能量存储设备和其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于提供电能的能量存储设备(1)和能量存储设备(1)的相应的应用，所述能量存储设备具有：测量装置(3)，用于检测能量存储装置(5)的要提供的电气负荷曲线和运行状态值；数据存储装置(7)，用于存储针对相应的能量存储装置(5)的至少一个评估曲线(BP)的数据，所述评估曲线描绘存运行参数对相应的能量存储装置的相应的标准的影响；计算装置(9)，用于将要提供的电气负荷曲线划分为部分负荷曲线，并且针对相应的标准，考虑能量存储装置的运行状态值，将部分负荷曲线与相应的最好的能量存储装置相关联；控制装置(11)，用于控制借助关联选择的能量存储装置(5)，以针对电气负荷曲线共同提供电力。

Energy storage device and its application

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量存储设备和其应用
本专利技术尤其是涉及一种灵活的控制单元，用于混合存储器的优化的运行。
技术介绍
尤其是由于可再生能源形式、例如太阳能和风能的增加的迹象，存储电能并且在稍晚的时间点使用电能的希望变得越来越重要。为了存储能量，同时存在大量的并且数量持续增加的解决方案。这些解决方案可以粗略地划分为机械的、物理的或者化学/电化学的存储器。已知的示例是储能轮、抽水蓄能电站和不同的蓄电池。在此，所描述的所有这些存储器具有非常不同的技术特性以及特定于技术的优点和缺点。能量存储器的典型的分类特征是能量和功率密度、典型的放电时间、存储器可以运行的温度范围、效率、在特定运行条件下预期的使用寿命以及尤其是与存储器容量相关的投入成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对特定标准，尤其是针对使用寿命、效率、能量密度、功率密度、放电时间、成本，简单、灵活并且有效地优化和使用电能存储设备。上述技术问题通过根据独立权利要求的能量存储设备和根据并列的权利要求的应用来解决。根据第一方面，提出了一种用于提供电能的能量存储设备，所述能量存储设备具有：测量装置，用于检测能量存储装置的要提供的电气负荷曲线和运行状态值；数据存储装置，用于存储针对相应的能量存储装置的至少一个评估曲线的数据，所述评估曲线描绘运行参数对相应的能量存储装置的相应的标准的影响；计算装置，用于将要提供的电气负荷曲线划分为部分负荷曲线，并且针对相应的标准，考虑能量存储装置的运行状态值，将部分负荷曲线与相应的最好的能量存储装置相关联；控制装置，用于控制借助关联选择的能量存储装置，以针对电气负荷曲线共同提供电力。根据第二方面，提出了一种利用以下步骤提供电能的能量存储设备的应用。借助测量装置对能量存储装置的要提供的电气负荷曲线和运行状态值进行检测；借助数据存储装置进行对针对相应的能量存储装置的至少一个评估曲线的数据存储，所述评估曲线描绘运行参数对相应的能量存储装置的相应的标准的影响；借助计算装置进行要提供的电气负荷曲线到部分负荷曲线的划分，以及针对相应的标准，考虑能量存储装置的运行状态值，部分负荷曲线与相应的最好的能量存储装置的关联；借助控制装置对借助关联选择的能量存储装置进行控制，以针对电气负荷曲线共同提供电力。已经认识到，不是任意能量存储器都一样好地适合任意应用。经常存在如下应用，对于这些应用来说，为了组合优点，消除缺点，或者简单地为了能够完全满足特殊的要求，不同存储器的组合是合理的。将不同类型的存储器相互连接的解决方案称为混合存储器。在技术上，在将不同类型的存储器组合为混合存储器时，产生了如何控制各个部件，以及如何将所需要的相应的负荷曲线合理地分配到各个存储器的问题。在混合存储器的运行控制方面，存在非常大的潜力。将负荷曲线划分为部分负荷曲线，以及将部分负荷曲线与各个存储器部件合适地关联，可能在非常大的程度上影响系统特性、例如效率、使用寿命、可预测性，由此同样影响投入成本和运行成本。因此，通过优化的运行控制，可以产生显著的优点。对于合适的运行策略，需要各个存储器部件的非常多的细节知识。此外，各个存储器的系统特性经常与其相应的运行点(例如可以是充电状态和功率)和存在的运行条件(例如可以是温度)有关地改变。例如，在电化学存储器中，存在可能对存储器的使用寿命产生特别不利的影响的运行范围，以及存储器系统具有降低的效率的运行范围。当成功地针对性地避免各个存储器部件的不利的运行范围，并且可以通过其它存储器部件来覆盖这些不利的运行范围时，可以在不需要限制存储器的整体功能的情况下，对于整个系统产生明显的优点。根据本专利技术的思想，产生以下优点。可以增加各个能量存储装置的使用寿命。可以提高各个能量存储装置的效率。可以降低能量存储装置的维护成本。使得能够节省外围设备，例如其可以是冷却部件。同样可以降低投入成本。此外，可以选择要根据其优化的标准。可以通过更新评估曲线来简单地实现对各个能量存储装置的新的认识。可以对整个系统或者能量存储设备进行主动控制。通过避免临界运行状态，可以提高预测精度，并且可以改善使用寿命可估计性。利用从属权利要求请求保护其它有利的设计方案。根据一个有利的设计方案，能量存储装置可以是机械的、物理的和/或化学的、尤其是电化学的能量存储装置。根据另一个有利的设计方案，可以将评估曲线的相应的描绘切换为矩阵或者三维图形。根据另一个有利的设计方案，计算装置可以借助通过测量装置检测到的值，在数量、规模和/或细节程度方面扩展评估曲线。根据另一个有利的设计方案，可以在数据存储装置中存入附加的评估曲线。根据另一个有利的设计方案，标准可以是使用寿命、效率、能量密度、功率密度、放电时间和/或成本。根据另一个有利的设计方案，能量存储装置的运行状态值可以是温度、充电状态、湿度、压力、辐射值、容量和/或功率。根据另一个有利的设计方案，相应的能量存储装置的当前功率与最大功率的相应的比，可以与能量存储设备的当前功率与最大功率的比不同。根据另一个有利的设计方案，控制装置可以借助实际值-额定值比较，作为调节装置来实施。附图说明结合附图，借助实施例详细描述本专利技术。图1示出了根据本专利技术的能量存储设备的实施例；图2示出了根据本专利技术的评估曲线的实施例；图3示出了根据本专利技术的应用的实施例。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的能量存储设备1的实施例。本专利技术描述借助控制装置11进行的灵活控制的基本设计，用于进行如下灵活控制，该灵活控制使得能够根据可选择的特定着眼点优化混合能量存储装置5的运行。优化的基础是作为评估曲线BP收集的各个能量存储装置5的经验值。评估曲线BP的一个优选的实施方式是评估矩阵。将所需要的负荷曲线P(t)拆分为部分负荷曲线Pi(t)，并且基于评估矩阵、能量存储装置5的当前运行状态和优化方法，分配到各个能量存储装置5上。优化方法可以根据不同的可调节的标准来进行负荷曲线的分配。此外，将部分负荷曲线Pi(t)与总负荷曲线P(t)进行比较。由此确定偏差，并且可以抵消偏差。这可以借助反馈路径来实施。图1示出了这种设计的工作原理。计算装置9的输入信号是系统需要的功率P(t)以及各个能量存储装置5的当前的状态通知或运行状态值。此时，计算装置9首先根据所需要的负荷曲线P(t)，计算不一样大的部分负荷曲线Pi(t)。随后，针对这些部分负荷曲线Pi(t)中的每一个，检查各个能量存储装置5适合于满足相应的部分负荷曲线Pi(t)的程度如何。基于测量装置3检测到的各个能量存储装置5的相应的当前的运行状态值，以及针对相应的能量存储装置5在数据存储装置7中存储的作为评估曲线BP的实施例的评估矩阵，来进行分析。优化对各个能量存储装置5分配部分负荷曲线Pi(t)，使得根据设置的标准获得最佳的结果。存在根据任意标准优化运行的可能性。其示例是使用寿命、与存储的能量的量相关的成本或者效率。针对不同的方面，在数据存储装置7中存储相应的评估曲线BP或者评估矩阵。图1示出了节能设备1与输入的负荷曲线P(t)、随后的评估算法以及随后的针对每个单独的类型的能量存储装置5的曲线分配的示意图。附加地存在反馈回路，其对部分负荷曲线Pi(t)与完整的负荷曲线P(t)进行比较，以识别偏差并且抵消偏差。测量装置3、数据存储装置7、计算装置9和控制装置11可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提供电能的能量存储设备(1)，所述能量存储设备具有：测量装置(3)，用于检测能量存储装置(5)的要提供的电气负荷曲线和运行状态值；数据存储装置(7)，用于存储针对相应的能量存储装置(5)的至少一个评估曲线(BP)的数据，所述评估曲线描绘运行参数对相应的能量存储装置的相应的标准的影响；计算装置(9)，用于将要提供的电气负荷曲线划分为部分负荷曲线，并且考虑能量存储装置的运行状态值，对在相应的标准方面相应的最好的能量存储装置，分配部分负荷曲线；控制装置(11)，用于控制借助所述分配选择的能量存储装置(5)，以针对电气负荷曲线共同提供电力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.10 DE 102017202136.51.一种用于提供电能的能量存储设备(1)，所述能量存储设备具有：测量装置(3)，用于检测能量存储装置(5)的要提供的电气负荷曲线和运行状态值；数据存储装置(7)，用于存储针对相应的能量存储装置(5)的至少一个评估曲线(BP)的数据，所述评估曲线描绘运行参数对相应的能量存储装置的相应的标准的影响；计算装置(9)，用于将要提供的电气负荷曲线划分为部分负荷曲线，并且考虑能量存储装置的运行状态值，对在相应的标准方面相应的最好的能量存储装置，分配部分负荷曲线；控制装置(11)，用于控制借助所述分配选择的能量存储装置(5)，以针对电气负荷曲线共同提供电力。2.根据权利要求1所述的能量存储设备，其特征在于，能量存储装置是机械的、物理的和/或化学的、尤其是电化学的能量存储装置。3.根据权利要求1或2所述的能量存储设备，其特征在于，作为矩阵或者作为三维图形，产生相应的进行描绘的评估曲线。4.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储设备，其特征在于，所述计算装置借助通过所述测量装置检测到的值，在数量、规模和/或细节程度方面扩展所述评估曲线。5.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储设备，其特征在于，在数据存储装置中存入附加的评估曲线。6.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储设备，其特征在于，所述标准是使用寿命、效率、能量密度、功率密度、放电时间和/或成本。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：C贝特津，B施里克，H沃尔夫施密特，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE