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原文传递用于提供电网支持的站的系统和方法

专利名称：	用于提供电网支持的站的系统和方法
摘要：	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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	以色列;IL
申请人：	查克拉泰克有限公司
发明人：	I·本戴维;D·平库;N·佐哈
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201780080085.0
公开号：	CN110167787A
代理机构：	上海专利商标事务所有限公司
代理人：	亓云;陈斌
分类号：	B60L53/30(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	以色列卢德
主权项：	1.一种站，包括：控制电路；用于耦合到AC电网的双向接口；负载以及用于耦合到负载的布置中的一者，所述负载向所述站呈现时变电能消耗；以及耦合到所述双向接口的多个基于飞轮的电存储单元，其中，所述控制电路被布置成：在由所述站汲取的功率小于第一阈值、并且所述多个基于飞轮的电存储单元未被完全充电的情况下，对所述多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者进行充电；以及在由所述站汲取的功率大于第二阈值、并且所述多个基于飞轮的电存储单元未被完全放电的情况下，从所述多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者提供电能。 2.如权利要求1所述的站，其特征在于，所述第一阈值是最大值减去预定量，并且所述第二阈值是所述最大值加上所述预定量。 3.如权利要求1所述的站，其特征在于，所述控制电路被进一步布置成：当对所述多个基于飞轮的电存储单元中的至少一者进行充电时，确保由所述站汲取的功率小于最大值。 4.如权利要求1所述的站，其特征在于，在从所述多个基于飞轮的电存储单元中的所述至少一者提供功率的情况下，所述控制电路被进一步布置成：确保从所述多个基于飞轮的电存储单元中的所述至少一者提供的功率量足以确保由所述站汲取的功率小于或等于所述第二阈值。 5.如权利要求1-4中任一项所述的站，其特征在于，在由所述站汲取的功率大于所述第二阈值、并且所述多个基于飞轮的电存储单元被完全放电的情况下，所述控制电路被进一步布置成：输出信号以减小由负载汲取的功率。 6.如权利要求5所述的站，其特征在于，所述负载包括插入式电动车辆，并且其中，所述站包括以下一者：被布置成用于耦合到所述插入式电动车辆的DC/DC充电单元；以及被布置成用于耦合到所述插入式电动车辆的AC/DC充电单元。 7.如权利要求5所述的站，其特征在于，所述信号被布置成禁用所述负载。 8.一种控制站的方法，所述站具有板载电存储并具有负载和用于耦合到负载的布置中的一者，所述负载向所述站呈现时变电能消耗，所述方法包括：确定由所述站从AC电网汲取的功率量；在由所述站汲取的功率小于第一阈值、并且所述板载电存储未被完全充电的情况下，对所述板载电存储进行充电；以及在由充电站汲取的功率大于超额的第二阈值、并且所述板载电存储未被完全放电的情况下，从所述板载电存储提供电能。 9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一阈值是最大值减去预定量，而所述第二阈值是所述最大值加上所述预定量。 10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：在对所述板载电存储进行充电时，确保由所述站汲取的功率小于最大值。 11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在从所述板载电存储提供功率的情况下，确保从所述板载电存储提供的功率量足以确保由所述站汲取的功率小于或等于所述第二阈值。 12.如权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于，在由所述站汲取的功率大于所述第二阈值、并且所述板载电存储被完全放电的情况下，输出信号以减小由所述负载汲取的功率。 13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述负载是以下一者：被布置成用于耦合到插入式电动车辆的DC/DC充电单元；以及被布置成用于耦合到所述插入式电动车辆的AC/DC充电单元。 14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所输出的信号被布置成禁用所述负载。 15.一种站，包括：控制电路；用于耦合到AC电网的双向接口；以及耦合到所述双向接口的多个(N个)基于飞轮的电存储单元，其中，所述控制电路被布置成：确定量Preq的电功率需求；确定所允许的波纹电流的最大量；确定来自所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的可用功率；选择所述多个基于飞轮的电存储单元中具有最高所确定可用功率的M+1个基于飞轮的电存储单元，以使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M个基于飞轮的电存储单元的可用功率小于Preq，并且使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M+1个基于飞轮的电存储单元的可用功率大于或等于Preq；确定针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的期望输出电流变化；减小所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，针对所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的负的期望变化；增加所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，对于所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的正的期望变化；将所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元的输出电流与所确定的期望变化进行比较；以及重复所述减小、增加和比较，直至针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者所确定的期望输出电流变化被实现。 16.如权利要求15所述的站，其特征在于，所述双向接口包括双向AC/DC转换器，并且其中，所述站进一步包括： AC/DC充电单元和DC/DC充电单元中的至少一者，所述至少一者耦合到所述其中一个双向AC/DC转换器并且被布置成用于耦合到插入式电动车辆。 17.如权利要求16所述的站，其特征在于，所述控制电路进一步与配电服务运营商处于通信，所述控制电路被布置成：响应于来自所述配电服务运营商的第一请求而向所述AC电网提供功率，以及响应于来自所述配电服务运营商的第二请求而从所述AC电网汲取功率，并且其中，所述控制电路被进一步布置成在以下各项之间分配所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元的存储能力：第一部分，所述第一部分被分配用于向所述至少一个AC/DC充电单元或DC/DC充电单元提供功率；第二部分，所述第二部分被分配用于从所述AC电网吸收电能；以及第三部分，所述第三部分被分配用于向所述AC电网提供电能。 18.如权利要求17所述的站，其特征在于，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分是响应于历史数据来分配的。 19.如权利要求15所述的站，其特征在于，进一步包括： DC/DC充电单元，所述DC/DC充电单元被布置成用于耦合到插入式电动车辆，并且其中，所述双向接口包括双向AC/DC转换器，所述多个基于飞轮的电存储单元中的每一者耦合到共用DC总线，以向所述DC/DC充电单元提供功率，并向所述双向AC/DC转换器提供功率或从所述双向AC/DC转换器接收功率。 20.如权利要求19所述的站，其特征在于，进一步包括：电压传感器，所述电压传感器耦合到所述共用DC总线并且与所述控制电路处于通信；电流传感器，所述电流传感器耦合到所述DC/DC充电单元并且与所述控制电路处于通信；以及功率传感器，所述功率传感器耦合到所述双向AC/DC转换器并且与所述控制电路处于通信，所述控制电路被布置成：响应于耦合到所述双向AC/DC转换器的所述功率传感器而确定由所述站汲取或从所述站提供的功率量。 21.如权利要求15所述的站，其特征在于，进一步包括： AC/DC充电单元，所述AC/DC充电单元被布置成用于耦合到插入式电动车辆，并且其中，所述双向接口包括双向AC/DC转换器，所述AC/DC充电单元耦合到所述站的共用节点，所述多个基于飞轮的电存储单元中的每一者耦合到共用DC总线，以向所述双向AC/DC转换器提供功率或从所述双向AC/DC转换器接收功率；被耦合在所述AC电网与所述共用节点之间的第一功率传感器，所述第一功率传感器与所述控制电路处于通信；以及被耦合在所述共用节点与所述双向AC/DC转换器之间的第二功率传感器，所述第二功率传感器与所述控制电路处于通信。 22.如权利要求15、16、19-21中任一项所述的站，其特征在于，所述控制电路被进一步布置成：确定要存储的功率量Pavail；确定所允许的波纹电流的最大量；确定来自所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的可用功率存储；选择所述多个基于飞轮的电存储单元中具有最低所确定可用功率的M+1个基于飞轮的电存储单元，以使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M个基于飞轮的电存储单元的可用功率大于Pavail，并且使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M+1个基于飞轮的电存储单元的可用功率小于或等于Pavail；确定针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的期望输出电流变化；增加所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，对于所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的正的期望变化；减小所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，对于所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的负的期望变化；将所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元的输出电流与所确定的期望变化进行比较；以及重复所述增加、减小和比较，直至针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者所确定的期望输出电流变化被实现。 23.如权利要求15、16、19-21中任一项所述的站，其特征在于，所述控制电路进一步与配电服务运营商处于通信，所述控制电路被布置成：响应于来自所述配电服务运营商的第一请求而向所述AC电网提供功率，以及响应于来自所述配电服务运营商的第二请求而从所述AC电网汲取功率。 24.一种控制多个(N个)基于飞轮的电存储单元的方法，包括：确定量Preq的电功率需求；确定所允许的波纹电流的最大量；确定来自所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的可用功率；选择所述多个基于飞轮的电存储单元中具有最高所确定可用功率的M+1个基于飞轮的电存储单元，以使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M个基于飞轮的电存储单元的可用功率小于Preq，并且使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M+1个基于飞轮的电存储单元的可用功率大于或等于Preq；确定针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的期望输出电流变化；减小所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，对于所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的负的期望变化；增加所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，对于所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的正的期望变化；将所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元的输出电流与所确定的期望变化进行比较；以及重复所述增加、减小和比较，直至针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者所确定的期望输出电流变化被实现。 25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于来自配电服务运营商的第一请求而向AC电网提供功率；响应于来自所述配电服务运营商的第二请求而从所述AC电网汲取功率；以及在以下各项之间分配所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元的存储能力：第一部分，所述第一部分被分配用于向至少一个AC/DC充电单元或DC/DC充电单元提供功率；第二部分，所述第二部分被分配用于从所述AC电网吸收电能；以及第三部分，所述第三部分被分配用于向所述AC电网提供电能。 26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分是响应于历史数据来分配的。 27.