專利名稱：能量存儲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能量存儲系統(tǒng)(ESS)和包含能量存儲系統(tǒng)的配電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)要求總電力生產(chǎn)和消耗必須瞬時匹配且連續(xù)匹配，并且所有系統(tǒng)單元都應(yīng)該在可接受極限內(nèi)操作。發(fā)電部件或傳輸線的不期望損耗或日負(fù)載預(yù)報誤差導(dǎo)致電力生成與消耗之間的突然失衡。這種失衡導(dǎo)致與電力系統(tǒng)標(biāo)稱頻率(例如在歐洲是50Hz并且在美國是60Hz)的頻率偏差。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)可通過過頻率保護(hù)系統(tǒng)或欠頻率保護(hù)系統(tǒng)斷開， 并引起甚至更大的偏差，從而導(dǎo)致系統(tǒng)大停電，所以這是有問題的。諸如同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)等負(fù)載需要以恒定速度(頻率)操作，并且因此大頻率偏差可導(dǎo)致各種制造過程的中斷。能量存儲系統(tǒng)(ESS)可以是減輕這些已知問題的有效構(gòu)件。ESS可充當(dāng)平衡電力和能量儲備的供應(yīng)方。當(dāng)實(shí)際頻率在定義的頻率容限帶以上時，ESS可從電網(wǎng)吸收電力，由此給存儲裝置充電，而當(dāng)實(shí)際頻率在頻率容限帶以下時，ESS可將電力提供回電網(wǎng)，在那種情況下使存儲裝置放電。隨著演示出斷電的大小和數(shù)量不斷增長，能量存儲系統(tǒng)(ESS)對于防止與暫時或長期電力故障關(guān)聯(lián)的巨大損耗能夠是至關(guān)重要的。此外，配送不足的大可再生電廠(RPP) (諸如風(fēng)和太陽能電廠)的量正在不斷增長。同時，發(fā)電的可配送共享正在強(qiáng)烈下降。由于增大供能系統(tǒng)碳足跡的可再生電廠的間斷性質(zhì)，需要更多的電力和電能儲備以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定而安全的操作?；谔囟ù鎯夹g(shù)的中央ESS的使用是眾所周知的，并且通常用于有特定目標(biāo)的應(yīng)用。例如，飛輪和一些蓄電池局限于高功率應(yīng)用，其中ESS能量[W*小時]< ESS功率 [W]*t [小時](例如對于初級頻率控制，t通常在0. 1-1小時的范圍內(nèi))，而水泵、壓縮空氣和熱電能量存儲器最適合于其中EnergyESS > PowerESS^t的高能量應(yīng)用(例如可再生發(fā)電的配送、套利(白天/晚上能量交易)和t在1小時以上的負(fù)載平衡)。先提到的那組 ESS技術(shù)可具有小于1秒的響應(yīng)時間，而適合于高能量應(yīng)用的ESS技術(shù)一般具有10秒或更多的較慢響應(yīng)時間?；旌螮SS是基于不同能量存儲技術(shù)的快響應(yīng)模塊和慢響應(yīng)模塊的組合。這種組合允許混合ESS覆蓋從數(shù)秒到數(shù)小時的市電應(yīng)用的全范圍。例如，混合ESS可由風(fēng)輪和液流蓄電池組成，或組合鋰離子蓄電池和熱電能量存儲器?？梢远喾N不同方式配置混合ESS，并且混合ESS包含中央固定系統(tǒng)，其中快反應(yīng)能量存儲組件和慢反應(yīng)能量存儲組件在同一位置；分布式固定系統(tǒng)，其中單個/多個快反應(yīng)能量存儲組件和慢反應(yīng)能量存儲組件位于不同位置；以及分布式固定/移動系統(tǒng)，其中大量快反應(yīng)能量存儲組件是移動的。在分布式混合ESS的情況下，當(dāng)在遠(yuǎn)程組件之間交換能量時，必須將電網(wǎng)約束(其影響系統(tǒng)可靠性)考慮進(jìn)去。