[发明专利]用于提供电网支持的站的系统和方法

说明书

一种站，包括：控制电路；耦合到AC电网的双向接口；负载和用于耦合到负载的布置中的一者，该负载向该站呈现时变电能消耗；以及耦合到双向接口的多个基于飞轮的电存储单元，其中该控制电路被布置成：在由该站汲取的功率小于第一阈值、并且该多个基于飞轮的电存储单元未被完全充电的情况下，对该多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者进行充电；并且在由该站汲取的功率大于第二阈值、并且该多个基于飞轮的电存储单元未被完全放电的情况下，从该多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者提供电能。

技术领域

本发明涉及管理从AC电网的电功率汲取的领域，尤其涉及一种用于支持具有板载能量存储能力以及随时间变化的相关联负载的站的方法和系统，同时提供电网辅助服务，诸如子电网的过度使用/使用不足的阱/源。

背景技术

插入式电动车辆(EV)越来越受欢迎，从而导致来自电网的电力需求增加。提供了EV快速充电站(EVFCS)，该EVFCS可以快速地对这种插入式 EV充电，然而，它们从电网的功率汲取可提供大的负载波动，这可能导致可用功率与EVFCS所需的功率之间的失配。

在过去几年中，电功率分配经历了剧烈的变化。在过去，单个供应商负责生产电力并递送给最终客户，而目前生产、传输和分配通常是分开的并且可由不同方处置。欧盟委员会为了实现对市场的各个部分的适当监管，已经定义了电能市场的分层定义，即：发电机(PG)；传输服务运营商(TSO)；以及配电服务运营商(DSO)。PG负责发电；TSO负责将电力从GSO传送到配电点；而DSO负责操作、确保维护并在必要时开发给定区域中的配电系统，并在适用的情况下负责与其他系统相互连接，并确保系统的长期能力以满足电力分配的合理需求。本质上，DSO将电力从配电点分配给最终消费者。

在此种系统中，由于涉及多个独立的参与者，因此维持发电、配电和消耗之间的平衡更加复杂。适当的计划确保可以利用低成本提供方法。然而，超出计划的需求、以及低于计划的需求确实发生。计划的这些差异引起可能相当大的成本，并且因此收取的费用高得多。

上述2个的组合导致对于EVFCS有问题的情况，EVFCS不能准确地预测它们呈现给DSO的精确负载。该问题的一个解决方案是为EVFCS提供板载电存储能力，这使得EVFCS能够向DSO提供恒定的预定负载，同时响应于该板载电存储能力而处置由EV的不可预测的到达和充电所呈现的波动。各种类型的板载电存储在本领域已知，包括电容器和飞轮。在题为“Magnetically Coupled Flywheel(磁耦合飞轮)”的国际申请公开WO2014/020593中教导了一种这样的飞轮，其全部内容通过援引纳入于此。

然而，DSO可能经历由其他消费者引起的负载平衡差异，并且如果EVFCS 可以继续为进入的电动车辆提供服务，这可能为EVFCS提供机会，同时协助 DSO处理负载平衡差异。遗憾的是，现有技术未提供这种解决方案。

发明内容

概述

因此，主要目的是要克服现有技术中的至少一些缺点。在某些实施例中，这是通过一种站来完成的，该站包括：控制电路；用于耦合到AC电网的双向接口；负载和用于耦合到负载的布置中的一者，该负载向该站呈现时变电能消耗；以及耦合到双向接口的多个基于飞轮的电存储单元，其中该控制电路被布置成：在由该站汲取的功率小于第一阈值、并且该多个基于飞轮的电存储单元未被完全充电的情况下，对该多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者进行充电；并且在由该站汲取的功率大于第二阈值、并且该多个基于飞轮的电存储单元未被完全放电的情况下，从该多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者提供电能。

在一个进一步实施例中，第一阈值是最大值减去预定量，并且第二阈值是该最大值加上该预定量。在另一进一步实施例中，控制电路被进一步布置成：在对该多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者进行充电时，确保由该站汲取的功率小于最大值。