[发明专利]能量储存系统和控制该能量储存系统的方法

说明书

本申请要求于2011年12月19日提交到美国专利商标局的第61/577,240号美国临时申请和于2012年8月1日提交到美国专利商标局的第13/564,694号美国非临时申请的优先权和权益，上述申请的公开内容通过引用全部包含于此。

技术领域

本发明的一方面涉及一种能量储存系统，更具体地讲，涉及一种能量储存系统和一种控制该能量储存系统的方法。

背景技术

对用于储存能量和高效地利用储存的能量的系统的需求随着诸如环境破坏、资源耗尽等的问题的出现而增加。另外，防止在能量产生过程中产生的污染的可再生能量(例如，太阳能、风能、潮汐能等)的相对重要性不断地提高。

能量储存系统是用于将发电系统(例如，可再生能量发电系统)、用于储存能量的电池和现有的电网结合的系统。

此外，能量储存系统用于将发电系统和电网结合，以将能量供给到负载。

能量储存系统利用能量来驱动电力调节系统，这称作能量储存系统的内部消耗能量。在现有技术中，如果电网处于正常状态，则电网的能量用于提供内部消耗能量和发往负载的能量，如果电网处于非稳定状态，例如断电，则因为能量储存系统执行不间断电源(UPS)操作，所以能量储存系统利用在能量储存系统处提供的电池电源来提供内部消耗能量和发往负载的能量。

然而，因为电网的能量使用成本(或费用)变化(例如，根据时间而变化)，所以如果电网处于正常状态，则使用电网的电力作为内部消耗电力(或负载电力)可能不是高效的(例如，经济上高效的)。

发明内容

本发明实施例的多个方面提供了一种能量储存系统和一种控制该能量储存系统的方法，通过根据电网(或其它发电源)的能量使用成本(或费用)和电池的剩余容量来选择向能量储存系统的内部和负载(例如，外部负载)提供能量的主体(例如，能源)而提供了更高效的(例如，经济上高效的)能量并使得能量使用成本最小化(或降低)。

为了提供本发明实施例的多个方面，所述能量储存系统包括：电池；电力调节系统，结合到所述电池；开关，被配置为能够结合到所述电力调节系统的内部负载、所述电池、电网和外部负载中的一个或多个；以及控制器，被配置为：接收所述电网的能量使用成本信息和所述电池的剩余容量信息；根据所述电网的能量使用成本信息和所述电池的剩余容量信息，确定所述电池的能量和所述电网的能量中的哪一个将被提供到所述外部负载，并确定所述电池的能量和所述电网的能量中的哪一个将被提供到所述内部负载；以及根据所述确定来控制所述开关，以将所述电池的能量或所述电网的能量提供到所述外部负载，并将所述电池的能量或所述电网的能量提供到所述内部负载。

在实施例中，所述开关可以包括：第一开关，被配置为向所述外部负载和所述内部负载中的至少一个提供所述电池的能量；以及第二开关，被配置为向所述外部负载和所述内部负载中的至少一个提供所述电网的能量。

所述第一开关可以包括：第一端子，结合到所述电池；第二端子，结合到所述内部负载；第三端子，结合到所述外部负载；以及第四端子，未结合到所述外部负载和所述内部负载中的任一个，其中，所述第一开关被配置为根据来自所述控制器的信号将所述第一端子结合到所述第二端子、所述第三端子和所述第四端子中的至少一个。在一个实施例中，所述第一端子可以通过所述电力调节系统结合到所述电池。

所述第二开关可以包括：第一端子，结合到所述电网；第二端子，结合到所述内部负载；第三端子，结合到所述外部负载；以及第四端子，未结合到所述外部负载和所述内部负载中的任一个，其中，所述第二开关被配置为根据来自所述控制器的信号将所述第一端子结合到所述第二端子、所述第三端子和所述第四端子中的至少一个。

所述控制器可以包括：电池剩余容量信息装置，被配置为接收所述电池的剩余容量信息；电网能量使用成本信息装置，被配置为接收所述电网的能量使用成本信息；以及开关控制器，被配置为根据接收的剩余容量信息和接收的能量使用成本信息控制所述第一开关和所述第二开关。在一个实施例中，所述电池剩余容量信息装置可以被配置为：存储第一参考容量的值和第二参考容量的值；根据接收的所述电池的剩余容量信息与所述第一参考容量和所述第二参考容量的比较来计算容量值；以及将所述容量值传输到所述开关控制器。在一个实施例中，所述电网能量使用成本信息装置可以被配置为：存储第一参考费用值；根据接收的所述电网的能量使用成本信息与所述第一参考费用值的比较来计算能量使用成本值；以及将所述能量使用成本值传输到所述开关控制器。