率消费者的电功率使用模式和电功率生产者的电功率产生模式，从而精确地分析该模式。

图1是图示出常规功率量值调整功率储存设备10的图，并且图2是图示出常规功率频率调整功率储存设备20的图。在下文中，参考图1和2，将描述常规功率储存设备的问题。

参考图1和2，常规功率储存设备使电功率量值调整设备10和电功率频率调整设备20作为单独的设备操作。结果，在电功率量值调整方法中，存在并未解决由于测量延迟而引起的测量值的不确定性的问题。此外，在电功率频率调整方法中，存在当频率变化严重时充电和放电操作非常低效的问题。另外，常规功率储存设备10和20并未使用实时无线通信，使得存在并未实时地反映电力系统的电功率信息被外部因素更新的问题。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种混合式功率储存设备，其能够通过选择性地采用电功率量值调整方法和电功率频率调整方法来有效地操作。

并且，本发明的另一目的是提供一种混合式功率储存设备，其能够通过向电力系统供应电功率或从其接收电功率而取决于电力系统来执行优化操作。

此外，本公开的另一目的是提供一种混合式功率储存设备，其能够实时地通过服务器来接收电力系统的电功率信息，并且实时地反映被更新的电功率信息，从而执行操作。

本公开的目的不限于上述目的，并且根据以下描述，在本领域中将理解且用本公开的实施例也将清楚地理解上文未提到的其它目的和优点。并且，将很容易理解的是可用由所附权利要求定义的手段及其组合来实现本文所述的本公开的目的和优点。

为了达到此类目的，根据本公开的一个实施例的混合式功率储存设备包括：电池，其被配置成储存供应给电力系统的第一电功率和从电力系统供应的第二电功率；电功率转换单元，其被配置成将第一电功率转换成交流(ac)功率并将第二电功率转换成直流(dc)功率；以及控制单元，其被配置成从服务器接收电力系统的电功率信息，并且控制所述电池和所述电功率转换单元基于被包括在接收电功率信息中的电功率的量值或频率而向电力系统供应电功率或接收从其供应的电功率。

根据如上所述的本公开，选择性地应用电功率量值调整方法和电功率频率调整方法，使得存在其中可能实现高效操作的效果。

并且，根据本公开，基于电力系统的电功率信息而向电力系统供应或从其供应电功率，使得存在其中可执行取决于电力系统的优化操作的效果。

此外，根据本公开，通过服务器来实时地接收电力系统的电功率信息，使得存在其中电功率信息被更新被实时地反映到操作的效果。

附图说明

图1是图示出常规功率量值调整功率储存设备的图。

图2是图示出常规功率频率调整功率储存设备的图。

图3是图示出根据本公开的一个实施例的混合功率储存设备中的从电力系统和服务器接收电功率信息的图。

图4是图示出随时间推移的电功率的量值的曲线图。

图5是图示出随时间推移的电功率的频率的曲线图。

图6是图示出随时间推移的电价的曲线图。

具体实施方式

稍后将参考附图来详细地描述本公开的上述及其它目的、特征和优点，并且因此可以由本领域的技术人员容易地实现本公开的技术精神。在本公开的以下描述中，如果已知配置和功能的详细描述被确定为使本公开的实施例的解释模糊，则将省略其详细描述。在下文中，将参考附图来详细地描述根据本公开的优选实施例。在他中，相同的参考标号自始至终指代相同或类似的元件。

图3示出了根据本公开的一个实施例的混合功率储存设备100中的从电力系统310和服务器320进行的电功率信息的接收。参考图3，根据本公开的实施例的混合式功率储存设备100可被配置成包括电池110、电功率转换单元120以及控制单元130。图3中所示的混合式功率储存设备100仅仅是一个示例，其组件不限于图3中所示的一个实施例，并且根据需要将添加、改变以及删除其某些组件。在下文中，将参考图3来详细地描述电池110、电功率转换单元120以及控制单元130。

电池110可存储供应给电力系统310的第一电功率和从其提供的第二电功率。在这里，电力系统310意指其中发电厂、变电站、输电和配电线缆以及负载被集成以产生并使用电功率的系统。更特别地，电力系统310可包括从家庭到工厂的使用功率的功率消耗设施。并且，电力系统310可包括发电设施，诸如风力发电厂、太阳能发电厂、核电厂等，其产生电功率。

并且，电力系统310可包括基于物联网(iot)的因特网服务器、云服务器等，并且因此其可包括用于向服务器320发送电功率信息的发送单元。例如，被包括在电力系统310中的发电厂、变电站以及工业设施可相互共享基于iot的单个服务器320以通过无线通信来实时地发送和接收信息。同时，电功率信息可包括在电力系统310中产生和使用的电功率的所有信息，诸如电功率的消耗量、电功率的产生量、电价、电功率的量值、电功率的频率等。

同时，服务器320被统称为向用户提供服务的所有计算机或程序，并且可包括web、数据库、网络等。更特别地，可包括基于iot的因特网服务器、云服务器等。作为一个示例，服务器320可存储电力系统310的电功率信息，并且基于iot通过无线通信从其接收电功率信息。并且，服务器320可一体地配置有电力系统310的云服务器或因特网服务器。

储存在电池110中的第一电功率是已被储存在电池110中的电功率，并且可以是被供应给电力系统310的消耗电功率的工业设施等的电功率。并且，第二电功率可以是从用于产生电力系统310的电功率的发电机等供应且然后被储存的电功率。

电池110可连接到工业设施的电力系统310、发电机等从而向和从电力系统310发送和接收电功率。同时，电池110是可以使用锂离子方法和锂聚合物方法产生的，并且还可包括铅蓄电池。

根据本公开的一个实施例的电功率转换单元120可将储存在电池110中的第一电功率转换成交流(ac)电功率，并将从发电机等供应的第二电功率转换成直流(dc)电功率。更特别地，电功率转换单元120可接收从发电厂等供应的电功率并将该电功率储存在电池110中，或者可转换电功率的特性(例如，ac/dc、电压以及频率)，从而将电功率放出到电力系统310。并且，电功率转换单元120可在其中在储存和使用时电功率的特性相互不同的情况下将电功率的特性调整成针对电功率的使用状态而被定制。

储存在电池110中的电功率可以是具有定向电极的dc形式，并且在家庭和工业设施处使用的电功率可以是ac形式。例如，当电功率被从电力系统310供应以储存在电池110中时，从电力系统310供应的ac电功率被转换成dc电功率以储存在电池110中。并且，当电功率被供应给电力系统310时，储存在电池110中的dc电功率被转换成ac电功率以供应给电力系统310。

同时，产生诸如太阳能、风能等新的可再生能量的发电机可产生dc电功率。在这种情况下，从相关电力系统310供应的dc功率可被转换成可储存在电池110中的dc电功率以储存在其中。

图4是图示出随时间推移的电功率的量值的曲线图，图5是图示出随时间推移的电功率的频率的曲线图，并且图6是图示出随时间推移的电价的曲线图。在下文中，参考图3至6，将详细地描述控制单元130。

参考图3，根据本公开的一个实施例的控制单元130可从服务器320接收电力系统310的电功率信息，并且还可直接地从电力系统310接收电功率信息。此外，控制单元130可直接地从用户接收电功率信息的输入，并且还可从用户终端接收电功率信息。电力系统310、服务器320、控制单元130以及用户终端可相互共享单个因特网服务器或单个云服务器。电功率信息可包括控制单元130的操作所需的参考设置值。因此，当控制单元130控制电池110和电功率转换单元120时，参考设置值可包括参考量值、参考频率、预置数目、预置最大和最小值、预置最大和最小频率以及预置价格，稍后将对其进行描述。

控制单元130可基于电功率信息来控制电池110和电功率转换单元120。更特别地，控制单元130可基于电功率信息向电力系统310供应电功率，并且可控制电池110和电功率转换单元120从而接收从电力系统310供应的电功率。

返回参考图3，根据本公开的一个实施例的控制单元130可从服务器320接收频率的数目。在这里，控制单元130可在电功率的频率的数目大于预置数目时调整电功率的频率的数目，并且可在电功率的频率的数目小于预置数目时调整电功率的量值。

在这里，频率的数目可包括在电力系统310处生成的电功率的频率的数目。更特别地，可包括从多个发电机产生的电功率的频率的数目，其中，所述多个发电机中的每个产生恒定频率的电功率。又，可包括从单个发电机产生的电功率的频率的数目，其中，电功率具有随时间而变的频率。

例如，诸如家庭之类的消耗电力系统310一般地使用60hz的频率，使得被测量的电功率的频率的数目可以是具有60hz频率的一个。另一方面，在诸如太阳能发电机和风力发电机之类的电力系统310中，被测量的电功率的频率可根据诸如太阳辐射、空气量等各种外部因素而改变，使得产生的电功率可具有多个频率。

控制单元130可实时地从服务器320接收被测量的电功率的频率的数目。当被测量的电功率的频率的数目大于预置数目时，控制单元130可确定频率的变化很大以调整被测量的电功率的频率。并且，当被测量的电功率的频率的数目小于预置数目时，控制单元130可确定频率的变化很小以调整被测量的电功率的量值。

例如，可相对于在家庭、工业设施等处消耗的电功率来调整量值，并且可相对于从太阳能发电机、风力发电机等产生的电功率来调整频率。

根据本公开的一个实施例的控制单元130可从服务器320接收诸如工业设施之类的电力系统310的功率消耗的量值。当接收到的功率消耗的量值超过预置最大值时，控制单元130可控制电池110和电功率转换单元120从而使得电池110能够向电力系统310供应第一电功率。

参考图4，控制单元130可实时地从服务器320接收功率消耗410的量值，其是电功率信息。在图4中，示出了功率消耗410和量值和可用功率420的量值。可用功率420的量值可包括电功率的预置最大和最小值。

当功率消耗410的量值超过预置最大值时，控制单元130可控制电功率转换单元120以将储存在电池110中的第一电功率从dc功率转换成ac功率。然后，控制单元130可控制电池110以向消耗电功率的电力系统310供应被转换成ac功率的第一电功率。

并且，作为一个示例，当功率消耗410的量值小于预置最小值时，控制单元130可控制电池110和电功率转换单元120以使得电池110能够从电力系统310接收并储存第二电功率。

当功率消耗410的量值小于预置最小值时，控制单元130可控制电功率转换单元120以将在诸如发电厂等电力系统310处产生的第二电功率从ac功率转换成dc功率。然后，控制单元130可控制电池110以储存被转换成dc功率的第二电功率。同时，可根据需要由用户设定电功率的预置最大和最小值。

根据本公开的一个实施例的控制单元130可从服务器320接收电功率的频率。控制单元130可控制电池110和电功率转换单元120，从而向电力系统310供应电功率或从其接收电功率。

更特别地，电功率信息可包括诸如发电机之类的电力系统310的产生的电功率的频率。当产生的电功率的频率超过预置最大频率时，控制单元130可控制电池110和电功率转换单元120以使得电池110能够从电力系统310接收并储存第二电功率。

参考图5，控制单元130可实时地从服务器320接收产生的电功率的频率，其是诸如发电厂之类的电力系统310的电功率信息。当产生的电功率的频率超过预置最大频率时，控制单元130可控制电功率转换单元120以将从诸如用于产生电功率的发电机之类的电力系统310供应的第二电功率从ac功率转换成dc功率。然后，控制单元130可控制电池110以储存被转换成dc功率的第二电功率。

并且，作为一个实施例，当电功率的频率小于预置最小频率时，控制单元130可控制电池110和电功率转换单元120以使得电池110能够向电力系统310供应第一电功率。

参考图5，当产生的电功率的频率小于预置最小频率时，可控制电功率转换单元120以将储存在电池110中的第一电功率从dc功率转换成ac功率。然后，控制单元130可控制电池110以向消耗电功率的电力系统310供应被转换成dc功率的第一电功率。同时，可根据需要由用户设定预置最大和最小频率。

根据本公开的一个实施例的控制单元130可设定参考量值和参考频率，并且可计算第一误差率，其是电功率的量值相对于参考量值的误差率。并且，控制单元130可计算第二误差率，其是电功率的频率相对于参考频率的误差率。然后，控制单元130可在第一误差率大于第二误差率时调整电功率的量值，并且可在第一误差率小于第二误差率时调整电功率的频率。

例如，当功率消耗的量值和频率分别地是100w和80hz且参考量值和参考频率分别地是50w和60hz时，可将第一误差率表示为同时，可将第二误差率表示为在这里，第一误差率大于第二误差率，使得控制单元130可相对于功率消耗调整电功率的量值。

否则，当功率消耗的量值和频率分别地是60w和100hz且参考量值和参考频率与上述实施例的那些相同分别地是50w和60hz时，可将第一误差率表示为同时，可将第二误差率表示为在这里，第一误差率小于第二误差率，使得控制单元130可相对于功率消耗调整电功率的频率。

根据本公开的一个实施例的电功率信息可包括电价。在这里，当电价小于预置价格时，控制单元130可控制电池110和电功率转换单元120以使得电池110能够从电力系统310接收并储存第二电功率。

参考图6，控制单元130可实时地从服务器320每个时隙接收电价。当电价小于预置价格时，控制单元130可控制电功率转换单元120将从诸如产生电功率的发电机之类的电力系统310供应的第二电功率从ac功率转换成dc功率。然后，控制单元130可控制电池110以储存被转换成dc功率的第二电功率。

更特别地，在图6的时隙(a)期间，电价高于预置价格，使得其可不接收供应的第二电功率。然而，在时隙(b)期间，电价低于预置价格，使得其可接收从电力系统310供应的第二电功率。同时，可由用户根据需要来设定预置价格。

根据如上所述的本公开，选择性地应用电功率量值调整方法和电功率频率调整方法，使得存在其中可能实现高效操作的效果。并且，根据本公开，基于电力系统的电功率信息而向电力系统供应或从其供应电功率，使得存在其中可执行取决于电力系统的优化操作的效果。此外，根据本公开，通过服务器来实时地接收电力系统的电功率信息，使得存在其中被更新的电功率信息被实时地反映到操作的效果。

虽然已参考实施例描述了本公开，但应理解的是在不脱离本公开的技术精神的情况下可以由本领域的技术人员发明许多其它替换、修改和变更，并且因此应理解的是本公开不受上述实施例和附图的限制。