專利名稱：從電池供給電網(wǎng)能量的系統(tǒng)和方法
從電池供給電網(wǎng)能量的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及電網(wǎng)能量，更具體地涉及將電池能量有效地供給電網(wǎng)的系統(tǒng)和方法。供電和用電必須匹配得好以便保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定。傳遞到系統(tǒng)的能量一般以前 一日為基礎(chǔ)來確定；并且供需之間秒到秒的不匹配由獨(dú)立的功能或獨(dú)立的市場(chǎng)(如果適用 的話)來解決。這種功能(和/或市場(chǎng))有時(shí)通過被稱為頻率調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)備用(spinning reserve)和其它電網(wǎng)輔助服務(wù)的功能實(shí)現(xiàn)。并且，要求這種功能保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。每天每秒約的發(fā)電量在爬坡以及滑坡(ramping up and down)來解決負(fù)載和 發(fā)電(需求和供應(yīng))間短期的不平衡。今天，這種功能主要由退到低點(diǎn)(且運(yùn)行效率更低 的點(diǎn)，從而電力分配次優(yōu))的聯(lián)合的循環(huán)電廠和燃?xì)廨啓C(jī)電廠來實(shí)現(xiàn)以提供爬坡和滑坡能 力。作為以次優(yōu)效率提供能量的回報(bào)，向電廠提供容量付費(fèi)(如果存在對(duì)于頻率調(diào)節(jié)的市 場(chǎng))以用于響應(yīng)于電網(wǎng)需要而爬坡以及滑坡。由于可再生能量滲透的增加，提供頻率調(diào)節(jié) 所需的發(fā)電量將增加。從上述可知，增強(qiáng)由可再生能源供電的電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法將是有利 的。如果該系統(tǒng)和方法以達(dá)到最佳獲利能力的方式為電網(wǎng)提供能量也將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)言之，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種向電網(wǎng)提供能量的系統(tǒng)包括可再生能源，包括一個(gè)或多個(gè)與其集成的功率轉(zhuǎn)換器；與可再生能源集成的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)；和控制系統(tǒng)，包括算法軟件，其中控制系統(tǒng)響應(yīng)于算法軟件而命令至少一個(gè)功率轉(zhuǎn) 換器連同基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)在從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量的成本低 于為從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，將儲(chǔ)存的電池能量供 給電網(wǎng)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種向電網(wǎng)提供能量的方法包括提供可再生能源，包括一個(gè)或多個(gè)與其集成的功率轉(zhuǎn)換器；提供與可再生能源集成的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)；提供控制系統(tǒng)，包括算法軟件；并且經(jīng)由控制系統(tǒng)響應(yīng)于算法軟件而命令至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器連同基于電池的能量 儲(chǔ)存系統(tǒng)使得在從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量的成本低于為從基于電池的能 量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng)。


當(dāng)參考附圖閱讀以下的詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征，方面以及優(yōu)點(diǎn)將 變得更好理解，在整個(gè)附圖中，同樣的附圖標(biāo)號(hào)代表同樣的部分，其中圖1圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的可再生能量系統(tǒng)，包括多個(gè)可控功率轉(zhuǎn)換器，且還包括集成在可再生能量系統(tǒng)中的可控的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其用于在從基于電池的 能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量的成本低于為從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量而支 付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng)；圖2圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)可再生能量系統(tǒng)，每個(gè)包括可控功率轉(zhuǎn)換器， 該功率轉(zhuǎn)換器和共享的集成在可再生能量系統(tǒng)中可控的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)電氣通 信，以用于當(dāng)從共享的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量的成本低于為從共享的基于 電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng)；并且圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制算法軟件流程圖，它配置成用于控制可 再生能源和基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，以便在從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量的 成本低于為從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池 能量供給電網(wǎng)。如上討論，以上顯示的附圖闡明備選實(shí)施例，本發(fā)明的其它實(shí)施例也被考慮。在所 有情況下，本公開呈現(xiàn)了本發(fā)明圖示的實(shí)施例，其是代表性的而非限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可 設(shè)計(jì)出的大量其它修改和實(shí)施例將落入本發(fā)明原理的范圍和精神內(nèi)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的可再生能量系統(tǒng)10，包括多個(gè)可控功率轉(zhuǎn)換器觀， 35，36，且還包括集成在可再生能量系統(tǒng)中的可控的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，其用于當(dāng) 從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12提取供電能量的成本低于為從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12 提取能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，將能量供給電網(wǎng)26。更具體地，向電網(wǎng)沈提供能量的系統(tǒng) 10包括一個(gè)或多個(gè)可再生能源16，該可再生能源可由例如，而不限于一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪 機(jī)18和/或一個(gè)或多個(gè)太陽能電池板21組成。一個(gè)或多個(gè)功率轉(zhuǎn)換器觀和可再生能源 16集成?；陔姵氐哪芰?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12包括一個(gè)或多個(gè)也和可再生能源16集成的電池14。 控制系統(tǒng)20包括算法軟件，其操作成控制至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器觀，35，36以及基于電池的 能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12以用于當(dāng)從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12提取供電能量的成本低于為由基 于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12提供儲(chǔ)存能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng) 26。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的可再生能源16產(chǎn)生多相AC電壓34，AC電壓34轉(zhuǎn)換為DC電壓 24,DC電壓M然后重新轉(zhuǎn)換為期望電壓水平的AC電壓。變壓器40將AC電壓轉(zhuǎn)換為期望 的電網(wǎng)AC電壓。如前所述，當(dāng)可再生能量的滲透增加時(shí)，用于提供電網(wǎng)沈的頻率調(diào)節(jié)所需的發(fā)電 量也將增加?？稍偕芰肯到y(tǒng)10通過向電網(wǎng)沈提供附加能量而提供上述的頻率調(diào)節(jié)；然 而，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12提取供電能量的成本低于為電網(wǎng)沈 提供儲(chǔ)存的電池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，將該附加能量供給電網(wǎng)26。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例， 基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12包括一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存DC電荷/電壓的電池14。每個(gè)電池14 可通過相應(yīng)的連接到DC總線電壓M的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器35或相應(yīng)的連接到AC總線電壓 34的雙向AC-DC轉(zhuǎn)換器36被充電/再充電。在可再生能量的供給是可變的且沒有達(dá)到滿 意的穩(wěn)定期間，每個(gè)雙向轉(zhuǎn)換器有利地允許能量以交替方式從可再生能源和儲(chǔ)存的電池能 源向電網(wǎng)供應(yīng)。
控制系統(tǒng)20響應(yīng)于集成于其中的算法軟件運(yùn)行，并且參照?qǐng)D3進(jìn)一步詳細(xì)描述。 控制系統(tǒng)20產(chǎn)生命令信號(hào)，其被向外發(fā)送到每個(gè)系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器。DC-DC轉(zhuǎn)換器35，例如， 產(chǎn)生DC電壓，該DC電壓通過逆變器37轉(zhuǎn)化為AC電壓；而AC-DC轉(zhuǎn)換器36產(chǎn)生DC電壓， 該DC電壓通過逆變器38轉(zhuǎn)換為AC電壓。轉(zhuǎn)換器/逆變器子系統(tǒng)觀、四運(yùn)行成將相應(yīng)的 可再生能源16的AC輸出電壓34轉(zhuǎn)換為處于電網(wǎng)沈需要的電壓水平的期望AC電壓。每個(gè)功率轉(zhuǎn)換器/逆變器對(duì)08，29)，(35，37)和(36，38)響應(yīng)于控制系統(tǒng)20產(chǎn) 生的命令信號(hào)來運(yùn)行。當(dāng)通過如下參考圖3描述的算法軟件的那樣的指示，當(dāng)從基于電池 的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12提取供電能量的成本低于為從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12提取儲(chǔ)存的 電池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng) 26。通過這種方式，在風(fēng)能和/或太陽能不足期間，電網(wǎng)沈的頻率穩(wěn)定性得到加強(qiáng)。由于 在從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12提取供電能量的成本低于為從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng) 12的提取儲(chǔ)存電池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)的期間，利用了基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12， 維持電網(wǎng)沈的成本也降低了。圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)可再生能量系統(tǒng)200，每個(gè)該系統(tǒng)包括可控功 率轉(zhuǎn)換器/逆變器，該轉(zhuǎn)換器/逆變器和共享的與其集成的可控的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系 統(tǒng)210電氣通信，該基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210用于在當(dāng)從共享的基于電池的能量?jī)?chǔ)存 系統(tǒng)210提取供電能量的成本低于為從共享的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提取儲(chǔ)存的電 池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，將能量供給電網(wǎng)26。系統(tǒng)200如前面描述的可再生能量系統(tǒng) 10的運(yùn)行方式類似地運(yùn)行。更具體地，向電網(wǎng)沈提供能量的系統(tǒng)200包括一對(duì)可再生能源 15，16，每個(gè)可再生能源由例如，而非限制性的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)18和/或一個(gè)或多個(gè) 太陽能電池板21組成。一個(gè)或多個(gè)功率轉(zhuǎn)換器/逆變器子系統(tǒng)(28,29), (128,129), (35, 37),(43,45)和各自的可再生能源15，16集成。基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210包括一個(gè)或 多個(gè)電池114，其也與可再生能源15，16集成并在可再生能源15，16間共享?？刂葡到y(tǒng)20包括算法軟件，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，其運(yùn)行為控制至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器 /逆變器對(duì)08，四)，(128,129), (35,37), (43,45)以及基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210，其 用于當(dāng)從共享的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提取供電能量的成本低于為從共享的基于 電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提取儲(chǔ)存的電池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供 給電網(wǎng)26。每個(gè)可再生能源15，16結(jié)合各自的發(fā)電機(jī)或逆變器產(chǎn)生各自的多相AC電壓34， 134，該多相AC電壓轉(zhuǎn)換為各自的DC電壓24，124，然后DC電壓再轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電網(wǎng)沈需要 電壓水平的AC電壓。相應(yīng)的變壓器40，140將AC電壓轉(zhuǎn)換為需要的電網(wǎng)AC電壓。如前所述，當(dāng)可再生能量的滲透增加時(shí)，提供電網(wǎng)沈頻率調(diào)節(jié)所需要的發(fā)電量也 將增加。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在當(dāng)從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提取供電能量的成本低于 為由基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210供給電網(wǎng)沈儲(chǔ)存的電池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)的期 間，可再生能量系統(tǒng)200通過向電網(wǎng)沈提供能量而提供上述的頻率調(diào)節(jié)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施 例，基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210包括一個(gè)或多個(gè)用于儲(chǔ)存DC電荷/電壓的電池114。每 個(gè)電池114可通過連接到各自的DC總線電壓24，124的相應(yīng)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器35，43來被 充電/再充電。控制系統(tǒng)20響應(yīng)于集成于其中的算法軟件來運(yùn)行，并參照?qǐng)D3在下面作更詳細(xì)的說明?？刂葡到y(tǒng)20產(chǎn)生命令信號(hào)，其被向外發(fā)送到每個(gè)系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器觀，1觀，35，43以 及它們各自的逆變器四，1四，37，45。例如，DC-DC轉(zhuǎn)換器35產(chǎn)生DC電壓，該DC電壓通過 逆變器37轉(zhuǎn)換為AC電壓；而DC-DC轉(zhuǎn)換器43產(chǎn)生DC電壓，該DC電壓通過逆變器45轉(zhuǎn)換 為AC電壓。每個(gè)轉(zhuǎn)換器/逆變器子系統(tǒng)28，128運(yùn)行為將相應(yīng)的可再生能源15，16的AC 輸出電壓34，134轉(zhuǎn)換為不同電壓水平的期望AC電壓。每個(gè)功率轉(zhuǎn)換器/逆變器對(duì)08，29)，(128，129)，(35，37)和03，45)響應(yīng)于控制 系統(tǒng)20產(chǎn)生的命令信號(hào)而運(yùn)行。當(dāng)通過如下參考圖3描述的算法軟件的那樣的指示，當(dāng)從 基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提取供電能量的成本低于為由基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210 提供儲(chǔ)存的電池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210將儲(chǔ)存的電池能 量供給電網(wǎng)26。然而應(yīng)用沒有作如此限制，并且，應(yīng)該理解，其它實(shí)施例可配置為即使當(dāng)供 給電網(wǎng)的儲(chǔ)存的電池能量的成本不低于為由基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提供儲(chǔ)存的電 池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，也將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng)。通過這種方式，在風(fēng)能和/或 太陽能不足期間，電網(wǎng)26的頻率穩(wěn)定可以得到加強(qiáng)。當(dāng)從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提 取供電能量的成本低于為由基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提供儲(chǔ)存的電池能量而支付的 市場(chǎng)價(jià)格期間，利用了基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210，這時(shí)維持電網(wǎng)沈的成本也降低了。圖3是說明控制系統(tǒng)算法軟件300的流程圖，該軟件配置為控制可再生能源15，16 和基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，210，使可再生能源15，16和基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12， 210—起運(yùn)行成當(dāng)從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，210提取供電能量的成本低于為由基于 電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，210供給電網(wǎng)的儲(chǔ)存的電池能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，將儲(chǔ)存的 電池能量供給電網(wǎng)26。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，算法軟件300包括優(yōu)化算法302，該優(yōu)化算法基于市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè) 數(shù)據(jù)304、可再生能量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)306、例如風(fēng)能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，以及電池能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(BESS)經(jīng) 濟(jì)性和性能數(shù)據(jù)308來確定控制系統(tǒng)20的命令信號(hào)314。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè) 數(shù)據(jù)304基于通過第三方提供的以前的市場(chǎng)數(shù)據(jù)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，風(fēng)能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)306基 于渦輪機(jī)電廠限制，例如基于風(fēng)力預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的估計(jì)的可得到的風(fēng)力渦輪機(jī)逆變器容量310。 BESS經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)308基于1)根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的確定為滿足電網(wǎng)特定能量需要而要求的電 池百分比放電深度(batterypercent depth of discharge)的電池壽命數(shù)據(jù)312, 市場(chǎng) 價(jià)格預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)304，和幻基于估計(jì)的可得到的風(fēng)力渦輪機(jī)逆變器容量的電池更換/再充電 時(shí)間。更具體地，BESS經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)308確定使用基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，210供給電 網(wǎng)沈能量的成本。然后，優(yōu)化算法302將市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)304與由BESS經(jīng)濟(jì)模型308確定的通過 基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)210提取儲(chǔ)存的電池能量以供給電網(wǎng)沈的成本進(jìn)行比較，并進(jìn)行 確定從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，210提取的供電能量的成本是否低于為該供電能量支 付的市場(chǎng)價(jià)格?？刂葡到y(tǒng)命令314然后被產(chǎn)生且傳送到可再生能源功率轉(zhuǎn)換器/逆變器，和每個(gè) 相應(yīng)的基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，210的功率轉(zhuǎn)換器/逆變器，來控制是經(jīng)由可再生能 源還是經(jīng)由基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)供應(yīng)能量到電網(wǎng)26。當(dāng)可再生能源15，16可用時(shí)，即 使在儲(chǔ)存的電池能量是可用時(shí)的期間，在某些應(yīng)用中，如果從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12， 210提取供電能量的成本高于為儲(chǔ)存的電池能量支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)，可以使用可再生能源15，16。使用儲(chǔ)存的電池能量的成本取決于供給電網(wǎng)能量所要求的電池放電深度，因?yàn)殡?池接著需要通過可再生能源或電網(wǎng)本身被再充電來使得從電池提取的能量歸位，且從而使 電池恢復(fù)到其滿電位。如果給電池的再充電成本大于電池的放電成本，則不能實(shí)現(xiàn)成本優(yōu) 勢(shì)，則儲(chǔ)存的電池能量將不被從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)12，210提取?？偠灾瑸殡娋W(wǎng)提供能量的系統(tǒng)實(shí)施例已被描述。該實(shí)施例包括至少一個(gè)可再 生能源和一個(gè)或多個(gè)與其集成的功率轉(zhuǎn)換器?；陔姵氐哪芰?jī)?chǔ)存系統(tǒng)也與可再生能源集 成?？刂葡到y(tǒng)包括算法軟件，使得控制系統(tǒng)響應(yīng)于算法軟件而命令至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器和 基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)當(dāng)從基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取供電能量的成本低于為從基 于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)提取的供電能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng)。本文描述的實(shí)施例方法根據(jù)提供能量、調(diào)節(jié)響應(yīng)或兩者的機(jī)會(huì)成本來估計(jì)從基于 電池的能量?jī)?chǔ)存裝置/系統(tǒng)來調(diào)度的能量的最佳量。由于能量?jī)?chǔ)存裝置/系統(tǒng)能與例如風(fēng) 力渦輪機(jī)的可再生能源共享逆變器，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，存在需要做出關(guān)于聯(lián)合式系統(tǒng)應(yīng)該 從電池還是從風(fēng)力轉(zhuǎn)子提供能量的決定?？紤]因素包括1)關(guān)于單個(gè)充電放電循環(huán)對(duì)儲(chǔ)存 裝置/系統(tǒng)壽命的影響以及將這種影響與從儲(chǔ)存裝置/系統(tǒng)以調(diào)節(jié)服務(wù)的方式向電力系統(tǒng) /電網(wǎng)提供該附加能量的所意識(shí)到的效益進(jìn)行比較的信息；幻關(guān)于近期(未來某天至未來 某一小時(shí))能量和輔助價(jià)格的信息以量化以輔助服務(wù)為代價(jià)提供能量或反之情況的值和 /或關(guān)于提供輔助服務(wù)的其它發(fā)電與提供這種服務(wù)的能量?jī)?chǔ)存的成本相比的機(jī)會(huì)成本；和 3)關(guān)于在進(jìn)入量化以輔助服務(wù)為代價(jià)提供能量或反之情況的值的時(shí)幀時(shí)可精細(xì)化和并入 更新的預(yù)測(cè)中的預(yù)測(cè)風(fēng)力的信息。雖然本文僅說明和描述了本發(fā)明的某些技術(shù)特征，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到有 很多修改和變化。因此，應(yīng)理解附上的權(quán)利要求計(jì)劃涵蓋落入本發(fā)明真正精神范圍內(nèi)的所 有修改和變化。元件列表