使用大量移動快反應(yīng)模塊(插入式混合電氣或全電氣車輛) 可以解決傳輸約束，因?yàn)殡娔芙柚Ｒ?guī)道路從一個區(qū)域移動到另一個區(qū)域。例如，如果混合ESS用于配送風(fēng)電廠，這使用固定集中式快反應(yīng)模塊和固定集中式慢反應(yīng)模塊慢反應(yīng)模塊用于平滑慢電力輸出波動，并用于通過鏈接可再生電廠(RPP) 與輸電網(wǎng)的傳輸線來平衡負(fù)載?？旆磻?yīng)模塊用于平滑快可再生電力波動(例如陣風(fēng))并用于快網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)(初級頻率控制)。混合ESS得到更多靈活性，并且因此，通過如下各種形式對ESS擁有者的益處做貢獻(xiàn)(i)擴(kuò)展所提供的服務(wù)/市電應(yīng)用數(shù)量；以及(ii)在快反應(yīng)ESS組件與慢反應(yīng)ESS組件之間交換能量(當(dāng)快組件在操作極限或者預(yù)期很快達(dá)到操作極限時的時段中)以便最小化操作成本。這些益處可經(jīng)由混合ESS的快模塊和慢模塊的協(xié)調(diào)的、優(yōu)化控制的充電/放電過程來實(shí)現(xiàn)。這個過程主要基于對混合ESS模塊的相應(yīng)實(shí)際電荷狀態(tài)(SoC)的跟蹤。實(shí)際 SoC指示可由模塊提供給電網(wǎng)多少能量或從電網(wǎng)吸收多少能量。當(dāng)快反應(yīng)模塊的SoC達(dá)到或預(yù)期達(dá)到上邊界值或下邊界值時，控制系統(tǒng)根據(jù)ESS模型預(yù)測、電力系統(tǒng)預(yù)報、系統(tǒng)約束和最優(yōu)控制目標(biāo)發(fā)起快模塊與慢模塊之間的能量交換。在國際專利申請W02008/039725中，描述了如下的系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供用于發(fā)電并將本地生成的電力以動態(tài)方式分配給能量存儲裝置的多路復(fù)用陣列的自動化構(gòu)件。該系統(tǒng)當(dāng)利用動態(tài)算法時旨在結(jié)合能量存儲裝置之間的動態(tài)切換來處理經(jīng)常發(fā)生沖突的能量存儲裝置要求和實(shí)時要求負(fù)載的復(fù)雜要求，以增強(qiáng)有益于總能量效率和每個能量存儲裝置的各個擁有者要求的性能和有效性。美國專利申請US2004/(^63116描述了旨在存儲靠近該使用點(diǎn)的電能的分布式 ESS。這些存儲節(jié)點(diǎn)可與中央結(jié)算實(shí)體通信以確定節(jié)點(diǎn)是否應(yīng)該購買能量以便存儲、將能量提供給用戶或者將電力賣回給電網(wǎng)。該功能例如將取決于存儲在節(jié)點(diǎn)中的能量的量、電能和峰值電力的成本和再賣的能量/電力的價格?，F(xiàn)有ESS控制系統(tǒng)使用受控參數(shù)的實(shí)時測量、預(yù)定義參考值和預(yù)定控制制度來控制對ESS或混合ESS的使用?？稍谄淠芰Ψ矫嬖谀撤N程度上限制這種系統(tǒng)，以提供對復(fù)雜混合ESS的適當(dāng)控制。因此，期望提供能提供混合ESS操作的改進(jìn)控制性能的系統(tǒng)和一組技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于提供混合ESS的操作策略，從包含如下的經(jīng)濟(jì)角度來看，該操作策略在ESS模塊與電力系統(tǒng)之間以及在快反應(yīng)ESS模塊與慢反應(yīng)ESS模塊之間傳遞最優(yōu)充電-放電時間表(i)受益于提供市電應(yīng)用(utility scale applications)(例如頻率調(diào)節(jié)、負(fù)載平衡、可再生能源的集成等)(ii)受益于在快反應(yīng)ESS模塊與慢反應(yīng)ESS模塊之間交換低成本能量(iii)優(yōu)化的混合ESS操作允許在設(shè)計階段減小模塊維度，即系統(tǒng)可以最小投資成本實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于控制用于連接到電力系統(tǒng)并包括第一能量存儲單元和第二能量存儲單元的能量存儲系統(tǒng)的方法，第一能量存儲單元和第二能量存儲單元分別具有第一操作特性和第二操作特性，所述方法包括使用模型預(yù)測控制根據(jù)第一存儲單元和第二存儲單元的相應(yīng)模型確定第一能量存儲單元和第二能量存儲單元的相應(yīng)期望充電/放電速率，并根據(jù)確定的速率調(diào)整第一存儲單元和第二存儲單元的相應(yīng)充電/放電速率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于控制能量存儲系統(tǒng)的方法，所述方法利用基于模型的預(yù)測控制器。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于控制用于連接到電力系統(tǒng)并包括第一能量存儲單元和第二能量存儲單元的能量存儲系統(tǒng)的方法，第一能量存儲單元和第二能量存儲單元分別具有第一操作特性和第二操作特性的，所述方法包括根據(jù)其相應(yīng)模型確定每個存儲單元的預(yù)測電荷狀態(tài)，接收與存儲單元和電力系統(tǒng)的屬性有關(guān)的時間相關(guān)預(yù)報，取決于所述單元的相應(yīng)預(yù)測電荷狀態(tài)以及時間相關(guān)預(yù)報確定第一存儲單元和第二存儲單元的相應(yīng)期望充電/放電速率，根據(jù)確定的充電/放電速率調(diào)整所述單元的相應(yīng)充電/放電速率。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于連接到電力系統(tǒng)的能量存儲系統(tǒng)，所述能量存儲系統(tǒng)包括第一能量存儲單元和第二能量存儲單元以及用于控制第一能量存儲單元和第二能量存儲單元的相應(yīng)充電/放電速率的控制器，并且可按照根據(jù)本發(fā)明另一方面的方法操作，其中第一能量存儲單元和第二能量存儲單元分別具有第一操作特性和第二操作特性?？刂破饔糜谠诓煌须姂?yīng)用中優(yōu)化慢反應(yīng)能量存儲模塊和快反應(yīng)能量存儲模塊的性能。該控制方法可應(yīng)用于各種慢反應(yīng)能量存儲技術(shù)和快反應(yīng)能量存儲技術(shù)，諸如蓄電池、飛輪、超級/超大電容器、熱電和壓縮空氣能量存儲器等，其中在某一操作范圍內(nèi)配送/ 保持SoC是成功操作的關(guān)鍵過程。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種包含這種能量存儲系統(tǒng)的配電系統(tǒng)。


圖1示意性例證了電力系統(tǒng)架構(gòu)；圖2示意性例證了混合ESS ；圖3示意性例證了 ESS的實(shí)施本發(fā)明一個方面的控制功能；圖4例證了實(shí)施本發(fā)明另一方面的方法中的步驟；以及圖5例證了實(shí)施本發(fā)明另一方面的混合能量存儲系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式圖1例證了包含電力系統(tǒng)10和能量存儲系統(tǒng)(ESS) 12的電力系統(tǒng)架構(gòu)1。電力系統(tǒng)10與ESS 12連接，使得可在它們之間傳送電力。ESS 12包括彼此雙向通信18的物理能量存儲部件14和控制部件16。另一通信鏈路20位于電力系統(tǒng)10與控制部件16之間。在操作時，電力系統(tǒng)10與控制部件16之間的通信鏈路20用于向控制部件16提供與電力系統(tǒng)10的狀態(tài)有關(guān)的信息。該信息可包含電力系統(tǒng)的操作頻率、負(fù)載和電壓的詳情。這個信息可由電力系統(tǒng)本身中的感測部件提供或由能量存儲系統(tǒng)中的感測部件提供。 控制部件用于控制ESS 12以便最大化或優(yōu)化預(yù)定參數(shù)的數(shù)量，這將在下面詳細(xì)描述。能量存儲部件14包含測量能量存儲部件14的至少一個參數(shù)的至少一個傳感器和用于經(jīng)由通信鏈路18向控制部件16傳送參數(shù)信息的通信裝置。存儲部件14中提供的傳感器可提供關(guān)于部件14的電荷狀態(tài)的信息，例如已經(jīng)使用了多種估計蓄電池電荷狀態(tài)的方法。一些對于具體電池化學(xué)性質(zhì)而言是特定的。大多數(shù)根據(jù)測量隨電荷狀態(tài)變化的某一方便參數(shù)電壓、電流、內(nèi)部阻抗、電解質(zhì)濃度等。附加溫度傳感器改進(jìn)了電荷狀態(tài)計算的準(zhǔn)確性。圖1的ESS可由混合ESS提供，例如圖2中所示的那樣。例如，固定慢反應(yīng)存儲裝置和固定快反應(yīng)存儲裝置位于同一位置。備選地，快反應(yīng)存儲裝置和/或慢反應(yīng)存儲裝置可分布在多個固定位置。另一個備選是具有移動快反應(yīng)存儲裝置，還有集中式或分散式固定慢反應(yīng)裝置。在所有情況下都需要ESS控制器與所有快反應(yīng)能量存儲組件和慢反應(yīng)能量存儲組件之間的通信。存儲裝置(慢單元和快單元)與中央控制器(位于混合ESS控制室中)之間的通信由可靠的完全可用的通信鏈路提供。圖3例證了用于優(yōu)化能量存儲系統(tǒng)操作的模型。使用物理ESS模型31和時延反饋環(huán)32對物理能量存儲系統(tǒng)建模30，其中L(k)是在時間k的存儲水平，并且D是一步時延。 由例如描述充電/放電效率和存儲效率的參數(shù)向量Q 33參數(shù)化物理ESS模型。為系統(tǒng)中所提供的每個能量存儲單元提供物理ESS模型，使得能為每個單元確定所需的充電/放電速率。物理ESS模型的操控變量是混合ESS中單元的充電/放電速率(C(k) [kW])。模型狀態(tài)包含電荷電平L(k)和當(dāng)前電荷操作模式(current charge operation mode)O(k)。模型的第二部分是經(jīng)濟(jì)模型40，經(jīng)濟(jì)模型40操作以評估ESS在充電速率序列 C(k)的預(yù)測周期上的增益。它考慮在參數(shù)向量P41中收集的靜態(tài)經(jīng)濟(jì)模型參數(shù)，例如壽命成本(從充電改變到放電、放電深度)，還考慮在參數(shù)序列F(k)中收集的時變參數(shù)42，諸如對能量價格和負(fù)載水平的預(yù)報。經(jīng)濟(jì)控制模型的最終任務(wù)是找到ESS的控制序列[C(k)， C (k+1)，C (k+M-1)]，其最大化總利潤(G (k) +. . . +G (k+Μ-Ι)之和，由此確定M步水平線上的最優(yōu)序列。從這個序列，執(zhí)行第一控制輸入。在時間k+Ι，在將新邊界條件考慮進(jìn)去的情況下，確定[c(k+l，... , C(k+M)]的新最優(yōu)序列。上面描述的模型預(yù)測控制和優(yōu)化任務(wù)布置在三個截然不同的組中，并以三個截然不同的速率執(zhí)行，以提供用于控制ESS的多速率模型預(yù)測控制器(MRMPC)。執(zhí)行得最不頻繁的任務(wù)是圖3中指示并且如上所述的對具有輸入的經(jīng)濟(jì)模型的優(yōu)化。優(yōu)化目標(biāo)是總利潤的最大化，并且約束是物理ESS模型之間的穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)系， 以及電荷狀態(tài)的上限和下限以及關(guān)于電網(wǎng)與混合ESS之間電力交換的外部限制或約定 (contract)。經(jīng)濟(jì)優(yōu)化任務(wù)的輸出是混合ESS的單元的期望電荷電平分布圖Lset (k)、 Lset (k+1)、Lset (k+M)。作為一個示例，這個任務(wù)的執(zhí)行周期可以在1分鐘到15分鐘的范圍內(nèi)。第二個任務(wù)涉及確定混合ESS的慢ESS單元的充電/放電速率[C(k)，...， C(k+M) J0這個任務(wù)涉及圖3中所示具有輸入的慢組件的物理ESS模型的優(yōu)化，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對于混合ESS的慢組件和快組件的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化中所確定的期望電荷電平分布圖Lset (k)、
Lset (k+1).....Lset (k+M)。這個任務(wù)的執(zhí)行周期取決于慢ESS組件的動態(tài)特性，但將比經(jīng)
濟(jì)優(yōu)化更快(例如15到60秒)。第三個任務(wù)是確定混合ESS的快ESS單元的充電/放電速率[C (k)，. . .，C (k+M)]。當(dāng)混合ESS系統(tǒng)用于頻率調(diào)節(jié)應(yīng)用時，這個任務(wù)需要有權(quán)訪問來自電力系統(tǒng)的頻率測量結(jié)果。對這個任務(wù)的計算將通過將快組件的物理ESS模型和SoC約束考慮進(jìn)去來最小化頻率預(yù)測與期望頻率值之間的差異。這個任務(wù)具有最高執(zhí)行頻率，例如每1到5秒執(zhí)行一次。圖4例證了實(shí)施本發(fā)明另一方面的方法中的步驟，并且開始于步驟100，其中發(fā)起多速率模型預(yù)測控制。在步驟102。根據(jù)多個輸入103a、10;3b和103c確定混合ESS操作的 SoC最優(yōu)序列。這些輸入表示到控制器的外部輸入和約定、計算或獲得的預(yù)報以及ESS單元的當(dāng)前SoC。將輸出序列104與混合ESS單元的當(dāng)前SoC(107a) —起提供到下一步驟106，在其中確定慢ESS的充電/放電的最優(yōu)序列。在步驟108執(zhí)行這個序列的第一值以便提供慢 ESS單元的設(shè)置點(diǎn)。在步驟110，確定快ESS的充電/放電的最優(yōu)序列；使用輸入104、11 Ia和11 Ib-混合ESS的SoC的最優(yōu)序列、電力系統(tǒng)頻率和快ESS單元的SoC。在步驟112，執(zhí)行這個序列的第一值以便提供快ESS單元的下一設(shè)置點(diǎn)。對于下一時間步，重復(fù)上文描述且在圖4中例證的步驟，其中對于那個下一時間步驟，邊界條件可能改變了。當(dāng)在考慮中的ESS屬于混合類型時，由模型預(yù)測控制系統(tǒng)假設(shè)的控制和優(yōu)化任務(wù)必須包含兩個主要組件、即快反應(yīng)ESS和慢反應(yīng)ESS的協(xié)調(diào)。在具體實(shí)施例中，當(dāng)快反應(yīng)ESS 組件和慢反應(yīng)ESS組件具有耦合到電力系統(tǒng)的公共點(diǎn)時，快反應(yīng)ESS可排他地用于市電應(yīng)用，其中快響應(yīng)是先決條件，諸如系統(tǒng)頻率控制，并且慢反應(yīng)ESS可用于保持快ESS中所需的電荷狀態(tài)(SoC)，并且還提供反應(yīng)時間不是關(guān)鍵的但能量容量高度重要的應(yīng)用，例如負(fù)載平衡、套利、可再生發(fā)電的配送等。圖5中描繪了這個布置，其中測量電力網(wǎng)50以提供負(fù)載水平指示52和頻率指示M。使用控制器68控制慢ESS單元60 (對應(yīng)于步驟102和106， 圖4)，該控制器接收負(fù)載水平指示52和慢ESS單元SoC指示66作為輸入。使用控制器56控制快ESS單元62 (對應(yīng)于步驟110，圖4)，該控制器接收電網(wǎng)頻率指示M作為輸入。在圖5中，控制系統(tǒng)通過傳感器、通信或預(yù)測/估計構(gòu)件獲得關(guān)于電力網(wǎng)狀態(tài)的信息。與電力系統(tǒng)耦合的公共點(diǎn)使電力網(wǎng)上混合ESS布置能夠在不同ESS選項(xiàng)之間從內(nèi)部SoC 控制動作解耦(decouple)頻率控制動作。在圖5中，僅指示兩個能量存儲單元60和62 ； 然而，描繪的布置可擴(kuò)展成包含任何數(shù)量的不同類型本地ESS部件。圖5系統(tǒng)利用之前描述的模型預(yù)測控制(MPC)系統(tǒng)來協(xié)調(diào)頻率和SoC控制動作。MPC系統(tǒng)還能與快作用反饋和前饋控制器組合以便調(diào)節(jié)各個ESS子系統(tǒng)。在這種布置中，MPC系統(tǒng)將為較低復(fù)雜性控制環(huán)提供設(shè)置點(diǎn)和極限。圖5中未示出的控制單元和致動器對于不同類型能量存儲技術(shù)可有所不同，但在優(yōu)選實(shí)施例中采用的ESS應(yīng)該是可用所分配的控制單元和致動器控制的。還應(yīng)該指出，根據(jù)在圖4中描繪的算法，在單元68與56之間提供了信息交換構(gòu)件。 混合ESS操作的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的目的是提供大范圍的市電應(yīng)用(從數(shù)秒到數(shù)小時)，諸如負(fù)載平衡、頻率調(diào)節(jié)、套利、峰值負(fù)載削減和可再生發(fā)電的配送。
在混合ESS操作的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化中所用的時間相關(guān)預(yù)報可基于由外部應(yīng)用生成的和/ 或由作為在線估計器和預(yù)測器運(yùn)行的黑箱模型生成的歷史數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制用于連接到電力系統(tǒng)(10)并包括第一能量存儲單元和第二能量存儲單元(14，60，6 的能量存儲系統(tǒng)(1 的方法，所述第一能量存儲單元和所述第二能量存儲單元(14，60，6幻分別具有第一操作特性和第二操作特性，其中所述第一操作特性不同于所述第二操作特性，所述方法包括使用模型預(yù)測控制，根據(jù)來自所述第一存儲單元和所述第二存儲單元的相應(yīng)模型的電荷狀態(tài)預(yù)測來確定所述第一能量存儲單元和所述第二能量存儲單元(14，60，6 的相應(yīng)期望充電/放電速率；以及根據(jù)確定的速率調(diào)整所述第一存儲單元和所述第二存儲單元(14,60,6 的相應(yīng)充電 /放電速率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一存儲單元和所述第二存儲單元(14，60，62) 的所述相應(yīng)模型可操作以確定有關(guān)的存儲單元(14，60，6 的電荷狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中根據(jù)所述第一單元和所述第二單元(14，60，62) 的所述相應(yīng)模型以及所述單元(14，60，6幻和電力系統(tǒng)(10)的屬性的時間相關(guān)預(yù)報來確定所述相應(yīng)期望充電/放電速率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，包括根據(jù)其相應(yīng)模型確定每個所述存儲單元的預(yù)測電荷狀態(tài)；接收與所述存儲單元(14，60，6幻和所述電力系統(tǒng)(10)的屬性有關(guān)的時間相關(guān)預(yù)報；根據(jù)所述單元(14，60，6 的相應(yīng)預(yù)測電荷狀態(tài)以及所述時間相關(guān)預(yù)報來確定所述第一存儲單元和所述第二存儲單元(14,60,6 的相應(yīng)期望充電/放電速率；根據(jù)確定的充電/放電速率調(diào)整所述單元(14,60,6 的所述相應(yīng)充電/放電速率。
5.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中確定相應(yīng)充電/放電速率包括確定充電 /放電速率序列。
6.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中確定所述第一存儲單元的充電/放電速率沒有確定所述第二存儲單元的充電/放電速率那么頻繁。
7.一種用于連接到電力系統(tǒng)(10)的能量存儲系統(tǒng)(12)，所述能量存儲系統(tǒng)(12)包括第一能量存儲單元和第二能量存儲單元(14，60，62)，分別具有第一操作特性和第二操作特性；其中所述第一操作特性不同于所述第二操作特性；以及控制器(16)，用于控制所述第一能量存儲單元和所述第二能量存儲單元(14，60，62) 的相應(yīng)充電/放電速率，并且可根據(jù)如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法操作。
8.如權(quán)利要求7所述的能量存儲系統(tǒng)，其中所述控制器(16)由中央控制器和分布式控制器的組合提供。
9.如權(quán)利要求7或8所述的能量存儲系統(tǒng)，其中所述第一存儲單元是慢能量存儲系統(tǒng)單元(60)，而所述第二存儲單元是快能量存儲系統(tǒng)單元(62)。
10.如權(quán)利要求9所述的能量存儲系統(tǒng)，其中慢能量存儲系統(tǒng)單元(60)具有至少10秒的慢反應(yīng)時間，并且其中快能量存儲單元(62)具有短反應(yīng)時間，并且能在小于1秒內(nèi)達(dá)到高輸出°
11.如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的能量存儲系統(tǒng)，其中所述控制器包括模型存儲部件，所述模型存儲部件用于存儲與所述第一存儲單元和所述第二存儲單元(60，62)的相應(yīng)模型(30)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的能量存儲系統(tǒng)，其中所述第一能量存儲單元和所述第二能量存儲單元(60,6 各包含至少一個傳感器，可操作以檢測有關(guān)的所述能量存儲單元的至少一個操作參數(shù)；以及通信裝置(18)，可操作以從所述或每個傳感器接收操作參數(shù)信息并向所述控制器 (16)傳送接收的操作參數(shù)信息，并從所述控制器(16)接收控制信息。
13.如權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的能量存儲系統(tǒng)，包括多個這種第一能量存儲單元(60)和/或多個這種第二能量存儲單元(62)。
14.如權(quán)利要求13所述的能量存儲系統(tǒng)，其中按位置分布所述多個這種第一能量存儲單元(60)和/或所述多個這種第二能量存儲單元(62)。
15.如權(quán)利要求7至14中任一項(xiàng)所述的能量存儲系統(tǒng)，還包括感測部件，所述感測部件可操作以檢測所述能量存儲系統(tǒng)(12)連接到的電力系統(tǒng)(10)的操作參數(shù)。
全文摘要
描述了用于控制能量存儲系統(tǒng)的方法。該方法利用基于模型的預(yù)測控制器來優(yōu)化混合能量存儲系統(tǒng)中能量存儲單元的充電/放電速率。
文檔編號H02J3/32GK102498630SQ201080040646
公開日2012年6月13日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者A·奧達(dá)洛夫, M·默坎格茨, T·馮霍夫 申請人:Abb研究有限公司