能量存储系统和模块通信 |
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| 申请号 | CN201380060460.7 | 申请日 | 2013-09-10 | 公开(公告)号 | CN104798278A | 公开(公告)日 | 2015-07-22 |
| 申请人 | 富饶科技有限公司; | 发明人 | 赖纳·福尔徳埃舍; 克里斯多夫·谢夫; 克里斯多夫·特瑞普曼; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 能量 存储系统(1)，其适用于同步执行本地和非本地电源 电网 中的控制和系统任务，并涉及一种用于操作所述能量存储系统(1)方法。所述能量存储系统(1)具有一个模 块 化结构，并包含不止一个通过数据线互相连接的能量存储模块(2M,2S)，其中一个被作为主模块(2M)，其它的则作为从模块(2S)，而该主模块(2M)被配置用于对连接到数据线(3)的所有能量存储模块(2M,2S)进行整体控制，并且至少该主模块(2M)包含至少一个 接口 (4M)，用于接收(EM)关于将被执行的本地化和非本地化控制和系统任务(ORS；NORS)的外部控制命令(ESB)，以及一个主控单元(7M)，用于存储(S)和执行(AO,ANO)该外部控制命令(ESB)，其中，为了执行(AO,ANO)该外部控制命令(ESB)，该主控单元(7M)被设置为具有与其连接的所有能量存储模块(2M,2S)的模块存储容量(MSK)和模块输出(ML)，并设置为仅在未被本地化控制和系统任务(ORS)所需的系统存储容量(SK)和/或系统输出(L)的那些部分(SKg,Lg)的范围内，执行(ANO)该非本地化控制和系统任务(NORS)。因此提供了一种有效的能量存储系统，其允许改进本地电网品质并且同时提供非本地的正负能量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种能量存储系统，具有系统存储容量(SK)和/或系统输出(L)，并具有不止一个能量存储模块(2M,2S)，每个能量存储模块(2M,2S)都具有模块存储容量(MSK)和模块输出(ML)，所述能量存储模块(2M,2S)拥有一个或多个电源连接(1N)，至少用于连接到一个非本地电源电网(5)，以用于在所述非本地电源电网(5)中执行非本地控制和系统任务(NORS)，和/或用于连接到一个或多个本地电源电网(61,62)，以用于在所述本地电源电网(61,62)中执行本地化控制和系统任务(ORS)，这是通过从连接的电源电网(5,61,62)中吸收能量(En)和释放能量(Ep)到连接的电源电网(5,61,62)中来完成的，并且所述能量存储模块(2M,2S)通过一个或更多的数据线(3)，优选的通过一个数据总线系统互相连接，其中，所述能量存储模块(2M,2S)其中之一被设置为主模块(2M)，而其它能量存储模块(2S)被设置为从模块(2S)，并且所述主模块(2M)被设计用于对连接到所述数据线(3)的所有能量存储模块(2M,2S)进行整体控制，并且至少所述主模块(2M)包含至少一个接口(4M)，用于接收(EM)关于将要执行的本地化和非本地化控制和系统任务(ORS；NORS)的外部控制命令(ESB)，还含有一个主控单元(7M)，用于存储(S)和执行(AO,ANO)所述外部控制命令(ESB)，其中，为了执行(AO,ANO)该外部控制命令(ESB)，该主控单元(7M)被设置为具有所有与其连接的能量存储模块(2M,2S)的模块存储容量(MSK)和模块输出(ML)，并且只在未被本地化控制和系统任务(ORS)所需的系统存储容量(SK)和/或系统输出(L)的那些部分(SKg,Lg)的范围内执行(ANO)该非本地控制和系统任务(NORS)。 |
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| 说明书全文 | 能量存储系统和模块通信技术领域背景技术[0002] 运行一个电源电网的能量是由各种不同类型的发电站提供的。在此，大多数的发电站，例如核电站、燃煤电站、燃气电站、风力发电站、沼气站、或太阳能电站，只不过是将能量输送至非本地电源电网的发电机。例如，非本地电源电网为配电网和输电网，例如在德国，它们是由Amprion,50Hertz,Tennet,和TransnetEnBW运营的。这些输电网为欧洲广域同步电网的一部分。上述发电站仅仅以发电机的的身份存在时，它们不能从电网中带走任何额外的能量并将其存储以备不时之需。相比之下，能量存储系统可被用于从电源电网中吸收能量并将能量释放到电源电网。例如，能量存储系统为中央能量存储系统，比如抽水蓄能电站，或者分散的能量存储系统，比如电池存储设备或飞轮能量存储单元。抽水蓄能电站为能量存储系统，其在很大程度上不受制于天气的变化并且通常一直是可利用的状态。通常，中央能量存储系统被设计成拥有巨大的容量。由于该可用的容量，这些系统被适用于为非本地电源电网提供储能，从而在非本地电源电网中合适地生效。取决于其总尺寸，抽水蓄能电站可具有几个100MW或更多的容量，然而，在大多数情况下，发电机被设计为在满载条件下产生电流，并且能够以合适的效率及时地利用抽水蓄能电站的全容量。此操作方法并不适于稳定或改善与抽水蓄能电站容量相比其电力需求可忽略的小型本地电力供应系统的质量。 [0003] 集中使用的电池存储设备目前正在建设中，其目的是实施电网稳定(非本地化)任务(储能)的实验性的操作方法。然而，迄今为止已经规划的设备并没有完成任何本地化任务。然而，作为原则的问题，由于其输出、容量和老化之间的固有关系，电池存储系统并不十分适于这些应用，如每天多个负债周期，和由于温度影响、系统故障与操作错误而迅速的降级。出于此原因，电池存储设备需要高强度的维护。由于其具有高火灾和化学风险性，电池存储设备另外表现出环境和/或水危害性，在保护和安全方面也非常复杂。 [0004] 通常，分散的能量存储系统为稳定本地电力需求而进行了优化，却并没有为输送储能用以支持非本地电源电网而进行设计，也没有此方面的资格。这些系统不能促成满足所有电源电网的需求。用于形成本非和非本地都能运行的分散存储系统的互联到目前为止并没有实现。 [0005] 出于这个原因，最好拥有一个有效可用的能量存储系统，该系统允许取得本地电网质量方面的改进，并同时取得所需非本地电源电网的能量供应安全方面的改进，还能因此作为一个为该两个目的都具有足够效果的能量存储系统而被运行。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种有效的能量存储系统，其允许实现取得本地电网质量方面的改进，并同时取得所需非本地电源电网的能量供应安全方面的改进。 [0007] 此问题被一个具有系统存储容量和/或系统输出且具有不止一个能量存储模块的能量存储系统所解决，每个所述能量存储模块具有模块存储容量和模块输出，所述能量存储模块的特点为具有一个或更多的电源连接，电源连接至少连接到一个非本地电源电网，从而执行非本地电源电网中的非本地化控制和系统任务，和/或连接到一个或更多的本地电源电网，从而执行本地电源电网中的本地化控制和系统任务，这是通过从连接的电源电网中吸收能量和向连接的电源电网中释放能量来完成的，，并且所述能量存储模块通过一个或多个数据线互相连接；其中，能量存储模块其中之一被设置为主模块，而其它能量存储模块被设置为从模块，并且该主模块设置用于对连接到数据线的所有能量存储模块的全面控制，而且，至少该主模块包含至少一个接口，用于接收关于要执行的该本地化和非本地化控制和系统任务的外部控制命令，还包含一个为了存储和执行外部控制命令的主控单元，其中，为了执行该外部控制命令，该主控单元是为了具有所有与其连接的能量存储模块的模块存储容量和模块输出，并为了只在不需要用于本地化的控制和系统任务的系统存储容量和/或系统输出的部分范围内，执行该非本地化控制和系统任务。 [0008] 通过使用所述能量存储系统作为一个分散的中间存储系统，其特征在于各自连接到本地和/或非本地电源电网，该本地电网质量可通过现场本地化控制和系统任务得到改进，同时，正能量(注入该电网)或负能量(从该电网中吸收的能量)被提供给该非本地化电源电网，用于电源电网调控，以便执行非本地化控制和系统任务。以合适的方式，通过同步执行本地化和非本地化任务并同步控制所有连接的电源电网，能够同步且有效地满足连接的本地和非本地电源电网中的需求。此外，基于本地化和非本地化需求的结合(有效的能量存储系统)，该系统存储容量和该系统输出可被有效利用，从而有助于节约资源。由于该模块化结构包含一个主模块，其控制了该能量存储系统和将所需任何数量的从模块连接到主模块的选择，该能量存储系统的总容量(系统容量)和总输出(系统输出)可被适用于本地和/或非本地电源电网中的需求，并且，依据电网质量和可用的储能，可以达成运行费用和运行收益之间的一个公平的折中方案。由于该模块化结构，在运行的后期，扩大或缩小所需的能量存储系统也成为可能，例如，为了能够对连接的电源电网中不同的能量需求作出响应。因此，该能量存储系统能够一直有效运行，即不会有未使用的过剩容量。为了扩大根据本发明所述的模块能量存储系统，仅需连接一个新加入的能量存储模块到数据线，延伸到该主模块和该能量存储系统的电源连接，例如，连接到用于该能量存储模块的该公共连接点。在一个实施例中，每一个能量存储模块都具有一个唯一的标识，通过此标识，其可识别自身和其功能，例如，在能量存储系统和该系统互联中传输的运行数据。在一个实施例中，该主模块和从模块的电源连接具有一个用于被连接到该电源电网的公共连接点。因此根据本发明所述的能量存储系统有助于根据需求(可扩展性)快速并容易地扩展该总存储容量和该总输出。为了实现该模块化结构，每一个能量存储模块包含一个电源连接，从而每一个能量存储模块都适用于以一个连接到一个或更多电源电网的单独的电子连接为特色，并且在技术系统装置方面，能够以很大程度上自主的的方式被操作。该术语“电源连接”应理解为是指以允许的方式适于连接到电源电网的任何一个电子接口。连接到该非本地电源电网和一个或更多的本地电源电网之一的连接，可被本领域技术人员以一种合适的方式配置，其中该连接是设计成这样的，该电源电网(本地和非本地的)可被供应来自该彼此独立的能量存储系统的所需的能量，或者能量可从该电源电网中输出。该能量存储模块之间的数据线可以具有任何合适的形式。在一个实施例中，该数据线被配置为一种数据总线系统，例如，CAN总线、现场总线或以太网。例如，该主模块和连接的从模块之间的通信可通过一份报告协议被积极地实现，其中，为了发送所述的报告协议，该分别接收的能量存储模块，该从模块和/或主模块可通过给出合适答案或作出合适反应的方式对该报告协议作出响应。由于直接请求信号，通信也可被该主控单元所启动。 [0009] 在此，该能量存储系统既可被直接连接到一个非本地电源电网或连接到一个或更多的本地电源电网，或者该能量存储系统又可通过一个连接着的本地电源电网被间接连接到一个非本地电源电网，只要该本地电源电网为非本地电源电网的一部分，即其被连接到非本地电源电网中。例如，本地化的控制和系统任务是保障本地所需的线电压，通过调节该电压信号的振幅和相位来保障无功功率补偿，保障本地能量储备向可能另外连接到的用电大户或者启动峰值的供应，还保障本地过剩的能量的存储。例如，非本地化控制和系统任务为主要或次要备用电源的供应。在该电源电网中有突发事件的情况下，该备用电源保证了向电力客户精确地供应所需的电力。为实现此，能够产生备用电源的电站的输出可被临时调整，或迅速地启动能量存储系统，例如根据本发明所述的能量存储系统，可被使用。所述的主要备用电源用于纠正该提供的物理电源和所需求的电源之间的失衡，其目的是恢复稳定的行频。所述次要备用电源旨在差值出现之后恢复提供的物理电源和所需求的电源之间的平衡，其中，与主要用电源对比，只对该特定控制区中的情况，包括与其他控制区的电力交换进行考虑。此外，另外的非本地化控制和系统任务为：为支持黑启动的能量存储系统的供应，功率峰值的一般存储，还有在非本地化电源电网中的无功功率补偿。针对本地和/或非本地电源电网的另外的本地化或非本地化控制和系统任务，与已经存在的能量供应者联合，成为电源冗余(失效保护操作)的供应，并且成为无功功率管理。 [0010] 一个适于被作为主控模块使用的能量存储模块必须至少包含一个主控单元和一个用于接收外部控制命令的借口。只要一个能量存储系统的多于一个能量存储模块中的一个能量存储模块满足这些要求，由于其设备，此能量存储模块就能被作为主控模块。然而如果多个能量存储模块满足该组件相关的要求，那么这些能量存储模块中的任何一个都可以被定义为主控模块。例如，基于该硬件或软件，此定义可被指定在该能量存储系统的安装上。在进一步的示例性实施例中，该合适的能量存储模块本身以一种有组织的方式确定一个主控模块也是可能的。通过这种方式，确保了在所需的能量存储模块的任何组合中，总是有一个能量存储模块承担主控模块的角色，并且在所有的连接已经被建立后，该能量存储系统会自动准备就绪。例如，完成启用后，该合适的能量存储模块的控制单元被设计为发送一个主信号，于是，该发送上述主信号的第一个能量存储模块自动成为了该能量存储系统中所述的主模块。随后，其他的能量存储模块会自动变成从模块。在本发明范围中，本领域技术人员也可提交其他选择标准，用于确定该能量存储模块中的主模块。 [0011] 在此，该非本地电源电网是指以跨区的方式扩展到非常大范围的一个电源电网，并且该非本地化控制和系统任务在其中被执行。例如，非本地电源电网为输电网(公共电源电网)。例如在德国，该公共电源电网由四个输电网组成，它们由网络运营商Amprion、50Hertz、Tennet和TransnetEnBW所运营。该四种传输网络一起形成了德国的系统控制网络(在控制权方面的协作)。在其他国家，合适的传输网络由其他网络运营商所运营。在传输网络中，电源电网的频率保持在一个稳定值(频率控制)。在欧洲的上级广域同步电网由在个别状态的各自的传输网络组成，其也必须被视为非本地电源电网，然而，目前仅有为了备用电源的标准已明确。该非本地化控制和系统任务在各自的传输网络中被实施。本发明所述的本地电源电网为电源系统，上述本地化的控制和系统任务在其中被执行。通常，本地电力供应系统在空间中被相当地分隔开，例如，一个在设备现场的室内电源系统或者一个在建筑或建筑群内的电源系统。 [0012] 该术语“接收”是指任何类型的活动，在其中外部数据被发送到能量存储系统。例如这些外部数据是控制命令，在其基础上，该能量存储系统被该主控系统所控制。该外部数据通过外部系统被传输，例如，为了本地化控制和系统任务的本地电源电网的控制系统，和/或非本地电源电网的控制系统，一个高级的互联控制或为了本地化和/或非本地化控制和系统任务的本地测量点。这些控制命令包括该本地化和非本地化控制和系统任务，在其可能性和其他一般条件的范围内，其通过根据本发明所述的能量存储系统而被执行。例如，该传输可通过一个通信网络被实现。该能量存储系统包含一个或更多的接口用于接收外部数据。所述接口可以是任何适于此目的的接口。根据该连接的通信网络，该接口可形成以建立一个连接，例如，连接到一个基于无线的网络，一个移动网络，一个高可用性连接，一个基于IECG的网络，一个有线电话网，一个电源电网中借助电源电缆的数据连接，或者一个计算机网络(例如因特网)。该优势在于多个可选接口至少在该主控模块中可用。如果发生了通过上述网络之一的一个连接中断，该主控模块可被设计为通过一个替代网络借助一个主模块的不同接口重新建立连接。由于接口冗余，可能的重要控制命令仍然可通过可选的通信网络被接收到。其中，潜在的子通信网络是基于无线的、基于电缆的或基于电流的通信网络，例如，通过移动网络、互联网、普通电话网或者借助于供电网络中的电源电缆通过一个数据连接。但是，该外部数据(控制命令)也可通过从一个相应的数据载体驱动(例如一个CD-ROM)被读取的一个接口或通过一个数据载体接口(例如一个一个USB闪存盘)而被一个数据载体所接收。或者，该外部控制命令也可通过一个相应的用户界面(屏幕和键盘)而被直接输入所接收。 [0013] 在一个实施例中，所述的能量存储系统被连接到一个非本地电源电网和一个或更多的本地供电网络。这里，在各自连接的电源电网中该本地化和非本地化控制和系统任务以逻辑方式分别被执行。在一个进一步的实施例中，该能量存储系统仅被连接到一个或更多的本地电源电网，至少其中之一被连接到该非本地供电网络。在此例中，该非本地化控制和系统任务在各自的本地电源电网中被执行，而该非本地化控制和系统任务在该非本地电源电网中通过连接在该非本地电源电网上的本地电源电网被执行。在某些运行状态，例如，在一个或多个电源电网故障的情况下，出于安全原因，一个能量存储系统也能够从该非本地电源电网被完全断开。例如，此断开可能在时间上有限制。同样也可适用于该本地电源电网。 [0014] 其中，根据本发明所述的能量存储模块可以是任何合适的能量存储模块类型，由于其存储性能和存储参数，其不仅能够承担本地化控制和系统任务，而且另外也能够通过提供主要或次要备用电源承担非本地网络中的非本地化控制和系统任务。例如，合适的能量存储模块为与燃料电池、电池系统或动能存储系统例如飞轮能量存储单元相结合的本地(分散的)压缩气体贮罐或者氢气存储系统。其中，该能量存储系统可只包含一个单独的能量存储模块或不止一个能量存储模块。一个能量存储模块应理解为指功能单元，其能向该连接着的电源电网或一个该能量存储系统内部的电源电网释放能量，或者能从这样的一个系统吸收能量。在后一种情况下，该能量存储系统的内部电源电网被连接到该本地和/或非本地电源电网。在一个实施例中，该能量存储模块包括一个或更多的该能量存储模块中用于能量可逆存储的飞轮能量存储单元。该存储被称为可逆是因为作为旋转能量被存储的能量可根据要求从该飞轮能量存储单元中被吸收，并且完全被该能量存储模块或该能量存储系统作为电能注入到一个电源电网中，在相反的情况下，电能可从该电源电网中被吸收并以旋转能量的形式在该飞轮能量存储单元中被机械地存储。飞轮能量存储单元的优势在于它们以一个高度可变和精确的方式使得被吸收或释放的能量对消费者可用，并且以机械能的形式存储此能量。其结果是，飞轮能量存储单元导致一个潜在的火灾风险要比例如电池大量积聚互联而成的一个电池能量存储系统或者具有含可燃氢的氢气罐的氢气存储系统作为一个潜在风险要小得多。虽然，相比之下，非可燃气体可被用于在压缩空气储罐中储存能量，但是由于该压缩空气储罐中的高压，压缩空气储罐仍然构成了一个潜在的爆炸风险。如果作为能量存储系统使用，飞轮能量存储单元因而代表了一种能量供应技术，其比其他存储技术都要对环境较更安全，并且适合于每日所需的任何数量的负载周期。当能量从该电源电网中被吸收并以机械旋转能的形式被存储于该飞轮能量存储单元时，能量供应被称为负能量供应。相应地，当通过减速飞轮(或转子)将以机械旋转能的形式被储存在该飞轮能量存储单元中的能量注入到该电源电网中时，能量供应被称为正能量供应。在此，该飞轮能量存储单元在几毫秒内供应能量的性能与经过一个几分钟的周期提供指定电源的性能一样有益。 [0015] 所述主控单元是指在能量存储模块中被设置为能量存储系统中的主控模块的一个部件，所述部件控制着该能量存储系统，即设置所需的运行状态和运行参数，并依照一个包含作为时间的函数的所需运行状态的运行计划控制该能量存储系统。该运行计划是至少基于关于本地化控制和系统任务的该外部控制命令，关于该非本地化控制和系统任务的控制命令被添加或可被添加到其中。此外，该主控单元能够对该本地电源电网中不断变化的条件作出适当的反应，并且能够通过注入或吸收能量增加或保持该本地电源电网恒定的品质，或者能够在后者出现故障的情况下再次改进该本地电源电网的品质。接收到的控制命令(指令)对应该能量存储系统的本地化和/或非本地化控制和系统任务。除了该本地电源电网中的控制和系统任务之外，该主控单元能够从一个外部(非本地)控制单元接收命令、指令等用于该非本地电源电网，并执行平行于该本地化控制和系统任务的这些命令或指令。在此，该术语“执行”是指根据现在的控制命令控制该能量存储系统的主控单元，用于该连接的电源电网的本地化和非本地化控制和系统任务。其中，该外部(非本地)控制单元调控该非本地电源电网备用电源的需求，并且能够通过该通信网络在该能量存储系统的剩余容量的范围内(即本地化控制和系统任务所不需要的该能量存储系统的容量)以非本地化控制和系统任务的形式，从该能量存储系统中要求这方面的需求。另外的外部系统，该能量存储系统可从其中接收非本地化控制和系统任务，例如可以是一个电源支持互联或一个能量交换，其在特定运行时间可以适当低价地给予馈电或吸收能量。另外的对非本地化控制和系统任务的外部变量，例如为：无功功率需求，峰值负载补偿，或该非本地电源电网中所需的本地存储需求。 [0016] 在一个进一步的实施例中，该主控单元包含一个优先级管理单元，用于执行单独的外部控制命令，其中，在本地电源电网中，执行关于本地化控制和系统任务的外部控制命令拥有优先于在非本地电源电网中执行关于非本地化控制和系统任务的外部控制命令的级别。该优先级管理单元可被实现为一个数据存储器，该主控系统在其执行外部控制命令之前访问它，并根据设置的优先级别执行下一个外部控制命令。其中，该优先级别可以一种对于外部访问其不能被改变方式被存储在该数据存储器内。例如，优先级可通过替换能量存储模块中各个数据存储器或包含现场优先级管理单元的各个文件而被改变。以防一个单独的能量存储系统，空闲的容量既足够用于普通条件下实现非本地化控制和系统任务，又或是额外的容量，其被保留用于本地化控制和系统任务，其将不足以作为一个潜在的储备用于在特殊情况下解决电网问题。为此，该本地化控制和系统任务的优先级是基于有限的系统存储容量以及系统输出。然而，如果多个能量存储系统被连接在非本地电源电网，该非本地电源电网中备用电源的需求也能够通过其他能量存储系统被满足，因为一个足够的空闲的系统存储容量和系统输出可被使用，无需在交换中必须被忽视甚至忽略的该本地化控制和系统任务。一个拥有10个能量存储模块的能量存储系统对应1.4MWh。如果在一个互联系统中相结合，20个能量存储系统对应28MWh，作为一个联合能量存储系统。例如，1MHh被本地保留给每个能量存储系统。这导致了对非本地化任务的能量存储系统的8MWh的可用容量。其中，对于更多电力供应的同步需求，将不得不额外考虑，如有必要，予以考虑在内。 [0017] 为了防止外部控制命令的接收被干扰，在进一步优选的实施例中，该主控单元被设置为具有连接着它的所有能量存储模块的模块存储容量和模块输出，仅仅在连接的本地电源电网中执行关于将被执行的该本地化控制和系统任务的控制命令时可用，直到外部控制命令的接收已经恢复。为了检测出失败，该主控模块可以定期向外发送测试信号并处理相应的返回信号的缺失，作为干扰接收的核实。例如，此测试信号是所谓数码信号交换，其被用于确认该通信连接是否存在。为实现此，该主控单元向一个外部连接系统发送出一个数据包，并通过该通信网络作为回应接收回相应的数据包(反馈)。该主控单元记录该传输信息和接收的反馈信息，并将其存入一个合适的数据存储器中，例如，存入一台服务器。以防中断接收继续发生，对于该非本地化控制和系统任务的一般条件以及这些任务本身也可能会改变。如果该外部控制信号的接收被干扰了，该主控单元就会限制自身，去执行本地化控制和系统任务。本地化控制和系统任务的优选具有的优势在于，在对外的通信失败后，在非本地电源电网当前的状态，该主控单元不再接收任何反馈。如果该主控单元只是处理当前任务而没有另外的外部控制信号要被接收，由于过载，这在特殊情况下甚至会导致该电源电网的故障。其中，只执行该能量存储系统有义务执行的该本地化控制和系统任务是有利的，如有必要，可以通过其自身的测量单元在其自身的监控下保持这些本地化任务的适当性。如有必要，该本地化任务可通过改变该任务存储器在现场被启动。这对于该非本地电源电网来说是不可能的，因为该非本地电源电网的需求还取决于其他电站的介入，消费系统或存储系统，根据本发明，在通信干扰的情况下其概况为其本身不可用于该能量存储系统。 [0018] 在一个进一步的实施例中，该主控系统包括一个第一测试单元，其被用于检测该接收的外部控制命令的真实性和来源，并被用于在该主控单元存储该接收的外部控制命令之前向该主控单元传输一份正面的或负面的第一测试结果。这样就防止了未经授权的人获得对该系统或模块核心即该主控单元的访问。这有助于该能量存储系统向外部世界的运行安全，并有助于能量供应的安全。倘若该接收的非本地化和本地化控制和系统任务，例如该来源可被包括在该接收到的数据包之内，并且相应地被该第一测试单元读取，并与来源标识的预期数据结构相比较。在此，例如该来源可以作为散列值被传输，该第一测试单元可用该散列值进行比较，用于向可用的非本地化和本地化控制和系统任务允许数据来源。如果该可用的散列值与该接收到的散列值相等，那么该来源经验证被允许。该非本地化和本地化控制和系统任务可能也以代码的形式被传输，其中，该解码秘钥为该特定来源的特征。如果该非本地化和本地化控制和系统任务可通过使用一个解码秘钥被解码，那么此解码秘钥是接收到的数据的来源的特征。例如，该接收到的数据的真实性也可被阴性地检测到，即该本地化和非本地化控制和系统任务并不代表任何任务，由于该系统存储容量和该系统输出或者该任务在数据格式方面包含着无意义的数据，其不能被执行。其中，一次真实性检测可包括校验和的计算，一次数据总和检测和/或一次加密后的成功解密。 [0019] 在一个优选的实施例中，如果为了接收外部控制命令的该第一测试结果是阴性的，该主控单元被用于将所有能量存储系统的能量存储模块接入一个安全的运行状态。如果一次向该能量存储系统的未经授权的访问尝试成功，则该能量存储系统会以自我保护的方式做出响应，通过控制和系统任务具有未知的来源或可疑的内容的形式。例如，当所有控制和系统任务的执行被停止并且该能量存储系统被设置为被动模式时(无能量释放到外部或从外部吸收能量，或者一个已完成的内部卸载动作)，就达到了一个安全运行状态。此模式可被维持着，直到下一个外部控制信号被接收到，其在来源和内容上产生了一个阳性的测试结果。当该能量存储系统被电气隔离，一个进一步的安全运行状态就达到了。在一个优选的实施例中，该主控单元将所有能量存储模块的电源连接从该连接着的电源电网处断开。在一个进一步的实施例中，借助于接口之一，该主控单元向该能量存储系统并/或向外部发送一个警告信号。响应于该警告信号和从电网完成的隔离，例如该主控单元可通过通信网络试图建立一个连接，以便接收新的非本地化和/或本地化控制和系统任务，其来源和内容都是正确的。如果该正确的外部控制数据再次可用，则该主控单元可再次将该处于安全运行状态的能量存储系统转换为正常运行模式，并且如有必要，电源连接被再次建立。 [0020] 在一个进一步的实施例中，每个从模块都包含从控单元，其被设计用于监视并控制各个从模块的运行状态，并且用于通过该数据线向该主模块传输从模块的运行数据。所述运行数据，例如，包含该本地化控制和系统任务所不需的该模块存储容量和模块输出。既然该从模块装备了它们自己的从控单元，那么该主控单元就不需要直接干预该执行外部控制命令(执行该控制和系统任务)的从模块的机器功能。这里，例如该主控单元可传输模块依赖控制和系统任务，该从控单元随后执行它，用于实施相应的机器参数。因此，由该主控单元所表现出的在控制方面的复杂性，可被减少并被简化。既然该从控模块都装备有从控单元，额外集成更多从模块到一个能量存储系统所需的努力很低，因为增加的从模块的机器参数不必在该主控单元中进行编程，却被该主控单元和自主地被该从控单元分别控制。该从控单元在各个从模块中直接测量该运行状态，其结果是该控制线所需的努力被限制到特定能量存储模块，并且该系统的复杂性因此而降低。该从控单元能够评估该运行状态，并由此创造合适的将被传输到主控单元的运行数据。例如，此传输可周期性进行(通常小于 100毫秒的时钟速率)，或者每当一个运行状态改变或一个运行参数超过或低于限定值的时候进行。 [0021] 在一个进一步的实施例中，该主控模块包含一个第二测试单元，其被用于检测被从模块传输的运行数据的真实性和/或来源，并在该主控单元存储该传输的运行数据之前被用于向该主控单元传输阳性的或阴性的第二测试结果。这项措施设置了一个额外系统内保护，其防止了已经获得各个模块或数据连接的访问的未经授权的人员另外获得主控单元进而整个系统的间接访问。任何未经授权的访问都可能错误传达运行状态到该主控单元，于是，该主控单元发送错误的能量系统参数到外部，并且相应地接收错误的被度量的外部控制命令，如果该情况出现，这会使得电网安全处于危险中。 [0022] 此外，该主控单元可能传输用于执行外部控制命令的错误的指令到该从模块，如果该情况发生，这易于损坏该能量存储模块。通过测试运行数据，该第二测试单元在内部和外部有助于该能量存储系统的运行安全，并且有助于能量供应的安全。在已被传输的接收到的运行数据中，例如该来源可包括在接收的数据包中，与来源标识符的预期数据结构相比较，并相应地被该第二测试单元所读取。在此，例如该来源可被作为散列值传输，该第二测试单元可将其与各个可用的从模块的散列值进行比较。如果该可用的散列值等于该接收到的散列值，那么该来源被证实为允许的。该运行数据也可能以代码的形式被传输，其中该解码秘钥为该特定来源的特征。如果该运行数据可通过一个解码秘钥被解码，则此解码秘钥为该传输的运行数据来源的特征。例如，该传输的运行数据的真实性可被检测到，从历史上看该运行数据表现出没有预料到的突然改变，并且该运行状态适于这一点。一个真实性检测也可用于核实该运行数据在该系统存储容量和系统输出的范围内是否代表有意义的数值，和传输的数据格式是否是有效的。 [0023] 在一个进一步的实施例中，如果该从模块的传输运行数据的第二测试结果为阴性的，该主控单元被用于将一个特定的从模块接入到一个安全运行状态。关于该安全运行状态的对第一测试结果进行的上述描述也适用于此。在一个进一步的实施例中，该主控单元将此从模块的电源连接从连接着的电源电网处断开。为实现此，通过合适的数据连接，该主控单元被连接到每个从模块的每个连接上，而该从模块的电源连接被设计成这样，它们能够被电气切换。在一个进一步的实施例中，该主控单元通过接口之一发送一个警告信号到该能量存储系统和/或外部。响应于该警告信号和各个从模块从电网处完成的断开，例如该主控单元可试图再次拥有传输给其的从模块的运行数据，其来源和内容都是正确的。如果该正确的运行数据再次可用，那么该主控单元可再次将各个从模块从安全运行状态转换为正常运行模式，并且如有必要，该从模块的电源连接会被重新建立。 [0024] 在一个进一步的实施例中，该从模块也包含一个用于接收关于将被执行的本地化和非本地化控制和系统任务的外部控制命令的接口，并且，在现有主模块或现有主控单元故障的情况下，该从控单元作为一个新的主控单元被形成用于存储该外部控制命令并控制其他从模块。既然该从模块也能够接收外部控制命令，它也适合于以整体的方式控制该能量存储系统。从而，冗余被提供在该能量存储系统的管理中，其结果是该运行安全性和该能量存储系统的可用性即使在该主控单元故障的情况下也得到了保证。该数据线不仅将该主控单元连接到所有的从控单元，而且将所有从控单元彼此连接在一起(网状网络)。因此，一个从控单元能够承担在任何时候控制该能量存储系统的任务，并且作为替补。在一个优选的实施例中，该主控单元被用于建立一个层级结构，根据其，该从控单元承担在现有主模块或现有主控单元故障的情况下控制其他从控模块的任务，并将所述层级结构传输给该从模块。基于该层级结构，确定的从模块可以立即作为新的主模块继续控制该能量存储系统。因此，在能量存储系统部分故障的情况下，该系统的持续可用性和安全性得到了保证。 [0025] 在一个进一步的实施例中，该主控单元通过定期发送到从控模块的所谓握手信号检测趋向从控模块的数据线的功效，而该从模块在收到的握手信号的基础上被用于向该主控单元传输一个返回信号，其为各个从模块的特征，而该主控单元基于接收到的返回信号被用于确定趋向各个从模块的数据线的能效。在一个预设的时间窗口内，相应返回信号的缺乏用于核实向该从模块的一个干扰的连接。为实现此，例如，该主控单元发送一个从模块特定数据包到各个从模块，其发送相应的从模块特定返回信号。然而，该主模块也可能发送一个一般握手信号到所有从模块，作为对其的响应，该从模块在它们已经收到信号后发送该相应的从模块特定返回信号到该主控单元。基于从模块特定返回信号，该主控单元查明了是否有一个未干扰的数据连接，连接到所有的从模块，以防只有一部分返回信号被收到，确定该从模块，在其上该数据连接被干扰了。该主控单元记录握手信号和收到的返回信号的完成传输并且将此事实存储到一个合适的数据存储器中，例如，存入一个台服务器。一个现有数据线的确定，对于该主控单元确保控制命令被传输到从模块用于执行该控制和系统任务来说是必不可少的，并且系统任务事实上可被接收并被该从模块执行。否则，就不会确保用于保证电网质量的外部控制命令和提供的备用电源被实施。在一个进一步的实施例中，该主模块被用于将至少该主模块的电源连接从各个电源电网处断开，以防趋向所有从模块的数据线缺乏能效。在一个进一步的实施例中，该主控单元额外地将所有从模块的所有电源连接从连接着的电源电网处断开。为实现此，该主控单元通过合适的数据连接被连接到每个从模块的每个电源连接，而从模块的电源连接被设计为这样，它们能够被电气切换。在一个进一步的实施例里，该从模块被用于将从模块的电源连接从各个电源电网处断开，以防未能接收到该握手信号。当握手信号被定期发送到从模块时，该从控单元知道在哪个时间周期之后，一个新的握手信号是可以预期的。此周期可被本领域技术人员以合适的方式选择，例如，该握手信号在一秒钟的范围的间隔内被发送。如果多个周期在没有握手信号情况下流逝，该从模块就进入一个安全运行状态，而该从控单元将该从模块从连接着的电源电网处断开，以阻止危害到电源电网，例如，过载导致的，因为该从模块不再有任何关于在连接的电源电网中的需求的最新信息，如果与主控单元的通信被干扰，而之前的运行状态现在可能会不再是必要的，或甚至对连接的电源电网是危险的。 [0026] 在一个进一步的实施例中，通过一个调节单元，该能量存储系统被连接到一个或更多本地电源电网和非本地电源电网，其中，该调节单元被设置为调节一个在连接的电源电网和能量存储系统之间的能量流。如果该本地和非本地电源电网只连接在能量存储系统的连接点上，那么，通过能量存储系统注入的能量仅会被注入到有更大能量需求的电源电网中。然而，以这种方式，根据任务的分配，特定的本地和非本地调整将不再是可能的。目前的能量存储系统通过一个开关通常被连接到一个单独的电源电网。在这种情况下，能量流的上述控制将不再适用，而该开关只有在电源故障的情况下才不得不被打开。然而在本发明中，调节单元是这样配置的，当一个电源电网已被断开后，其他连接的电源电网将仍旧被提供所需的能量或者能量可从这些电源电网中被吸收，因为在本发明的范围内，该能量存储系统不得不同时提供不止一个独立的电源电网。该调节单元以控制器所提供的方式，控制着能量流向连接的网络。在一个优选的实施例中，该调节单元还被用于将一个或更多连接的电源电网从能量存储系统处断开，以备不时之需。在连接的电源电网之一出现故障的情况下，该调节单元将此电源电网从该能量存储系统立即断开，即在几毫秒内，从而确保能量存储系统继续对于其他电源电网是可操作的。否则，短路或过载情况将会发生，视情况而定。在一个进一步的实施例中，该调节单元为此目的而包括一个调节箱，其具有至少一个控制元素和一个或更多的断路器，其被该控制元素所控制并且其数量取决于连接在调节单元上的电源电网的数量。其中，该调节箱借助一个数据线被连接到控制单元，也直接地或通过该调节单元，其中该控制单元可使用所述数据线用于传输调节功能的配置数据到该控制元素中。 [0027] 此外，本发明涉及一种根据本发明所述适于在一个能量存储系统中被使用的主模块，具有一个系统存储容量和/或系统输出，其中，该主模块具有一个模块存储容量和一个模块输出，并与一个或更多电源连接形成，被用于在非本地电源电网中连接到非本地电源电网执行非本地化控制和系统任务和/或在本地电源电网中连接到一个或更多的本地电源电网执行本地化控制和系统任务，通过从连接的电源电网中吸收能量并释放能量到连接的电源电网中，所述主模块包括一个用于接收关于将要执行的本地化和非本地化控制和系统任务的外部控制命令的接口，并借助一个或更多数据线被连接到其他能量存储模块，优选数据总线系统，并且所述主模块包括一个用于存储和执行该外部控制命令的主控单元，其中，为了执行该外部控制命令，该主控单元被设置为拥有所有连接其上的能量存储模块的模块存储容量和模块输出并执行该非本地化控制和系统任务，仅仅在本地化控制和系统任务所不需的系统存储容量和/或系统输出的那些部分的范围内。 [0028] 在一个只有一个主模块的能量存储系统中，该系统存储容量和系统输出相当于该主模块的模块存储容量和模块输出。一个主模块代表一个自我维持系统，在一个实施例中，可作为能量存储系统本身投入运行。就多个能量存储模块来说，该单独的容量和输出加起来形成该系统存储容量和系统输出。 [0029] 在一个实施例中，至少该主模块包括一个或更多测量单元，在各自连接着的电源电网中用于测量单个或多个相关的数据，并且该主控单元被用于控制主模块和从模块，如果任何被提供，在这些本地或非本地电源电网中，通过使用外部控制信号为了本地化控制和系统任务，基于该测得的相关数据。其中，该测量单元可以集成到本地和/或非本地电源电网，或者被安排在一个或多个本地电源电网的节点上。该测量单元也可被安排在所述能量存储系统和本地和/或非本地电源电网之间的连接点上。 [0030] 例如，本发明的范围之内的测量单元为测量探头，用于测量线频率和线电压，作为对于连接着的本地电源电网的相关数据的例子。例如，另外的测量变量为，作为时间的函数的电压趋势，相位角，中性点，线频率，线电流，以及其他变量。本发明的范围之内，本领域技术人员能够选择合适的测量单元或测量探头并将它们安排在合适的位置。例如，如果所需的线频率为50Hz，并且该测量单元检测到该线频率正在衰减，该主控单元将依据目前测得的线频率(作为测得的相关数据)并根据控制单元中的响应层级存档，自动将能量填充到该本地电源电网(本地化的控制和系统任务)中，直到该线频率已经再次达到了所需值。另外的例子是本地电源电网中相位角的测量，从而提供适当的无功补偿，或者如果在本地网络中的负载消耗过高或过低，电压的测量用于维持电压质量。为了其他控制和系统任务，其他适当的响应等级被存档于该主控单元中。 [0031] 在进一步的实施例中，该主模块包括一个任务存储器用于存储接收的关于非本地化和本地化控制和系统任务的外部控制命令，该主控单元访问它，根据非本地化和本地化控制和系统任务用于控制能量存储系统。该任务存储器可以是一个在主模块中合适的数据存储器。其中，它可被设计为该主控单元的一部分或一块单独的存储器。在任何一种情况下，该主控单元通过数据连接都被连接到任务存储器上，这样其可在任何时候访问任务存储器，读取存在其中的非本地化和本地化控制和系统任务，并根据这些任务控制该能量存储系统。 [0032] 在本发明的范围内，本领域技术人员可以配置电路相关的该主控单元对任务存储器的访问，并以一种合适的方式将所述能量存储系统的能量存储模块激活。关于非本地化和本地化控制和系统任务的指令(外部控制命令)，例如可以以下指令被存储在任务存储器中：“从非本地电源电网存储xx kWh在日期y始于zz小时”。另一个例子，任务存储器中的指令可以是：“释放xx kW每小时到该本地电源电网中始于今天的zz小时”。本领域技术人员可以在本发明范围内，以合适的方式选择该指令的具体数据格式。任务存储器中的这些指令(或任务)例如可以是指一个备用电源或者电压或电流的稳定。其中，指令(或任务)可以或不以时间基准被存储。没有时间基准的指令(或任务)例如可以如下：“根据指定的曲线，提供合适的备用电源接受50Hz的电网频率偏差”。 [0033] 在进一步的实施例中，该主控单元被配置为寄存器和能量存储系统的评估运营数据，并通过数据接口向相应的外部系统传输一份报告协议，它从中接收外部控制命令，所述报告协议包含运行数据。以这种方式，至少对于外部控制命令的待接收的该运行数据可以被考虑。例如，该能量存储系统的运行数据表明了可利用的系统容量和系统输出，和(目前)空闲的非本地容量(本地化的控制和系统任务不需要的容量)，以及(目前)空闲的非本地输出(本地化的控制和系统任务不需要的系统输出)，在该能量存储系统中可以被利用于计划将来的非本地化任务和/或本地化控制和系统任务。其中，该运行数据可借助该主控单元自身或操作传感器或从模块进行测量，通过相应的数据线传送运行数据到该主控单元。以这种方式注册的该运行数据根据存储于主控单元中的计划被主控单元评估，例如，借助于合适的软件程序，随后以预定义的格式通过上述数据接口被作为运行数据传输。用于传输的时钟脉冲，例如为1Hz或更少。例如，该主控单元分别寄存了该能量模块存储状态的实际值和单独飞轮能量存储单元的存储状态的实际值，该连接着的电源电网的状态(例如电压和电流)，并分配这些数据从而执行本地化和非本地化控制和系统任务。该报告协议例如可不仅包括运行数据而且包括所述能量存储系统的身份，其以一种有特征的名称，例如标识号，可能是，该能量存储系统以地理坐标的形式被设立的地点。其中，该报告协议具有一种数据格式，其适于被所需的外部机构所接收并被处理。该传输的运行数据，包括关于空闲的系统存储容量和空闲的系统输出的真实和计划数据的信息，随后通过一个外部控制单元可被接收并被合适地计划，既而，相应的系统特定的非本地化的或本地化的控制和系统任务可以以外部控制命令的形式被传输回该能量存储系统中。 [0034] 此外，本发明涉及一种根据本发明操作一种能量存储系统的方法，其具有系统存储容量和/或系统输出并具有不止一个通过一个或更多数据线连接的能量存储模块，优选一个数据总线系统，所述能量存储模块每个都具有模块存储容量和模块输出，并且每个都以一个或更多电源连接为特色，为了连接到一个或更多的电源电网，包含以下步骤： [0035] ——将包含一个主模块和一个或更多从模块的各个能量存储模块连接到一个非本地电源电网，用于执行该非本地电源电网中的非本地化控制和系统任务，和/或连接到一个或更多本地电源电网，用于执行该本地电源电网中的本地化控制和系统任务，通过从连接着的电源电网中吸收能量和向连接着的电源电网释放能量； [0036] ——通过一个适当配置的主模块的接口，接收关于将被执行的本地化和非本地化控制和系统任务的外部控制命令； [0037] ——通过主模块的一个主控单元存储并执行外部控制命令，其中，为了执行该外部控制命令，该主控单元拥有所有连接其上的能量存储模块的模块存储容量和模块输出； [0038] ——仅在本地化控制和系统任务所不需的系统存储容量和/或系统输出的那些部分的范围内执行该非本地化控制和系统任务。 [0039] 在一个实施例中，该能量存储系统被连接到一个非本地电源电网并连接到一个或更多的本地电源电网。在此，在各个连接的电源电网中的本地化和非本地化控制和系统任务被分别执行。在一个进一步的实施例中该能量存储系统只连接到一个或更多的本地电源电网，至少其中之一连接到非本地电源电网。在此情况下，该本地化控制和系统任务在各个本地电源电网中被执行，而该非本地化控制和系统任务在非本地电源电网中通过连接在非本地电源电网上的本地电源电网被执行。在某些运行状态，例如，在一个或更多电源电网故障的情况下，一个能量存储系统也可从该非本地供电电网被完全断开。例如此断开连接可能有时间上的限制。同样也可以应用到本地电源电网。 [0040] 在一个实施例中，该方法包含以下另外的步骤： [0041] ——通过一个优先级管理单元借助该主控单元执行单独外部控制命令，其中，在本地电源电网中执行关于本地化控制和系统任务的外部控制命令拥有优先于在非本地电源电网中执行关于非本地化控制和系统任务的外部控制命令的级别。 [0042] 在一个实施例中，该方法包含以下另外的步骤： [0043] ——专门执行连接的本地电源电网中关于将被执行的本地化控制和系统任务的控制命令，万一外部控制命令的接收被干扰，其中，为实现此，该主控单元具有完整的所有连接其上的能量存储模块的模块存储容量和模块输出，直到该外部控制命令的接收已经被恢复。 [0044] 在接收受干扰的情况下，该主控单元优选配置为通过通信网络中可用的备选子通讯网络之一重新建立连接。为实现此，至少该主模块包含不止一个通向通信网络中的子通讯网络的接口。在通信连接已被建立的普通运行期间，在控制活动中所有连接着的电源电网都因此考虑在内。这里，术语“普通运行”是指具有可用的和很大程度上不被干扰的非本地电源电网的能量存储系统的运行。 [0045] 在一个进一步的实施例中，该方法包含以下另外的步骤： [0046] ——在各个从模块中通过一个从控单元监视和控制从模块的运行状态；并且[0047] ——通过数据线定期传输该从模块的运行数据到主控单元，包含本地化控制和系统任务所不需的模块存储容量和模块输出。 [0048] 在一个进一步的实施例中，该方法包含以下另外的步骤： [0049] ——借助于主模块的一个第一测试单元检测接收到的外部控制命令的真实性和/或来源，并且在该主控单元存储接收的外部控制命令之前传输一个阳性的或阴性的第一测试结果到该主控单元；和/或 [0050] ——借助于主模块的一个第二测试单元检测通过从模块传输的运行数据的真实性和/或来源，并且在该主控单元存储传输的运行数据之前传输一个阳性的或阴性的第二测试结果到该主控单元。 [0051] 在一个进一步的实施例里，该方法包含以下另外的步骤： [0052] ——如果第一测试结果为阴性的并且发送出一个警告信号到能量存储系统和/或到外部，通过主控单元将能量存储系统的所有能量存储模块转换到一个安全运行状态；和/或 [0053] ——通过主控单元将用于传输运行数据的从模块，它的一个阴性的第二测试结果从第二测试单元被接收到，转换到一个安全运行状态，并发送出一个警告信号到能量存储系统和/或到外部。 [0054] 在一个进一步的实施例里，该方法包含以下另外的步骤： [0055] ——设立并传输一个层级结构，从控单元根据其旨在承担控制其他从模块的任务，在现有主模块或现有主控单元故障的情况下； [0056] ——根据层级结构，在现有主模块或现有主控单元故障的情况下，通过从模块之一作为新的主模块，承担控制能量存储模块的任务，其中至少此从模块也包含一个用于接收关于将要执行的本地化和非本地化控制和系统任务的外部控制命令的接口。 [0057] 在一个进一步的实施例里，该方法包含以下另外的步骤： [0058] ——至少借助该主控单元通过一个发送到从模块的所谓握手信号定期检测数据线的能效。 [0059] ——由于所接收的握手信号，通过各个从模块传输一个返回信号，所述返回信号为各个从模块的特征；或 [0060] ——如果该握手信号未能被从模块接收，那么从各个供电网络断开从模块的电源连接； [0061] ——由于所接收的返回信号，通过主单元查明趋向各个从模块的数据线的能效；或 [0062] ——如果没有返回信号，则通过主模块从各个电源电网断开所有的电源连接。 [0063] 在一个实施例中，该方法包含以下另外的步骤： [0065] 本发明的这些和其他方面将详细展示在下面的附图中，在图中： [0066] 图1展示了根据本发明所述的能量存储系统的一个示范性实施例； [0067] 图2展示了根据本发明所述的用于运行能量存储系统的方法的一个示范性实施例； [0068] 图3展示了在外部控制命令的接收受干扰的情况下，根据本发明所述的方法的一个示范性实施例； [0069] 图4展示了接收到可疑来源和/或内容的控制和系统任务的能量存储系统响应的一个示范性实施例； [0070] 图5展示了在与从属模块的通信被干扰的情况下，根据本发明所述的方法的一个示范性实施例； [0071] 图6展示了接收到可疑来源和/或内容的运行数据的能量存储系统响应的一个示范性实施例； [0072] 图7展示了根据本发明所述的具有能量存储系统的一个黑启动支持单元的一个示范性实施例； [0073] 图8展示了具有调节箱的调节单元的一个示范性实施例。 具体实施方式[0074] 图1展示了根据本发明所述的能量存储系统1的一个示范性实施例。在此实施例中，该能量存储系统1具有3个能量存储模块2M，2S每个拥有2个飞轮能量存储单元8，用于每个能量存储模块2M，2S的能量可逆存储，每个都具有模块存储容量MSK和模块输出ML。这3个能量存储模块2M,2S在用于控制能量存储模块1的一个主模块2M和2个从模块2S之间被分割。此处所示的实施例仅仅为示例。每个能量存储系统1的能量存储模块2M,2S的数量取决于所需的特定应用并且因此变化很大。仅有一个单独能量存储模块2M的能量存储系统1也可被使用，在目前的情况下，其为一个主模块2M。在所示实例中，该能量存储模块2M,2S通过一个公共连接点9连接着，其结果为其模块容量MSK和模块输出ML在总体上与能量存储系统1的系统存储容量SK和系统输出L一样可用于控制和系统任务NORS,ORS。在仅有一个单独的能量存储模块2M的能量存储系统1中，该连接点9也可被省略。同样地，一个能量存储模块2M,2S中的飞轮能量存储单元8的数量可能根据每个能量存储模块而不同，并且根据每个能量存储系统而不同。每个能量存储模块2M,2S的大量的飞轮能量存储单元8的优势在于，其增加了该能量存储系统1的系统存储容量SK和系统输出L。能量存储模块2M,2S通过一个数据线3彼此连接。其中，此数据线可被延伸至能够在稍后的点增加额外的能量存储模块2S到现有的3个能量存储模块2M,2S，如有必要。这同样适用于在公共连接点9的电源连接1N。该能量存储模块包含一个或更多的电源连接1N，在此实施例中，其通过一个公共连接点9被连接，以连接到电源电网5,61,62。通过此连接点，在非本地电源电网5中的该非本地化控制和系统任务NORS和在本地电源电网61,62中的本地化控制和系统任务ORS，通过从连接的电源电网5,61,62中的能量吸收En和能量释放Ep到连接的电源电网5,61,62，可被执行。为了在该连接点分割该能量流成为分离的能量流，通向独立的电源电网5,61,62，该能量存储系统1包含一个调节单元12，其在图8中被详细描述。因此，整个系统存储容量SK和系统输出L可被用于从一个或更多电源电网 5,61,62中吸收能量En和能量释放Ep到一个或更多电源电网5,61,62，其被连接到该能量存储系统1。在一个仅连接到一个连接着非本地电源电网5的本地电源电网61,62的能量存储系统1中，该调节单元包含至少一个断路器。在此情况下，不必分割该能量流，因为该完整能量流结束于该本地电源电网5中。该主模块2M被设计用于所有连接到数据线3的能量存储模块2M,2S的整体控制，而为实现此，至少包含一个接口4M，用于接收关于将执行的本地化和非本地化控制和系统任务ORS，NORS的EM外部控制命令ESB，一个主控单元7M用于存储S并执行AO，ANO外部控制命令ESB。在此，该主控单元7M具有连接其上的所有能量存储模块2M,2S的模块存储容量MSK和模块输出ML，并且执行ANO该非本地化控制和系统任务NORS，仅仅在该系统存储容量SK和/或系统输出L的部分SKg，Lg的范围内，而其不需要用于该本地化的控制和系统任务ORS。为实现此，该主控单元包含一个优先级管理单元71，用于执行AO,ANO单独的外部控制命令ESB，其中，在本地电源电网61,62中，执行AO关于本地化控制和系统任务ORS的外部控制命令ESB拥有优先于在非本地电源电网 5中执行ANO关于非本地化控制和系统任务NORS的外部控制命令ESB的级别。该优先级管理单元71可被设计为一个数据存储器，优先层级由此存储。该优先层级可以文件的形式被利用，例如，其在现场可被取代或修改。在一个实施例中，它提供的是，出于系统安全的原因，不可能通过接口4M访问该优先级管理单元71。在此实施例中，该从模块2S每个都包含一个从控单元7S，其监视并控制各个从模块2S的运行状态BZ，并通过数据线3传输从模块 2S的运行数据BD至该主模块2M。这里，该从模块2S被在后的指示从控单元7S执行该控制和系统任务ORS,NORS的主控单元7M和实施指令到相应的机器参数用于该飞轮能量存储单元8的该单独从控单元7S所共同控制。或者，该从控单元7S也可在没有时完成，并且其所有的功能也可通过主控单元7M被执行。控制这样实现，该主控单元7M通过减速的方式告知该单独能量存储模块2M,2S应当从该飞轮能量存储单元8中释放多少能量，或者通过加速的方式告知该单独能量存储模块2M,2S应当在独立的飞轮能量存储单元8吸收多少能量。为确保此所需的能量吸收和释放能够实现，该从控单元2S于是控制飞轮能量存储单元 8的驱动电机，这样它们将该独立的飞轮能量存储单元8减速或加速。在此实施例中，一个从模块2S也包含一个接口4S，用于接收关于将被执行的该本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS的EM外部控制命令ESB，其中，在现有主模块2M或现有主控单元7M故障的情况下，该从控单元7S被配置为新的主控单元7M-N，用于存储S外部控制命令ESB并用于控制AO,ANO其他从模块2S。 [0075] 出于系统安全性的原因，该主模块另外包含一个第一测试单元10，其通过接口4M检测外部控制命令ESB的真实性和/或来源，并在主控单元7M存储S该接收的外部控制命令ESB之前，传输给该主控单元7M一个阳性PP或阴性NP的第一测试结果PE1。这就阻止了未经授权的人员能从外部访问该能量存储系统1并产生不需要的运行状态。此外，示例中的主模块2M包含一个第二测试单元PE2，其通过从模块2S检测传输的运行数据BD的真实性和/或来源，并在主控单元7M存储S该传输的运行数据BD之前，传输给该主控单元7M一个阳性PP或阴性NP的第二测试结果PE2。这两个测试单元可以有效地防止通过接口和内部数据通信的任何未经授权的访问。其中，该控制和系统任务可被存储S在一个任务存储器15中，主控单元7M可以通过数据连接访问它，从而根据该非本地化和本地化控制和系统任务NORS,ORS控制该能量存储系统1。其中，该主控单元7M可以周期性间隔访问任务存储器15，例如，在几毫秒的范围内或在每个存储S到任务存储器15后，为了寄存可能的新的本地化和/或非本地化控制和系统任务ORS,NORS。如果该第一和/或第二测试结果PE1,PE2为阴性的NP，则主控单元7M发送出一个警告信号AS。 [0076] 随着通向外部的连接被建立，主控单元7M被设置为用于发送能量存储系统1的运行数据BD到外部，其注册并提前评估，通过该接口4M，在一个包含这些运行数据BD的报告协议MP中，以便该运行数据BD可被考虑在内，至少为了将被接收的外部控制命令ESB。 [0077] 此外，该主模块包含一个或更多的测量单元14，在各个连接的本地和非本地电源电网5,61,62中用于测量单个或多个相关数据RD(虚线箭头)。其中，主控单元7M被用于控制AO,ANO该能量存储系统1，为了本地和非本地电源电网5,61,62中的本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS，基于已被测量的相关数据RD。基于被测量的相关数据RD，并因此在能量存储单元1中可以利用，该主控单元7M，在已经评估了相关数据RD并已经将其与提供的本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS进行比较，可以为了本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS控制该本地能量存储系统1，在这些本地和非本地电源电网5,61,62中，以目标导向和灵活的方式，从而控制该电网品质。 [0078] 图2展示了根据本发明所述的用于运行能量存储系统1的方法的一个示范性实施例。该能量存储系统1借助于接口4M接收关于非本地化和/或本地化控制和系统任务NORS,ORS的EM外部控制命令ESB，并存储S该接收的控制命令。基于接收的本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS，主控单元7M检测接收的本地化和非本地化控制和系统任务的可行性，在能量存储系统1的系统存储容量SK和系统输出L的范围内，和被从模块2S传输的运行数据BD一样，在各个模块存储容量MSK和模块输出ML的范围内。如果它们可被执行，则该本地化控制和系统任务ORS通过优先控制AO被执行，例如，在连接的本地电源电网61,62中通过从模块2S’使用所需的本地系统容量SKI和本地系统输出LI。该非本地化控制和系统任务NORS也被检测它们的一般可行性，在系统存储容量SK和系统输出L的范围内。如果通常不可能执行该接收到的非本地化控制和系统任务NORS，因为它们超出了能量存储系统1的范围，主控单元7M将通过接口4M发送出一个相应的故障信号F，并阻挡这些非本地化控制和系统任务NORS，以便其能再次被执行。既然该本地化控制和系统任务ORS被执行了，只有本地化控制和系统任务ORS所不需的非本地系统容量SKg和系统输出Lg可用于该非本地化控制和系统任务NORS。即使非本地化控制和系统任务NORS原则上可被能量存储系统1执行，现在也要在空闲的非本地容量SKg和空闲的非本地输出Lg的范围内检测这些任务事实上是否可以被执行。如果检测表明目前不可能执行该非本地化控制和系统任务NORS，则这些任务的执行就被该主控单元7M搁置了，例如，适当标记在该任务存储器15中。如果检测表明目前可能执行该非本地化控制和系统任务NORS，则主控单元7M控制ANO能量存储系统1，这样改非本地化控制和系统任务NORS可在连接的非本地电源电网5中被执行。其中，该主控单元7M可分割部分任务以合适的方式在从模块2S之间用于执行AO,ANO该控制和系统任务ORS,NORS。在示出的实例中，例如，主模块2M和从模块2S被分配用于执行ANO非本地化控制和系统任务NORS，而其他的从模块2S’导致本地化控制和系统任务ORS被执行AO。为实现此，调节单元12为调节功能KD，借助一个合适的数据连接31从控制单元13中接收合适的配置数据，所述配置数据作为控制和分割能量流EF成一股能量流EFg流向/来自该非本地电源电网5和一股能量流EFl流向/来自该本地电源电网61的指令。 [0079] 图3展示了在外部控制命令ESB的接收EM受干扰的情况下，根据本发明所述的方法的一个示范性实施例。随着通信连接的建立，外部控制命令ESB被传输到能量存储系统1并被接收，并由后者存入任务存储器15中。如果本地主控单元7M现在访问该任务存储器15，在其中也要检测ST该能量存储系统1是否仍然连接到外部或者来自外部的接收是否被干扰ST。如果该检测表明没有干扰(“N”)，例如通过一个前面提到的握手信号，随着握手信号HS的传输和一个相应返回信号RS的接收，该能量存储系统1为连接的本地电源电网61(在所示的实施例中，只有一个连接的电源电网)将优先执行AO本地化控制和系统任务ORS，并且也将为非本地电源电网5执行ANO非本地化控制和系统任务NORS，在空闲的非本地容量SKg和空闲的非本地输出Lg的范围内。如果该检测表明在连接(“J”)中有干扰ST，则为本地化电源电网61仅有本地化控制和系统任务ORS被执行AAO。当该通信连接被定期检测时，该检测可能在稍后的点产生一个阳性的结果，其结果是，该能量存储系统1再次同步执行本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS，在可利用的容量和输出SK,SKg,SKl,L,Lg,Ll的范围内。 [0080] 图4展示了接收到可疑来源和/或内容的外部控制命令ESB的能量存储系统1响应的一个示范性实施例。在此，外部控制命令ESB通过接口4M被主模块2M接收，并传输到第一测试单元10。该接收到的外部控制命令ESB被检测PR真实性和来源。为实现此，该第一测试单元10包含一个合适的测试程序，其被自动应用到每一个接收的本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS。如果该第一测试结果PE1为阳性的PP(PE1＝PP)，则接收的控制命令ESB被存储S到主模块2M的任务存储器15中。允许被存储S的控制和系统任务ORS,NORS，例如可通过测试单元10进行适当的索引(例如，一组代码或其他任何标记)。在这种情况下，该任务存储器15只存储那些被相应索引的控制和系统任务ORS,NORS。或者，第一测试单元10也可只传送那些已被检测为阳性的控制和系统任务ORS,NORS到任务存储器15。在此情况下，控制和系统任务ORS,NORS不必被标记或索引，因为已被检测为阴性的控制和系统任务ORS,NORS没有被第一测试单元10传送，并且任务存储器15不必承担检测该测试结果PE1的任务。在进一步的替代实施方案中，第一测试单元10可将测试的控制和系统任务ORS,NORS存入缓冲区，例如，存入第一测试单元10并发送给任务存储器15一份阳性PP测试的控制和系统任务ORS,NORS的数据清单，于是，该任务存储器15自动从缓冲区下载该阳性PP测试的控制和系统任务ORS,NORS并将它们存储S在任务存储器15中。为了执行存储在任务存储器15中的本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS，该主控单元7M可通过一个数据连接访问它们。该存储的本地化控制和系统任务ORS与该非本地化控制和系统任务NORS被同步执行，不过优选在该非本地化控制和系统任务NORS之前执行。同步执行任务一直是可能的，只要控制和系统任务ORS,NORS都能在系统存储容量和系统输出的范围内执行。如果不是这种情况，则该本地化控制和系统任务ORS被优先执行。 相反，如果该测试结果PE为阴性的(PE＝N)，则主控单元7M发送一个警告信号AS到能量存储系统1(和/或该外部EX通过该接口4M)并且该主控单元7M将提示从连接的电源电网5,61,62处断开TR该能量存储系统1。此完成的断开连接TR被调节单元16和电源电网 5,61,62之间的垂直虚线示意性地表示。 [0081] 图5展示了在与从模块2S的通信被干扰的情况下，根据本发明所述的方法的一个示范性实施例。在所示实例中，主控单元7M定期检测U1运行到从模块2S的数据线3，通过一种发送到从模块2S的所谓握手信号HS用于检测其能效，于是，基于接收到的握手信号HS，该从模块2S传输一个为各个从模块2S特性的返回信号RS到主控单元7M。该主控单元7M被用于查明运行到各个从模块2S的数据线3的功效，基于该接收到的返回信号RS。一旦其接收了该返回信号RS，主控单元7M就通过从模块2S执行AO,ANO控制和系统任务ORS,NORS。如果主控单元7M没有从一个或所有的从模块2S那里接收到返回信号，那么特定从模块2S的电源连接1N或者所有通往连接的电源电网的电源连接1N都从主控单元7M被断开TR。相反，如果该从模块2S没有从主控单元7M接收到握手信号HS，那么该从模块 2S就会从各个连接的电源电网5,61,62处断开TR该从模块2S的电源连接1N。这里，例如，该断开连接可通过中断到连接点9的连接而实现。 [0082] 图6展示了接收到可疑来源和/或内容的运行数据BD的能量存储系统响应的一个示范性实施例。该从模块2S或它们的从控单元7S持续监控着各个从模块2S的运行状态BZ，并通过数据线3将该从模块2S的运行数据BD传输给该主模块2M或者该主控单元7M，所述运行数据BD包含本地化控制和系统任务ORS所不需的模块存储容量MSK和模块输出ML。在主模块的第二测试单元11中，通过该从模块2S传输的运行数据BD现在被检测真实性和/或来源。如果该第二测试数据PE2为阳性的PP，那么主控单元7M存储该传输的运行数据BD至一个任务管理器15中。然而，如果该第二测试结果PE2为阴性的，那么主控单元7M就会将各个从模块2S转换到一个安全运行状态SB；在所示实施例中，该主控单元7M将此从模块2S的电源连接1N从连接的电源电网5,61,62处断开TR，并传送一个警告信号AS到能量存储系统1，还通过该接口4M传送到外部EX。为了电网断开连接的目的，该主控单元7M以可切换的方式被连接到从模块的电源连接1N上。 [0083] 图7展示了在非本地电源电网5故障5A的情况下根据本发明所述的方法的一个示范性实施例。在此示范性实施例中，能量存储系统1准备好了一个黑启动支持单元SU，如果该非本地电源电网5发生故障5A。该能量存储系统1持续检测非本地电源电网5是否存在，例如，通过合适的调节单元12。如果该检测表明该非本地电源电网5是存在的(5A＝N)，则该能量存储系统1继续以正常运行模式进行操作，如图1所示，其结果是该能量存储系统1依据本地化和非本地化控制和系统任务ORS,NORS被控制AO,ANO。如果该检测表明该非本地电源电网5出现故障(5A＝J)，那么针对该非本地电源电网5的该黑启动支持单元SU被给予高于本地化控制和系统任务ORS(由虚线箭头表示，指向本地电源电网61)的优先级。该能量存储系统1将会为非本地电源电网5执行一次黑启动，或之后与其他能量存储系统或电站一起给出馈入频率的适当同步。一旦黑启动已经成功完成，该本地化控制和系统任务ORS将被再一次优先执行。 [0084] 图8展示了调节单元12的一个示范性实施例，在所示实施例中，其被连接到本地电源电网61和非本地电源电网5。为了使该调节单元12能够调节连接的电源电网5,61和能量存储系统1之间的能量流EF，如有必要，从能量存储系统1处，断开一个或更多的连接的电源电网即所示实施例中的该本地电源电网61和/或该非本地电源电网5，根据此实施例的该调节单元12包含一个调节箱13，其针对每个连接的电源电网5,61都具有一个控制元素13-1和独立的断路器13-2。该主控单元7M通过一个数据连接31被连接到调节箱13的控制元素13-1，并传输合适的调节功能KD的配置数据到该调节箱13，即所示实施例中的控制箱13-1，用于控制该能量流。根据该调节功能KD的配置数据，控制元素13-1控制从连接着连接的电源电网5,61的连接点9进来的能量流EF的分割，其分割为流向本地电源电网61的能量流EFl和流向非本地电源电网5的能量流EFg。在本实施方式中，通过仅作为示例的方式，当能量被注入到连接着的电源电网5,61时，能量流EF的分布显示了出来。类似地，调节箱13被配置为控制来自连接着的电源电网5,61之一能量流，并且控制前往其他连接着的电源电网61,5之一的能量流，其中，取决于该两股能量流的大小，要么所述能量存储系统1的负能量被过剩存储，要么所述能量存储系统1的过剩正能量被提供了。在所示示例中，该能量存储系统1未被明确示出，但只是象征性地使用了相应的组分7M,12,14。该调节箱13从相应的测量单元14中同时接收两个连接的电源电网5,61的相关数据RD，其中，基于所述相关数据RD，该控制元素13-1源于两个连接的电源电网5,61的存在，通过存储于该控制元素13-1中的相关数据RD的标准值或阈值。如果由于电网故障连接的电源电网5,61的其中之一或任一个不再可用，那么该特定电源电网5,61的故障表现在相应的传输给控制元素13-1的相关数据RD，于是，该控制元素13-1自动向各个断路器13-2发送相应的断开连接指令(虚线)，用于使能量存储系统1从连接的电源电网5,61处断开，于是，该断路器13-2从该能量存储系统1处断开先前连接的电源电网5,61。其中，该连接着的电源电网在几毫秒内被断开。如果仅有一个电源电网被断开，该能量存储系统1则继续为其他仍连接着的电源电网做准备。因此，在电源电网出现故障的情况下，短路或过载的情况会被有效阻止。此处展示的该实施例，有一个连接着的本地电源电网61和一个连接着的非本地电源电网5，这仅是一个两个连接的电源电网的例子。在其他实施例中，该调节单元16，特别是该调节箱13，也能被连接到两个以上的电源电网中。两个或更多的连接着的电源电网，也可以每个都是本地电源电网，并且至少其中一个本地电源电网是被连接到该非本地电源电网中，用于执行该非本地控制和系统任务。 [0085] 此处所示的实施例仅仅表示本发明的例子，并不应该被理解为对本发明范围的限制。本领域技术人员所预期的可替换的实施例同样也包含在本发明所保护的范围之内。 [0086] 参考符号列表 [0087] 1 根据本发明所述的能量存储系统 [0088] 1N 能量存储系统或单独的能量存储模块的电源连接 [0089] 2M 作为主模块的能量存储模块 [0090] 2S,2S' 作为从模块的能量存储模块 [0091] 3 数据线 [0092] 31 数据连接 [0093] 4M 用于接收外部控制命令的主模块的接口 [0094] 4S 用于接收外部控制命令的从模块的接口 [0095] 5 非本地电源电网 [0096] 5A 非本地电源电网的故障 [0097] 61,62 本地电源电网 [0098] 7M 主模块的主控单元 [0099] 7S 从模块的从控单元 [0100] 71 优先级管理单元 [0101] 8 飞轮能量存储单元 [0102] 9 连接点 [0103] 10 第一测试单元 [0104] 11 第二测试单元 [0105] 12 为连接能量存储系统到电源电网的调节单元 [0106] 13 调节箱 [0107] 13-1 控制元素 [0108] 13-2 断路器 [0109] 14 能量存储系统的测量单元 [0110] 15 外部控制命令存储器 [0111] A1N 连接能量存储模块到电源电网 [0112] AAO 专门执行特定本地化控制和系统任务 [0113] ANO 执行外部控制命令/控制关于非本地化控制和系统任务的能量存储系统/能量 [0114] 存储模块 [0115] AO 执行外部控制命令/控制关于本地化控制和系统任务的能量存储系统/能量存 [0116] 储模块 [0117] AS 警告信号 [0118] BD 能量存储模块的运行数据 [0119] EF 能量流 [0120] EFg 流向非本地电源电网的能量流 [0121] EFl 流向本地电源电网的能量流 [0122] EM 接收外部控制命令 [0123] En 通过能量存储系统从电源电网吸收能量(负能量供应) [0124] Ep 通过能量存储系统释放能量到电源电网(正能量供应) [0125] ESB 外部控制命令 [0126] EX 向外部 [0127] F 故障信号 [0128] FT 检测数据线的能效/查明能效 [0129] HF 在电源互联或在区域互联中控制的层级 [0130] HS 握手信号 [0131] KD 调节功能的配置数据 [0132] L 能量存储系统的系统输出(总输出) [0133] Lg 可用于非本地化控制和系统任务的系统输出(非本地输出)[0134] Ll 提供给本地化控制和系统任务的系统输出(本地输出) [0135] ML 模块输出 [0136] MSK 模块存储容量 [0137] NP 阴性测试结果 [0138] NORS 非本地化控制和系统任务 [0139] ORS 本地化控制和系统任务 [0140] PP 阳性测试结果 [0141] PE1 第一测试结果 [0142] PE2 第二测试结果 [0143] PR 检测接收的NORS,ORS [0144] RD 本地电源电网的相关数据 [0145] RS 响应于握手信号的返回信号 [0146] S 存储数据 [0147] SB 安全运行状态 [0148] SK 能量存储系统的系统存储容量(总容量) [0149] SKg 用于非本地化控制和系统任务的系统存储容量(非本地容量)[0150] SKl 提供给本地化控制和系统任务的系统存储容量(本地容量)[0151] ST 外部控制命令被干扰的接收 [0152] SU 黑启动支持单元 [0153] TR 从连接到电源电网断开能量存储系统 [0154] U1 检测返回信号的接收 [0155] Z 主控单元访问任务存储器。 |
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