用于控制能量存储设备的充电和放电的系统和方法技术方案

一种系统，其可包括能量存储、存储接口和控制器。能量存储可以具有精炼能量容量。存储接口可以耦合到能量存储并且被配置为对能量存储进行充电或放电。控制器可以被配置为确定能量存储的存储状态(SoS)。控制器还可以被配置为基于能量存储的存储状态并基于时变存储状态上限阈值来控制存储接口对能量存储进行充电和放电。充电和放电。充电和放电。

【技术实现步骤摘要】
用于控制能量存储设备的充电和放电的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2022年3月28日提交的美国临时申请第63/324,525号的利益。前述申请的全部公开内容通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]电力系统可以包括多个电源(例如，光伏发电机、风力涡轮机、燃料电池、飞轮、超级电容器、发电机)。多个电源中的每一个可以连接到相应的功率调节器。一组功率调节器可以串联或并联连接，形成功率调节器串。功率调节器串可以通过电力线连接到电力系统中央控制器(例如，逆变器或组合器)。例如，电力系统中央控制器可以是将来自电力线的直流(DC)功率转换成交流(AC)功率的逆变器。逆变器可以连接到负载(例如，房屋、办公室、工厂、仓库)。电力系统可以包括能量存储。能量存储可以用于备份(例如，在诸如电网的电源断电期间，或者当电源不产生功率时)、或者调峰。能量存储可以基于相对于负载使用的功率的电力系统生成的过剩功率来充电或放电。

技术实现思路

[0004]以下是本申请中的一些的简化概要，仅用于说明目的。该概要不是广泛的概述，并且不旨在识别本公开的关键或重要元素。本概要不旨在限制或约束本公开。
[0005]本文的公开可以描述包括电源、能量存储、存储接口、功率管理器和电网的系统。功率管理器可以与具有存储接口的电源以及与电网耦合。存储接口可以与能量存储耦合。功率管理器可以包括控制器和功率转换器。控制器可以被配置为确定能量存储的时变存储状态上限阈值(SUT)、能量存储的存储状态以及由负载汲取的功率。控制器还可以被配置为确定由电源产生的功率以及功率管理器的最大输出功率水平。存储状态可以是能量状态(SOE)或荷电状态(SOC)。控制器可以被配置为基于电源产生的功率高于来自功率管理器的最大输出功率水平来对能量存储进行充电。控制器还可以被配置为基于电源产生的功率低于来自功率管理器的最大输出功率水平、能量存储的存储状态低于SUT以及电源产生的功率高于负载汲取的功率，来对能量存储进行充电。控制器可以被配置为在电源产生的功率低于功率管理器的最大输出并且存储状态高于SUT的情况下使能量存储放电。控制器还可以被配置为基于电源产生的功率低于来自功率管理器的最大输出功率水平、存储状态低于SUT以及电源产生的功率低于负载汲取的功率来使能量存储放电。
[0006]本文的公开可以描述一种方法，该方法可以包括确定能量存储的时变存储状态上限阈值和存储状态。该方法还可以包括确定负载汲取的功率、电源产生的功率以及功率管理器的最大输出功率水平。该方法可以包括基于电源产生的功率高于功率管理器的最大输出来对能量存储进行充电。该方法还可以包括基于电源产生的功率低于功率管理器的最大输出、存储状态低于SUT以及电源产生的功率高于负载汲取的功率来对能量存储进行充电。该方法可以包括基于电源产生的功率低于功率管理器的最大输出并且存储状态高于SUT来使能量存储放电。该方法还可以包括基于电源产生的功率低于功率管理器的最大输出、存
储状态低于SUT以及电源产生的功率低于负载汲取的功率来使能量存储放电。
[0007]本文的公开可以描述用于确定存储状态上限阈值(SUT)的方法。该方法可以包括确定预测将由负载在一时间段期间汲取的功率的负载功率消耗预测，以及确定预测将由电源在该时间段期间产生的功率的功率产生预测。该方法还可以包括：基于功率产生预测与功率管理器的最大输出功率预测之间的差值，确定该时间段内功率管理器的输出功率水平的最大输出功率预测，以及确定该时间段内电源产生的功率的过剩功率产生预测。该方法还可以包括基于过剩功率产生预测以及在该时间段结束时的目标存储状态来确定该时间段的SUT。
附图说明
[0008]在附图中，通过示例而非限制的方式示出了一些特征。在附图中，相似的数字指代相似的元素。
[0009]图1A
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图1D示出了根据本公开的电力系统及其各种示例。
[0010]图2A、图2B和图2C示出了根据本公开的描绘能量存储在一时间段内的充电和放电的图的示例。
[0011]图3A、图3B和图3C示出了根据本公开的描绘使用时变存储状态上限阈值在一时间段内对能量存储104的充电和放电的图的示例。
[0012]图4A
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图4D示出了根据本公开的基于时变存储状态上限阈值，或者基于时变存储状态上限阈值和存储状态下限阈值对能量存储充电和放电的方法的示例。
[0013]图5A和图5B示出了根据本公开的描绘各种时间相关参数的图的示例，这些参数可以被用于确定时变存储状态上限阈值。
[0014]图6示出了根据本公开的用于确定时变存储状态上限阈值的方法的示例。
[0015]图7A、图7C示出了描绘功率产生预测和实际功率产生的示例的时间图。
[0016]图7B示出了根据本公开的电源产生的功率的预测不足和得到的时变存储状态上限阈值以及得到的存储状态的时间图。
[0017]图7D示出了根据本公开的描绘更新后的时变存储状态上限阈值的示例的时间图。
[0018]图8A示出了描绘功率产生预测和负载消耗预测的示例的时间图。
[0019]图8B示出了根据本公开的定价图和时变存储状态下限阈值。
[0020]图9示出了根据本公开的用于确定时变存储状态下限阈值的方法的示例。
[0021]图10A、图10B和图10C示出了根据本公开的描绘各种时间相关参数的图的示例，这些参数可以被用于确定SUT。
[0022]图11示出了用于确定时间相关的预测功率转换器输出功率的方法的示例。
[0023]图12示出了用于基于若干阈值的能量存储的充电或放电、以及向电网输入功率或从电网输出功率的方法。
具体实施方式
[0024]在各个实施例的以下描述中，参考了附图，附图形成了本文的一部分，并且其中通过图示的方式示出了可以实践本公开的方面的各个实施例。在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构和功能修改。术语“包括(comprise)”和“包括
(comprises)”以及“包括(comprising)”、“包括(include)”和“包括(includes)”以及“包括(including)”，以及“具有(have)”和“具有(has)”以及“具有(having)”在本文中同义使用(包括权利要求书)。
[0025]本文公开的特征可以涉及用于电力系统中的能量存储的管理(例如，充电或放电)的系统和方法。根据本公开的电力系统可以包括电源、能量存储(例如，电池、超级电容器等)和电网(例如，公用电网、微电网)，所有这些都连接到功率管理器。功率管理器可以被配置为向负载提供交流(AC)功率(例如，从电源、电网、或从该存储、或从其任何组合)。例如，功率管理器可以包括功率转换器(例如，功率逆变器)，其被配置为在其输入处接收来自电源的功率(例如，来自诸如光伏阵列的DC电源的直流(DC)功率)，并且将该功率转换成以确定的额定值(例如，50Hz和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：能量存储；存储接口，其耦合到所述能量存储并且被配置为对所述能量存储进行充电或放电；控制器，其被配置为：确定所述能量存储的存储状态SoS；以及基于所述能量存储的所述SoS并基于时变存储状态上限阈值SUT，来控制所述存储接口对所述能量存储进行充电或放电。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为基于SOS下限阈值SLT来控制所述存储接口对所述能量存储进行充电或放电。3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，还包括：电源，其被配置为产生功率；功率管理器，其具有最大输出功率；负载，其消耗负载功率；以及电网，其中，所述功率管理器包括所述控制器。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于以下中的至少一项来控制所述存储接口对所述能量存储进行充电：所述电源产生的功率高于所述功率管理器的所述最大输出功率；或者所述电源产生的功率低于所述功率管理器的所述最大输出功率，所述SoS低于所述SUT，并且所述电源产生的所述功率高于所述负载汲取的负载功率。5.根据权利要求3至4中的任一项所述的系统，其中，所述控制器被配置为基于以下中的至少一项来控制所述存储接口对所述能量存储进行放电：所述电源产生的功率低于所述功率管理器的所述最大输出功率，并且所述SoS高于所述SUT；或者所述电源产生的功率低于所述功率管理器的所述最大输出功率，所述SoS低于所述SUT，并且所述电源产生的功率低于所述负载汲取的负载功率。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的系统，其中，所述控制器被配置为确定用于使所述能量存储放电的功率，并且还被配置为执行以下中的至少一项：基于所述电源产生的功率低于所述负载汲取的负载功率，使所述能量存储向所述负载放电；基于所述电源产生的功率高于所述负载汲取的负载功率并且达到所述电网的电网极限来耗散功率；基于所述电源产生的功率高于所述负载汲取的负载功率，未达到所述电网极限，并且未从所述电网输入功率，而向所述电网放电；或者基于所述电源产生的功率高于所述负载汲取的功率，未达到所述电网极限以及从所述电网输入功率，而减少从所述电网的输入以及向所述负载的放电。7.根据权利要求3至6中的任一项所述的系统，其中，所述功率管理器的所述最大输出功率是以下中的较低值：功率管理器的功率极限，以及
所述电网的电网极限与由所述负载汲取的当前功率的总和，其中，所述电网极限是从所述电网输入的功率和输出极限的总和。8.根据权利要求3至7中的任一项所述的系统，其中，所述功率管理器包括：功率转换器，其被配置为将所述电源生成的功率、来自所述能量存储的功率、或来自所述电网的功率中的至少一个转换为与所述负载的消耗适应的额定功率；以及仪表，其被配置为：监视从所述电网输入的功率；或者监视输出到所述电网的功率。9.根据权利要求3至8中的任一项所述的系统，其中，所述控制器还被配置为通过以下步骤来确定所选时间段内的所述时变SUT：在所选时间段结束时确定目标SoS并以迭代方式继续进行，其中，所述目标SoS...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：太阳能安吉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：