如权利要求24-26中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：确定要存储的功率量Pavail；确定所允许的波纹电流的最大量；确定来自所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的可用功率存储；选择所述多个基于飞轮的电存储单元中具有最低所确定可用功率的M+1个基于飞轮的电存储单元，以使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M个基于飞轮的电存储单元的可用功率大于Pavail，并且使得来自所述多个基于飞轮的电存储单元中的所选M+1个基于飞轮的电存储单元的可用功率小于或等于Pavail；确定针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者的期望输出电流变化；增加所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，对于所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的正的期望变化；减小所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的一个电存储单元的输出电流，对于所述一个电存储单元，所述确定指示至多达所确定的最大波纹电流的负的期望变化；将所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元的输出电流与所确定的期望变化进行比较；以及重复所述增加、减小和比较，直至针对所述多个(N个)基于飞轮的电存储单元中的每一者所确定的期望输出电流变化被实现。 28.如权利要求24所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于来自所述配电服务运营商的第一请求而向所述AC电网提供功率；以及响应于来自所述配电服务运营商的第二请求而从所述AC电网汲取功率。 29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于来自所述配电服务运营商的第一请求而向所述AC电网提供功率；以及响应于来自所述配电服务运营商的第二请求而从所述AC电网汲取功率。 30.一种站，包括：控制电路；第一和第二双向转换器，每个双向转换器与所述控制电路处于通信，每个双向转换器被布置成在其相应第一端口耦合到相应的插入式电动车辆，每个双向转换器具有共同耦合的相应第二端口，其中，所述控制电路被布置成：从耦合到所述第一双向转换器的第一端口的第一插入式电动车辆汲取电能；以及将所汲取的电能中的至少一些电能提供给耦合到所述第二双向转换器的第一端口的第二插入式电动车辆。 31.如权利要求30所述的站，其特征在于，从所述第一插入式电动车辆汲取到所述第一双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量基本上等于提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量。 32.如权利要求30所述的站，其特征在于，所述第一双向转换器和所述第二双向转换器中的每一者是双向DC/DC转换器，并且其中，所述耦合是通过DC总线的。 33.如权利要求30所述的站，其特征在于，所述第一双向转换器和所述第二双向转换器中的每一者是双向AC/DC转换器。 34.如权利要求32或33所述的站，其特征在于，进一步包括电存储单元，其中，在从所述第一插入式电动车辆汲取到所述第一双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量大于提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，所述控制电路被布置成将电能差存储在所述电存储单元上。 35.如权利要求32或33所述的站，其特征在于，进一步包括电存储单元，其中，在从所述第一插入式电动车辆汲取到所述第一双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量小于提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，所述控制电路被布置成从所述电存储单元提供电能差。 36.如权利要求32或33所述的站，其特征在于，进一步包括至AC电网的连接，其中，在从所述第一插入式电动车辆汲取到所述第一双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量大于提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，所述控制电路被布置成将电能差提供给所述AC电网。 37.如权利要求32或33所述的站，其特征在于，进一步包括至AC电网的连接，其中，在从所述第一插入式电动车辆汲取到所述第一双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量小于提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，所述控制电路被布置成从所述AC电网提供电能差。 38.一种向插入式电动车辆提供电能的方法，包括：从耦合到第一双向转换器的第一端口的第一插入式电动车辆汲取电能；以及将所汲取的电能中的至少一些电能提供给耦合到第二双向转换器的第一端口的第二插入式电动车辆。 39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，如在所述第一双向转换器的第二端口处确定的从所述第一插入式电动车辆汲取的电能量基本上等于如在所述第二双向转换器的第二端口处确定的提供给所述第二插入式电动车辆的电能量。 40.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述第一双向转换器和所述第二双向转换器中的每一者是双向DC/DC转换器。 41.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述第一双向转换器和所述第二双向转换器中的每一者是双向AC/DC转换器。 42.如权利要求40或41所述的方法，其特征在于，进一步包括：在如在所述第一双向转换器的第二端口处确定的从所述第一插入式电动车辆汲取的电能量大于如在所述第二双向转换器的第二端口处确定的提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，将电能差存储在相关联的电存储单元上。 43.如权利要求40或41所述的方法，其特征在于，进一步包括：在如在所述第一双向转换器的第二端口处确定的从所述第一插入式电动车辆汲取的电能量小于如在所述第二双向转换器的第二端口处确定的提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，从相关联的电存储单元提供电能差。 44.如权利要求40或41所述的方法，其特征在于，进一步包括：在如在所述第一双向转换器的第二端口处确定的从所述第一插入式电动车辆汲取的电能量大于如在所述第二双向转换器的第二端口处确定的提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，将电能差提供给耦合的AC电网。 45.如权利要求40或41所述的方法，其特征在于，进一步包括：在如在所述第一双向转换器的第二端口处确定的从所述第一插入式电动车辆汲取的电能量小于如在所述第二双向转换器的第二端口处确定的提供给第二双向转换器的共同耦合的第二端口的电能量的情况下，从耦合的AC电网提供电能差。
所属类别：	发明专利