用于在电化学蓄能器中存储能量的方法和设备的制造方法_4

文档序号:9529406阅读:来源:国知局
池21.1-21.Μ成组连接至两个DC/DC换流器31.1,32.1或31.Μ、32.Μ,类似于根据图5的实施例,两个DC/DC换流器31.1,32.1或31.Μ、32.Μ和逆变器4.1或4.Μ连接。
[0109]在这个实施例中,单个或全部的AC电池1.1-1.N可包括具有相同或不同电池技术的DC电池21.1-21.M。例如,AC电池1.1可包括具有相同电池技术DC电池21.1,而AC电池1.N包括成组并联连接的DC电池211.M、212.N,每个组211.Μ和212.Ν均具有相同的电池技术或是相同的电池类型,但是组与组不同。
[0110]在这个AC电池1.N的配置中,在相应的数据输入到AC电池管理器5.Μ之后或在组中提供的电池管理系统22.Μ已经将相应验证数据输出到AC电池管理器5.Μ后,AC电池管理器5.Μ执行对具有不同电池技术的组211.Μ和212.Ν的控制和监视。
[0111]图8中示意地示出了第四个实施例的块电流图。在电池动力设备BKW的这个实施例中,AC电池1.1包括并联连接的DC电池2.1,DC电池2.1和逆变器4.1连接,而第Μ个AC电池1.Μ包含并联连接的DC电池2.Μ或由串联连接的数个DC电池构成的DC电池组2.M,DC电池组2.Μ连接至与逆变器4.Μ连接的DC/DC换流器31.Μ。
[0112]类似于根据图7的实施例,第Ν个AC电池5.N具有并联连接并组合成组的DC电池2.N,DC电池2.N带有电池管理系统20.N,每个DC电池2.N均通过DC/DC换流器31.N、32.N和逆变器4.N连接。如同参照图7的上述讲解的,第N个AC电池1.N可将DC电池2.N的相同或不同电池技术与相同或不同电池技术组合,组合成组的DC电池2.N连接至一个或另一个 DC/DC 换流器 31.Μ、32.Μ。
[0113]当然,根据图7和8的实施例并不限制于并联连接的具有相同或不同电池技术的两组DC电池2.N,每组均连接至DC/DC换流器31.N、32.N,但是可包括具有相同或不同电池技术的数个组,每个组均连接至DC/DC换流器。
[0114]图5到图8中的示出的全部示例性的实施方案中,电池动力设备管理器6形成用于电池动力设备的中央控制水平,其中,它组合由通用AC电池1.1-1.Μ提供的信息,例如和荷电状态的不确定性相关,以便根据将在能量分配网络11的部分上执行的与功率、能量或电网维护相关的要求优化单个AC电池1.1-1.N的操作点规定。
[0115]整体行为的参数化形式依赖于电池动力设备的各个应用情况。而在离网操作中,能量管理系统的部件传达计划周期中有关期望的计划水平的功率带的进度表以及在动作点周围获得的希望的控制行为,并且因此电池动力设备管理器6被允许因进度而优化,为了控制动力设备应用中的系统服务使用电池动力设备时的需求产生于“电网准则”和电流电网频率。
[0116]电池动力设备管理器6的高级动作任务的示例是根据图8的AC电池1.N的荷电状态S0C的校准,所述电池动力设备管理器6的高级动作任务的示例通过考虑到单个AC电池1.1-1.N的内部需求来保证满足公共耦合点10处的外部需求,例如期望的功率带和功率静态的规定,其中,作为电池动力设备在公共耦合点10处的动作点周围的控制行为的特征,除了公共耦合点10处的期望的动作静态之外,电池动力设备从高级能量管理系统接收将被电池动力设备覆盖的功率带。
[0117]由于公共耦合点10处的规定A,电池动力设备管理器6确定适于剩余电池1.1-1.Μ的动作点,以便满足在公共耦合点10处的规定Α,或许通过评估进度表期间的电池动力设备的荷电状态的仍然上升的不确定性而必需搁置荷电状态的校准。公共耦合点10处的规定Α必须和电池动力设备管理器6计算的可能动作点以及AC电池1.N的内部需求(例如AC电池1.N的荷电状态校准S0C的计划)相一致,规定A以校准持续时间内的估计的功率进度表的形式表示对AC电池1.N操作的约束。
[0118]对电池动力设备管理器6的进一步要求包括:
[0119]-通过通用AC电池模型处理不同电池技术;
[0120]-分配中央测量量以实现在公共耦合点10处的静态精度,以及[0121 ]-基于进度表或得到的参考变量优化AC电池动作点。
