[发明专利]移动能量存储模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高储能量和输出的移动能量存储模块，并涉及一种包括该能量存储模块的能量存储系统，还涉及一种以可变的方式为电源电网中的控制和系统任务提供能量的方法。

背景技术

如今，输电网络和其在广域同步电网中的交互连接保证了大范围内电力的供应。随着电源电网的波动性的增加，在电源电网中对于解决本地任务的分布式能源存储系统的需求也不断增加，例如，在本地生成的能源的本地利用或者来自依照及时预报的可再生能源的本地电力供应的改进。特别是分布式能源的产生，例如，通过分布在各地的多个风力发电机和太阳能发电站，越来越多地导致电源电网中难以控制的电压飘移。既然仅有一部分电源电网具有充足的输送能力，那么临时本地的电力盈余和对电力的需求再也不能够被电源电网输送了。因此，希望拥有分布式能源存储系统，其能根据特定的需求以灵活的方式被融入现有的电源电网中，以便改进电网质量和能源供应安全以及确保电力输送能力。

由于电源电网的扩张，电力输送的瓶颈从长远来看可被消除。然而，覆盖大片区域的扩张代价高昂，并且需要漫长的审批和施工阶段。无论如何，电力的均匀分布的维持，需要储存解决方案，该方案能在任何地点以可变的方式被立即使用，并且其能被快速移动到其他地点，不过，如有必要其具有一种对于电网稳定足够高的储能量和输出。

抽水蓄能发电厂为储能系统，虽然其容量允许其存储大量的能量并且可作为电源电网的微小储备，但是仍然依赖于其地理位置，并且不能被设置在任何地点及不能在必要时被转移。这就是为什么这些储能系统并没有解决该配电问题，因为该抽水蓄能发电厂的能量如有必要甚至必须被非常长距离的输送并且是通过可能有没有足够容量的输电线。此外，抽水蓄能发电厂的建立是很复杂的，耗费时间，且代价高昂。另外，抽水蓄能发电厂是被设计用于满负荷运转的，因此并不适合于改进小地方的供电系统的电网的质量。

电池存储设备代表了一种储能类型，在某些情况下可以被移动到其他地方并因此以多变的方式被使用。然而，由于温度的影响、系统故障和操作错误，电池存储设备并不适合于运行和迅速降级期间的负载变化。此外，电池存储设备需要精心维护。由于其具有高的火灾和化学危险性，电池存储设备还呈现出对环境和水的危害，并且在保护和安全方面是非常复杂的。如今的高容量机械能量存储系统，例如飞轮储能系统，由于机械原因现在以一种固定的方式被设立，并且仅仅解决当地电网的问题。迄今为止，这些系统并没有机动性，并且因此也不能随后对其容量进行快速改进。

发明内容

本发明旨在提供一种能量存储系统，其能以多变的方式很容易地被迅速部署在任何需要的地点，并且其具有足够大的储能量和输出，用于电源电网中的缓冲、控制和系统任务。

该问题通过一种具有封闭模块外壳的移动能量存储模块得到解决，其包括至少一种电源连接接口和至少一种数据接口，其中，在模块壳体内的能量存储模块还额外包括一个具有多个飞轮能量存储单元的飞轮模块，飞轮能量存储单元通过直流链一齐被连接到至少一个电源连接接口，从而提供通用模块的存储容量和模块输出，一个真空模块，用以在运行飞轮模块所需的各自的飞轮储能单元中生成一个最低真空，以及一个在模块外壳中被配置为恰当的控制该模块的模块控制系统，例如至少为飞轮模块和真空模块，并且为了通过数据接口进行数据通信，从而在电源电网中实施控制和系统任务，其中至少提供了一个或更多的电源连接接口，用于连接本地和/或非本地电源电网，其中提供了一个或更多的数据接口，用于接收在连接的电源电网中至少要执行的控制和系统任务的外部数据，并用于向外界发送运行数据，其中模块外壳以一种适当的方式被配置，以在运行期间确保设置在其中的模块的安全输送并吸收飞轮储能单元的静载荷和动载荷。