權(quán)利要求
1.一種向電網(wǎng)06)提供能量的系統(tǒng)(10)，該系統(tǒng)包括可再生能源(16)；一個(gè)或多個(gè)功率轉(zhuǎn)換器08，35，36)；基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)；和控制系統(tǒng)(20)，包括算法軟件，其中由控制系統(tǒng)OO)響應(yīng)于算法軟件而命令至少一個(gè) 功率轉(zhuǎn)換器08，35，36)連同基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)以用于在從基于電池的能量?jī)?chǔ) 存系統(tǒng)(12)提取供電能量的成本低于為由基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)供給儲(chǔ)存的能量 而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng)06)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中該可再生能源(16)從至少一個(gè)或多個(gè)風(fēng)能 源(18)以及一個(gè)或多個(gè)太陽能源中選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其中該算法軟件響應(yīng)于市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、可再 生能源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)來運(yùn)行，使得控制系統(tǒng)OO)產(chǎn)生 功率轉(zhuǎn)換器信號(hào)來命令可再生能源(16)和基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)的運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(10)，其中該市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)基于第三方提供的以前 的市場(chǎng)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(10)，其中該可再生能源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是基于風(fēng)力預(yù)測(cè)數(shù)據(jù) 的估計(jì)的可得到的風(fēng)力渦輪機(jī)容量數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(10)，其中該可再生能源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是基于太陽能預(yù)測(cè)數(shù) 據(jù)的估計(jì)的可得到的太陽能逆變器容量數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(10)，其中該可再生能源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是基于風(fēng)力預(yù)測(cè)數(shù)據(jù) 的估計(jì)的可得到的風(fēng)力渦輪機(jī)容量數(shù)據(jù)和基于太陽能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的估計(jì)的可得到的太陽能 逆變器容量數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)(10)，其中該基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)是基 于響應(yīng)于市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和可再生能源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)所要求的電池放電深度數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)(10)，其中該電池放電深度數(shù)據(jù)基于電池壽命循環(huán)模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(10)，其中該電池壽命循環(huán)模型基于電池歷史趨勢(shì)和 電池歷史性能數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種向電網(wǎng)(26)提供能量和其它輔助服務(wù)的系統(tǒng)(10)，包括可再生能源(16)。一個(gè)或多個(gè)功率轉(zhuǎn)換器(28)，(35)，(36)與可再生能源(16)集成?；陔姵氐哪芰?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)也與可再生能源集成?？刂葡到y(tǒng)(20)，包括算法軟件，其運(yùn)行為用于控制至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器(28)，(35)，(36)連同基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)以用于在通過基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)提取儲(chǔ)存電池能量供給電網(wǎng)(26)的成本低于為由基于電池的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(12)提供儲(chǔ)存能量而支付的市場(chǎng)價(jià)格時(shí)將儲(chǔ)存的電池能量供給電網(wǎng)(26)。
文檔編號(hào)H02J3/28GK102110987SQ201010625028
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者D·L·曼茨, K·A·奧布賴恩, N·W·米勒, R·K·布拉, R·W·德爾梅里科, S·波斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司