[发明专利]能量存储系统和模块通信

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量存储系统，其适用于同步执行本地和非本地电源电网的控制和系统任务，并涉及一种用于所述能量存储系统的主模块，还涉及一种操作所述能量存储系统的方法。

背景技术

运行一个电源电网的能量是由各种不同类型的发电站提供的。在此，大多数的发电站，例如核电站、燃煤电站、燃气电站、风力发电站、沼气站、或太阳能电站，只不过是将能量输送至非本地电源电网的发电机。例如，非本地电源电网为配电网和输电网，例如在德国，它们是由Amprion,50Hertz,Tennet,和TransnetEnBW运营的。这些输电网为欧洲广域同步电网的一部分。上述发电站仅仅以发电机的的身份存在时，它们不能从电网中带走任何额外的能量并将其存储以备不时之需。相比之下，能量存储系统可被用于从电源电网中吸收能量并将能量释放到电源电网。例如，能量存储系统为中央能量存储系统，比如抽水蓄能电站，或者分散的能量存储系统，比如电池存储设备或飞轮能量存储单元。抽水蓄能电站为能量存储系统，其在很大程度上不受制于天气的变化并且通常一直是可利用的状态。通常，中央能量存储系统被设计成拥有巨大的容量。由于该可用的容量，这些系统被适用于为非本地电源电网提供储能，从而在非本地电源电网中合适地生效。取决于其总尺寸，抽水蓄能电站可具有几个100MW或更多的容量，然而，在大多数情况下，发电机被设计为在满载条件下产生电流，并且能够以合适的效率及时地利用抽水蓄能电站的全容量。此操作方法并不适于稳定或改善与抽水蓄能电站容量相比其电力需求可忽略的小型本地电力供应系统的质量。

集中使用的电池存储设备目前正在建设中，其目的是实施电网稳定(非本地化)任务(储能)的实验性的操作方法。然而，迄今为止已经规划的设备并没有完成任何本地化任务。然而，作为原则的问题，由于其输出、容量和老化之间的固有关系，电池存储系统并不十分适于这些应用，如每天多个负债周期，和由于温度影响、系统故障与操作错误而迅速的降级。出于此原因，电池存储设备需要高强度的维护。由于其具有高火灾和化学风险性，电池存储设备另外表现出环境和/或水危害性，在保护和安全方面也非常复杂。

通常，分散的能量存储系统为稳定本地电力需求而进行了优化，却并没有为输送储能用以支持非本地电源电网而进行设计，也没有此方面的资格。这些系统不能促成满足所有电源电网的需求。用于形成本非和非本地都能运行的分散存储系统的互联到目前为止并没有实现。

出于这个原因，最好拥有一个有效可用的能量存储系统，该系统允许取得本地电网质量方面的改进，并同时取得所需非本地电源电网的能量供应安全方面的改进，还能因此作为一个为该两个目的都具有足够效果的能量存储系统而被运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效的能量存储系统，其允许实现取得本地电网质量方面的改进，并同时取得所需非本地电源电网的能量供应安全方面的改进。

此问题被一个具有系统存储容量和/或系统输出且具有不止一个能量存储模块的能量存储系统所解决，每个所述能量存储模块具有模块存储容量和模块输出，所述能量存储模块的特点为具有一个或更多的电源连接，电源连接至少连接到一个非本地电源电网，从而执行非本地电源电网中的非本地化控制和系统任务，和/或连接到一个或更多的本地电源电网，从而执行本地电源电网中的本地化控制和系统任务，这是通过从连接的电源电网中吸收能量和向连接的电源电网中释放能量来完成的，，并且所述能量存储模块通过一个或多个数据线互相连接；其中，能量存储模块其中之一被设置为主模块，而其它能量存储模块被设置为从模块，并且该主模块设置用于对连接到数据线的所有能量存储模块的全面控制，而且，至少该主模块包含至少一个接口，用于接收关于要执行的该本地化和非本地化控制和系统任务的外部控制命令，还包含一个为了存储和执行外部控制命令的主控单元，其中，为了执行该外部控制命令，该主控单元是为了具有所有与其连接的能量存储模块的模块存储容量和模块输出，并为了只在不需要用于本地化的控制和系统任务的系统存储容量和/或系统输出的部分范围内，执行该非本地化控制和系统任务。