[0122]电池动力设备BKW不必安装在一个地方,而能够由空间上彼此远离的很多AC电池或单元组成,图9中示出了这样的一个实施例。
[0123]作为对图8中示意性示出的电池动力设备的修改,图9示出了数个AC电池,每个AC电池通过一个中压变压器7.1-7.N、一个中压电压开关8.1-8.Μ连接至能量供应网络11的公共耦合点10.1、10.Μ和10.Ν,与中压电压开关8.1-8.Ν相关联的公共耦合点10.1-10.Ν在空间上相互远离,但是共同提供了电池动力设备BKW。
[0124]类似于根据图8的电池动力设备BKW的配置,AC电池1.1-1.N的AC电池管理器5.1-5.N通过通信线与电池动力设备管理器6连接,通信线激励中央电源开关8.1-8.N,中压电源开关8.1-8.N将AC电池1.1-1.N与能量供应网络11连接或将所述AC电池与所述能量供应网络隔开。电池动力设备管理器6表示对由单个AC电池1.1-1.N构成的电池动力设备BKW的中央控制水平并且组合由AC电池1.1-1.N提供的信息,例如有关AC电池1.1-1.N或它们的DC电池2.1-2.N的荷电状态的不确定性,其中,能量转移和通信接口的AC电池1.1-1.N的一致配置不仅确保电池动力设备管理器6的控制水平的简单配置或编程,而且还根据能量分配网络11的部件上将满足的有关性能、能量或电网维护(例如保持恒定电网频率)的需求优化单个AC电池1.1-1.N的动作点规定。
[0125]附图标记列表
[0126]L1-LNAC 电池
[0127]2.1-2.N DC 电池
[0128]3.1DC/DC-换流器
[0129]4.1-4.N 逆变器
[0130]5.1-5.N AC电池管理器
[0131]6电流动力设备管理器
[0132]7.1-7.N 变压器
[0133]8.1-8.N 电源开关
[0134]9PCC电源开关
[0135]10公共耦合点PCC
[0136]11能量分配网络
[0137]12-17 通信线
[0138]20.1-20.N电池管理系统
[0139]21.1-21.Μ并联连接的DC电池
[0140]31.1-32.M DC/DC-换流器
[0141]40.1-40.N电力电子控制器
[0142]211.M、212.Μ不同电池技术的DC电池
[0143]A 规定
[0144]BKW电池动力设备
[0145]I充电电流
[0146]Pg估计的充电功率
[0147]Pt实际充电功率
[0148]S0C荷电状态校准
[0149]V充电电压
【主权项】
1.一种用于在电化学蓄能器中存储电能以及通过电力电子系统与电能分配网交换电能的方法,所述电力电子系统将所述电化学蓄能器与所述电能分配网络连接, 其特征在于: 所述电化学蓄能器(2.1-2.N;21.1-21.M ;211.M、212.M)的具体数据和特征以及所述电力电子系统(3.1 ;4.1-4.N;31.1-31.M;31.N、32.N)的拓扑被转换成针对所述电能分配网络(11)的特定的数据和特征。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述电化学蓄能器(2.1-2.N ;21.1-21.M;211.M、212.M)的具体数据和特征以及所述电力电子系统(3.1 ;4.1-4.N ;31.1-31.Μ ;31.Ν、32.Ν)的拓扑组合到抽象AC电池(1.1-1.N)中,并被转换成所述电能分配网络(11)的数据和特征,并且通过AC电池管理器(5.1-5.N)控制、监视和调节所述AC电池(1.1-1.Ν) ο3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述AC电池(1.1-1.N)通过转换表征所使用的电池技术的量,将诸如充电电流和放电电流、容量、荷电状态等的表征所述电池技术的量描述成与所述电能分配网络(11)的诸如当前可用功率和最大可提供的功率、当前可吸收能量和当前可释放能量等的定量关系。4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于:数个AC电池(1.1-1.N
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