[发明专利]一种用于连接到备用能源的能量存储系统

说明书

本发明公开了一种用于连接到备用能源的能量存储系统，所述备用能量源包括可操作地连接以从所述备用能量源向公用电网提供能量的第一电力转换器，所述能量存储系统包括：储能装置；具有输入和输出的第二功率转换器，至少一个传感器可操作地连接到第一电力转换器的输出，并产生与从第一电力转换器输出的电力水平相对应的信号；以及从中接收信号的控制器，至少一个传感器，其中：控制器可操作以产生到第二功率转换器的命令信号，命令信号定义通过第二功率转换器的功率流的期望大小和方向，并且命令信号根据对应于水平的信号产生第一个电源转换器的输出功率。

技术领域

本发明涉及能量存储技术领域，具体而言，涉及一种用于连接到备用能源的能量存储系统。

背景技术

替代能源通常具有可变的发电能力并且产生具有可变幅度和/或频率的电压。例如，光伏（PV）阵列产生DC电压和电流。具有作为PV面板上的光线的函数的幅度。当太阳的角度在天空中变化或者当云在太阳和PV板之间通过时，入射在PV板上的光的量和强度改变，从而改变PV板产生的能量。类似地，风力涡轮机根据经过风力涡轮机的叶片的风速而旋转。因此，由旋转叶片驱动的交流发电机产生具有可变频率a和/或幅度作为风速的电压。

期望将由备用能量源产生的可变电压转换为具有幅度和/或频率的电压，该电压保持大致恒定或在可接受的变化范围内，以便向负载提供电压或者返回到市电电源。格。历史上，已知在备用能源的输出和负载或公用电网之间提供第一功率转换器，以便转换由备用能源产生的可变功率。可以提供给负载或公用电网的恒定功率。

由于能量产生的可变性质，可能存在交替能量源产生的能量超过连接到系统的负载所需的能量的时间段。期望提供能量存储以捕获在这些时段期间产生的能量。在发电容量小于负载所需能量的时段期间，随后可以将过剩发电容量期间存储的能量提供给负载。历史上，已经提供了第二功率转换器来调节进出能量存储装置的能量传递。在电力传输到能量存储装置的过剩能量产生期间，能量存储装置和电力转换器作为交替能量源的负载运行。与其他负载类似，期望将功率转换器连接到提供恒定电压的能量源。因此，第二功率转换器通常连接在第一功率转换器的输出端。

如本领域所理解的，第一功率转换器可以利用最大功率点跟踪（M PPT）例程来控制从备用能量源到负载的功率传输。 MPPT程序控制能量从备用能源传递到负载的速率，顾名思义，使第一个电源转换器保持在第一个电源转换器以最大效率传输功率的位置运行产生的电量。

然而，在MPPT例程下操作第一功率转换器不一定导致从备用能量源传输可用的最大功率因为功率转换设备的尺寸和成本随着设备的额定功率增加而增加并且因为备用能量产生源可能不会在其峰值容量下定期产生，所以提供能够传输当备用能量源以其峰值发电容量运行时产生的所有能量的功率转换器可能是不经济的。提供能够传输可由备用能量源输出的峰值能量的功率转换器将导致功率转换器定期以低于其额定容量的速率运行。功率转换器的这种过剩容量导致更昂贵的功率转换器，其还需要用于安装的空间。因此，在替换能量源的输出和额定值小于备用能量源的峰值容量的负载之间提供功率转换器可能更为经济。可以降低安装功率转换器所需的成本和尺寸，同时允许功率转换器更频繁地以其额定容量运行。

发明内容

本发明提出了一种用于连接到备用能源的能量存储系统，所述备用能量源包括可操作地连接以从所述备用能量源向公用电网提供能量的第一电力转换器，所述能量存储系统包括：

储能装置；

具有输入和输出的第二功率转换器，其中：

第二功率转换器的输入可操作地连接在备用能量源的输出和第一功率转换器的输入之间，第二功率转换器的输出可操作地连接到能量存储装置，并且第二功率转换器可操作管理第二电源转换器的输入和输出之间的双向电力传输；

至少一个传感器可操作地连接到第一电力转换器的输出，并产生与从第一电力转换器输出的电力水平相对应的信号；以及从中接收信号的控制器，至少一个传感器，其中：