用于运行独立电网的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行在电网(1)上的充电站(8)的方法，所述电网除了电的消耗器(2)以外具有至少一个再生的能量发生器(6)、至少一个由化石燃料运行的传统的发电机(4)和至少用于储存以及再输出电功率的充电站(8)，其中控制充电站(8)，使得馈入功率的时间上的变化受限制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行独立电网的方法
本专利技术涉及一种用于运行电网、尤其独立电网的方法以及涉及至少一个与所述电网连接的风能设备以及与电网连接的充电站的运行。本专利技术还涉及这样的电网、相应的充电站和相应的风能设备以及与电网连接的、具有这样的风能设备的风电厂。
技术介绍
就此而言，独立电网可理解为如下电网：所述电网与大型电网例如欧洲联合电网分离并且自给自足地工作。这种独立电网通常实际处于地理意义下的岛或群岛上。然而特别是在偏远地区中独立电网也可以是隔离的自给自足地工作的电网。独立电网的运行是已知的并且例如在两个美国专利申请US10/380,786和US10/506,944中予以描述。在这两个申请中，尤其描述了：为独立电网从风能设备提供尽可能多的能量。如果所述风能设备提供的能量不足够，那么由蓄能器补充能量，并且当这还不足够时，能够接入柴油发电机。在此不利的会是，电池的能量的首先耗尽缩短、有时显著地缩短所述电池的使用寿命。除了之后为替换电池可能产生的成本以外，在独立电网中也恰恰不期望的是，必须执行不必要的维修或修理措施。这在独立电网的运行由此一时地受危害时是特别不利的。柴油发电机的严格根据需求的运行对于所述柴油发电机而言也会是不利的负荷，所述负荷在长期来看也会缩短所述柴油发电机的寿命预期或维护周期。附加地，柴油发电机通常以特定的转速不仅磨损特别低地而且特别节省地工作。即对于柴油发电机有利的还有，所述柴油发电机的特性在独立电网运行中被一同考虑。
技术实现思路
因此，本专利技术基于的目的是，解决上述问题中的至少一个。尤其要提出如下解决方案：尽可能平缓地运行独立电网中的电池和柴油发电机。至少要提出对于目前的解决方案替选的方案。因此，根据本专利技术提出根据权利要求1所述的方法、即用于运行在电网、尤其独立电网上的充电站的方法，所述电网除了电消耗器以外具有：至少一个再生的发生器、尤其风能设备或风电厂；至少一个由化石燃料运行的发电机、尤其柴油发电机；和至少用于储存和再输出电功率的充电站，并且所述方法包括如下步骤：-借助于至少一个风能设备产生电功率并且将电功率馈入独立电网中；-将未被消耗器消耗的电功率储存在充电站中；-当消耗器消耗的功率比至少一个再生的发生器和至少一个传统的发电机共同馈入电网中的功率更多时，通过充电站馈入电功率，其中-在电网的第一配置中，馈入电网中的馈入功率是如下功率之和：-至少一个再生的能量发生器的功率，和-充电站的功率和可选地，附加地-至少一个另外的与充电站相关联的发电机的功率，或者-在电网的第二配置中，馈入电网的馈入功率是由至少一个传统的发电机产生的功率，并且其中控制充电站，使得限制馈入功率的时间上的变化。就此而言，充电站是具有一个或多个电池的系统，所述电池能够充电和放电。由此，经由连接至独立电网进行充电和放电。电池于是能够在电网中的功率过剩时被充电而在相反情况下被放电，以便由此将功率馈入电网中。在此情况下，放电也描述如下过程：其中电池仅部分地且必要时也仅小部分地放电。独立电网在此简化地简单称作电网。这种独立电网也作为交流电网运行并且相应地充电站也配置为将交流电流馈入电网中。本专利技术特别针对独立电网设计，但原则上也能够应用在其他供电网中。借助于尤其风能设备的或风电厂的至少一个再生的发生器，由再生的能量源产生电功率并且将其馈入独立电网中，所述独立电网在此也指代表其他电网。电功率的产生在此情况下简单地代表机械功率或其他功率例如太阳能转换为电功率。相应地，在此机械能或其他能被转换为电能。在储存电功率时，充电站的瞬时功率从电网获取并且储存在充电站中、尤其储存在电池中，使得因此能量被储存。为了将再生能量馈入独立电网中，在此优选设有至少一个风电厂，所述风电厂包括多个风能设备。例外地，当独立电网相应小或风能设备相应大时，使用仅一个唯一的风能设备例如也能够是足够的。此外，存在柴油发电机，其在此对于其他可能的由化石燃料运行的发电机也是代表性的。这例如能够是借助于油或气体运行的发电机。除非明确地另作阐述，所有后续的涉及柴油发电机的实施方案原则上也涉及其他可能的由化石染料运行或驱动的发电机。现在，本专利技术的目的是，使充电站和进而在充电站中存在的电池尽平缓地或至少与目前相比更平缓地运行，并且在此尽可能平稳地馈入电网中。为此，特别考虑相关的电池的充电状态。原则上不利的是，这种电池被完全放电，即特别要避免所谓的深度放电。将电池完全充电到百分之100也会是不利的。附加地，极端的充电状态、即近似完全的充电或近似完全的放电限制充电站的执行能力。例如，近似完全放电的充电站不能提供用于调节馈入的功率。本专利技术现在提出，用于充电站的、即充电站的一个或多个电池的充电或放电优选最大梯度、即极限梯度，这直观而言也可以称作最大边沿。即预设边沿，充电站馈入电网的功率应以所述边沿最大地提高。这在此也称作上升极限梯度。此外，预设如下值：充电站从电网中提取的并且随后对电池充电的功率应以所述值最大地提高。换言之，即在此预设变化的动态特性。令人惊讶的是，现在由此也能够影响充电站或其电池的绝对充电水平，所述绝对充电水平在此也称作充电状态。通过相应地选择这两个最大值，能够在较长的时间间隔中实现：充电水平趋向于更向上或更向下，或者向平均值运动。充电水平由此能够被控制至上限、至下限或至其他范围。能够预设这种上限和下限，以便防止电池完全充满或电池完全放电。如果例如充电水平趋向于下限，那么能够通过减小通过充电站馈入电功率的梯度实现：充电水平不再趋向于所述下限或多或更少地趋向于所述下限。因此，这能够通过使由充电站将电功率馈入电网中的最大边沿变平来实现。由此可能的是，调节充电站，使得将充电状态保持在这两个预设的极限值之内，而不直接评估充电状态以用于控制。当然，也还能够设有安全查询，所述安全查询防止低于充电水平下限值或高于充电水平上限值。然而，这应例外地是紧急措施并且更确切地说连续的调节能够省去所述紧急措施并且在独立电网的正常运行中将充电水平引入期望的极限中，而在此不用每次直接监控所述极限。提出的方法在此原则上能够用于两个配置。在第一配置中，馈入功率由至少一个再生的发生器的功率和充电站的功率组成。所述再生的发生器和充电站就此而言组合。例如，充电站能够是具有多个风能设备的风电厂的一部分。如果风力波动波动过大(就本实例中而言)，那么充电站相应地可以采取反制措施。馈入的馈入功率能够由风能设备的和充电站的功率构成。即如果风力极大地降低，那么通过相应地升高充电站的输出的功率能够得到馈入功率之和遵循变化的期望的预设的极限。因此，再生的发生器与充电站共同的组合于是将在其变化方面受限制的功率馈入电网中。在此，特别是电网将所述组合的馈入功率感知为波动小并且相应地不需要补偿过大的波动。再生的发生器和充电站、即例如风电厂与充电站的这种合并也能够通过传统的或其他另外的发电站补充。这种发电站于是与所述充电站相关联。这尤其意味着：相应的再生的能量发生器的功率、充电站的功率和所述附加的发电站的功率共同经由共同的电网接点馈入电网中。在另一配置中，由至少一个传统的发电机馈入电网中的功率视为馈入功率并且保持其变化小。在所述配置中，观察至少一个传统的发电机的所述馈入功率。传统的发电机原则上能够持久稳定地且均匀地运行。然而，当所述发电机例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行在电网(1)上的充电站(8)的方法，所述电网除了电的消耗器(2)以外具有至少一个再生的能量发生器(6)、至少一个由化石燃料运行的传统的发电机(4)和至少用于储存以及再输出电功率的充电站(8)，所述方法包括如下步骤：‑通过至少一个再生的所述能量发生器(6)产生电功率并且将所述电功率馈入所述电网(1)中；‑将未被所述消耗器(2)消耗的电功率储存在所述充电站(8)中；‑当所述消耗器(2)消耗的功率比至少一个再生的所述发生器(6)和至少一个所述传统的发电机共同馈入所述电网(1)中的功率更多时，通过所述充电站(8)将电功率馈入所述电网(1)中，其中‑在所述电网(1)的第一配置中，馈入所述电网(1)的馈入功率是如下功率之和：‑至少一个再生的所述能量发生器(8)的功率，和‑所述充电站(8)的功率，和可选地附加地‑至少一个另外的与所述充电站(8)相关联的发电机的功率，或者‑在所述电网(1)的第二配置中，馈入所述电网(1)中的馈入功率是由至少一个所述传统的发电机(4)产生的功率，并且其中控制所述充电站(8)，使得所述馈入功率的时间上的变化受到限制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.23 DE 102014221555.21.