[发明专利]用于控制混合电力系统中的能量流的方法和设备

说明书

一种用于控制混合电力系统中的能量流的系统和方法，包括与混合电力系统通信的控制器。控制器还与至少一个知识系统通信，以接收与混合电力系统内的电力产生或电力消耗有关的信息。控制器为混合电力系统中的电力转换器中的每个产生控制命令，并维持能量流记录到混合电力系统中的每个装置和从混合电力系统中的每个装置维持能量流记录。控制器还与公用网的提供者通信，并且可以响应于从公用网的提供者提供的命令，为电力转换器中的每个产生控制命令。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月8日提交的，并且标题为Method and Apparatus forControlling Power Flow in a Hybrid Power System的美国临时申请序列号62/347210的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。

背景技术

1.发明领域

本发明涉及一种控制混合电力系统的方法和设备。具体地，本发明管理一个或多个电力产生(生成)源、存储装置、负载、公用网、离网电力系统或其组合之间的能量传递和能量流，其中的每个耦合到公共电母线。

2.相关技术的讨论

近年来，对能量需求的增加以及关于化石燃料的供应及其对应的污染的担忧的增加已经导致对可再生能源的兴趣的增加。最常见和最成熟的可再生能源中的两种是光伏能和风能。其他可再生能源可包括燃料电池、水电能、潮汐能以及生物燃料或生物质产生器。然而，使用可再生能源来产生电能提出了一系列新挑战。

将可再生能源连接到现有AC网(无论是公用网还是离网系统)的一个挑战是可再生能源通常提供变化的能量供应。例如，根据风量、云遮盖量或一天中的时间，供应会变化。此外，不同的能源提供不同类型的电能。例如，风力涡轮机更适合于提供具有可变电压和频率的交替电流(AC)能量，而光伏电池更适合于提供直接电流(DC)能量。因此，将多个可再生能源与其他产生系统(诸如公用网、独立微型涡轮机和产生器或燃料电池)结合成具有AC和/或DC输出的单个系统需要这些不同的能源中每个的集成。

由一些可再生源供应的能量的可变性质也可能使得将能量存储装置集成在电力系统中是可取的。能量存储装置可以在生成高峰期之间由可再生源或者，替代地，由公用网或其他产生源充电。然后，当可再生源产生的能量少于系统中的负载所需的能量时，能量存储装置可以输送存储的能量以补充可再生源。

除了将可再生能源连接到电网的挑战之外，可再生能源的数量的增长对电网本身提出了挑战。所供应的能量的可变性质可能导致需求的显著波动，需要公用(设施)在可再生能源的产生低时供应额外的能量或在可再生能源的产生高时吸收过剩能量。公用网必须配置成为所有电力消耗者维持平衡负载，而不具有控制可再生能源的能力。

因此，将期望提供一种系统，通过该系统，电网的提供者可有权控制可再生能量资产。

可再生能源的所有者面临的另一挑战是达到最经济的能量产生以供应他们需要的能力。例如，如果平均风速增加，则风力涡轮机的所有者可以在一些晚上期间实现更多的产生容量。然而，公用网可能对在白天期间提供的能量收费较多，而对在晚上期间提供的能量收费较少。因此，可能期望存储在晚上期间由风力涡轮机产生的能量以在接下来的白天期间使用，并且从而以较低的速率利用来自公用网的能量并且以较高的速率在公用网收费期之间利用从风力涡轮机产生的能量。

因此，将期望提供一种系统，通过该系统，可再生能量资产的所有者可以控制能量资产的利用以减少总能量开支。

发明内容

与前述内容一致并且根据本文实施和广泛描述的本发明，合适地详细描述了用于控制混合电力系统中的能量流和能量传递的方法和设备，以使得本领域普通技术人员能够制造和使用本发明。

本发明提供一种系统，通过该系统，电网的提供者可有权控制可再生能量资产。