一种用于运行在电网(1)上的充电站(8)的方法，所述电网除了电的消耗器(2)以外具有至少一个再生的能量发生器(6)、至少一个由化石燃料运行的传统的发电机(4)和至少用于储存以及再输出电功率的充电站(8)，所述方法包括如下步骤：-通过至少一个再生的所述能量发生器(6)产生电功率并且将所述电功率馈入所述电网(1)中；-将未被所述消耗器(2)消耗的电功率储存在所述充电站(8)中；-当所述消耗器(2)消耗的功率比至少一个再生的所述发生器(6)和至少一个所述传统的发电机共同馈入所述电网(1)中的功率更多时，通过所述充电站(8)将电功率馈入所述电网(1)中，其中-在所述电网(1)的第一配置中，馈入所述电网(1)的馈入功率是如下功率之和：-至少一个再生的所述能量发生器(8)的功率，和-所述充电站(8)的功率，和可选地附加地-至少一个另外的与所述充电站(8)相关联的发电机的功率，或者-在所述电网(1)的第二配置中，馈入所述电网(1)中的馈入功率是由至少一个所述传统的发电机(4)产生的功率，并且其中控制所述充电站(8)，使得所述馈入功率的时间上的变化受到限制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了限制所述馈入功率的时间上的变化，预设至少一个极限梯度，所述极限梯度选自如下列表：-上升极限梯度，其确定：所述馈入功率最大要以单位时间何种变化来提高；和-下降极限梯度，其确定：所述馈入功率最大要以单位时间何种变化来减小。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上升极限梯度的和所述下降极限梯度的绝对值彼此不同。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述充电站(8)，-使得所述馈入功率的变化在正极限和负极限之内或在所述上升极限梯度和所述下降极限梯度之内进行；以及对于所述第一配置的情况-当所述充电站(8)具有的充电状态高于预设的目标充电状态时，所述馈入功率的变化为正，或者-当所述充电站(8)具有的充电状态低于预设的目标充电状态时，所述馈入功率的变化为负；以及对于所述第二配置的情况-当所述充电站(8)具有的充电状态高于预设的目标充电状态时，所述馈入功率的变化为负，或者-当所述充电站(8)具有的充电状态低于预设的目标充电状态时，所述馈入功率的变化为正。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述极限梯度中的至少一个极限梯度-适应性地设定；-与所述充电站(8)的平均充电状态相关地设定；-设定为，使得所述充电站(8)不低于预定的最小充电状态(SoC)；-设定为，使得所述充电站(8)不超过预定的最大充电状态(SoC)；和/或-设定为，使得所述充电站(8)的平均充电状态(SoC)具有预定的充电期望值(SoC_target)。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由预设的基本极限梯度与至少一个权重系数(F)相乘来计算所述极限梯度中的至少一个极限梯度。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，-所述权重系数(F)中的至少一个权重系数与所述充电站(8)的充电状态(SoC)相关；-所述权重系数(F)中的至少一个权重系数能够在0至1的范围中变化；-所述权重系数(F)中的至少一个权重系数具有至少为1的值，尤其在1至10的范围中；和/或-至少两个权重系数(F)用于分别计算极限梯度。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格·安德洛尔，卡伊·布斯克，贝蒂纳·伦茨，阿尔弗雷德·贝克曼，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE