CN104093977A - 用于存储能量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置包括一个可弹性形变的组件和一个致动器-发电机。该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成张力。该致动器-发电机进一步耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的一次释放的机械致动引起由该致动器-发电机进行一次发电。

Description

用于存储能量的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请与2012年2月6日提交的标题为“用于消除谐波噪声的方法和装置(Method and Apparatus for Removal of Harmonic Noise)”的美国专利号13/367,195相关，该申请通过引用以其全文结合于此。
背景技术
具体区域的电网上的电力通常是通过处于多个位置的多个单独的电源所产生的。电网上的集体最终用户对电力的总需求以与电力生产源响应的频率不相匹配的速率瞬时地变化。具体地，电力生产的改变速率通常太低，而不能精确地符合电力需求的增加和降低。虽然可以实现多种系统以关注需求，并响应于需求的变化而改变、缩减、或增加产量，需求和产量之间的速率改变的不等性通常会造成电网电力的频率波动。
电网电力的频率至少瞬时地随着负载和发电变化而改变。这些变化趋向于在运行于60Hz或50Hz的系统上处于亚赫兹(即0.5Hz)范围内。更具体地，系统上需求的过载通常会造成总体系统频率降低，并且需求的显著减小通常会造成总体系统频率上升。
对电网上的供应和需求的波动响应的响应时间较慢会导致系统低效率、浪费电力、以及脏电(处于不同于基本频率的频率的电力)。
概述
诸位发明人已经认识到，能量存储装置(具体地，通过能够进行快速能量生成和释放的装置)提供了多种用于调节和管理电能及其生成和使用的有利结构。考虑到上述的内容，本披露涉及用于能量存储的方法和装置。
在一个实施例中，一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置包括一个可弹性形变的组件和一个耦合至该可弹性形变的组件的致动器-发电机。该致动器发电机被配置成用于耦合至该输电线。该致动器-发电机可以耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成张力。该致动器-发电机还可以耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的释放的机械致动引起由该致动器-发电机进行发电。
在某些实施例中，该能量存储装置可以包括一个耦合至该致动器-发电机的控制器。该控制器可以被配置成用于调制该致动器-发电机的电能消耗和生成。该控制器可以被进一步配置成用于以大于等于10Hz、1Hz、或该输电线的基本频率的速率来调制电能消耗和生成。
在某些实施例中，该能量存储装置的该致动器-发电机可以包括下列各项中的至少一项：电液压式组件、机电式组件、电磁式组件、或电流控式。在某些实施例中，该致动器-发电机可以包括压电式组件。
该能量存储装置可以包括一个耦合至该致动器-发电机的电源，该电源可以包括输电线。
该能量存储装置的该可弹性形变的组件可以包括电缆。该致动器-发电机可以耦合至该电缆的至少一端。在某些实施例中，该致动器-发电机可以在该电缆上的位于该电缆的一个第一端和该电缆的一个第二端之间的一个点处耦合至该电缆。该电缆可以是非转动式电缆、整体式电缆、绞合电缆、直的绞合电缆、或扭曲的绞合电缆。该电缆可以具有圆形横截面、矩形横截面、或带状横截面。根据某些实施例，该电缆可以是悬挂式电缆，该悬挂式电缆可以包括多个与其耦合的重物。根据各发明实施例，该电缆可以是预张紧的，例如通过重物。该电缆可以被配置成线性取向，并且可以被配置成通过多个轴承多次折叠。该电缆可以由钢、有机聚合物、合成聚合物(如Kevlar或Zylon)、或碳纤维(如碳纳米管)构成。
在某些实施例中，该致动器-发电机可以耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成扭张力。在其他实施例中，该致动器-发电机可以耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成线性张力。
在某些实施例中，该能量存储装置可以包括一个壳体，该可弹性形变的组件的至少一部分和该致动器-发电机被安置在该壳体中。
在某些实施例中，该致动器-发电机包括旋转电动机，并且在某些实施例中，该致动器-发电机包括线性电动机。
在某些实施例中，该致动器-发电机可以被配置成用于维持该可弹性形变的组件中所生成的张力。该致动器-发电机可以包括下列各项中的至少一项：制动器、可释放的棘轮、或可致动以维持该可弹性形变的组件中的该张力的可移动销钉。
该能量存储装置可以包括至少一个耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机的传感器。该传感器可以被配置成用于测量该可弹性形变的组件内的张力，该张力可以包括线性应变或切应变。该传感器可以被配置成用于测量该致动器-发电机所施加的力或扭矩，或者可以被配置成用于测量该可弹性形变的组件中的应力。该能量存储装置可以包括一个应变仪，该应变仪耦合至该可弹性形变的组件以用于测量该可弹性形变的组件中的应变。该能量存储装置可以包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该传感器可以被配置成用于测量该能量存储装置的能量存储量或能量效率。
在某些实施例中，该能量存储装置的该致动器-发电机可以耦合至该可弹性形变的组件，这样使得将该致动器-发电机电气地致动会使一个横向力施加至该可弹性形变的组件。
在某些实施例中，该能量存储装置可以耦合至功率汇，并且该功率汇可以是该输电线。
在此所披露的其他示例性发明实施例提供了一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置。该能量存储装置包括一个耦合至一个致动器和一个发电机的可弹性形变的组件。该致动器被配置成用于耦合至该输电线。该致动器可以耦合至该可弹性形变的组件，这样使得将该致动器电气地致动在该可弹性形变的组件中生成张力。该发电机可以耦合至该可弹性形变的构件，这样使得该致动器发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的释放的机械致动引起由该发电机进行发电。
在此披露的其他示例性发明实施例提供了一种能量存储装置，该能量存储装置包括一个耦合至一个功率转换器的可弹性形变的组件。该功率转换器被配置成用于耦合至输电线。该功率转换器可以被配置成用于用从电源接收到的电能通过该可弹性形变的组件的拉伸形变在该可弹性形变的组件中生成弹性能量。该功率转换器还可以被配置成用于用从该可弹性形变的组件接收到的弹性能量发电。
在此所披露的某些示例性发明实施例提供了一种用于存储能量的方法。根据某些实施例，该方法包括通过可电气致动的电动机在可弹性形变的组件中生成张力。该张力是由该电动机在电动机的电气致动的时间段内生成的。该方法进一步包括通过该可弹性形变的组件在释放该可弹性形变的组件中所生成的张力的至少一部分的过程中产生的恢复力来致动耦合至该可弹性形变的组件的发电机，由此发电。
在另一示例性发明实施例中，提供了一种将输电线维持在指定电频率的方法。将输电线维持在指定电频率的该方法包括测量该输电线的电频率以及调整该输电线的该电频率，这样使得该电频率基本上等于该指定的电频率。可以通过将电力从该输电线移除或将电力添加至该输电线中的至少一种来调整该电频率。将电力从该输电线移除包括将电力从该输电线传输至可电气致动的电动机，并由此致动该电动机在该可弹性形变的组件中生成张力。将电力添加至该输电线包括：用耦合至该可弹性形变的组件的发电机，借助由该可弹性形变的组件在释放该可弹性形变的组件中所生成的张力的至少一部分的过程中所产生的恢复力进行的发电机的致动来发电。
将输电线维持在指定的电频率的该方法还可以包括：借助滤波器将处于不同于该指定的电频率的频率的电力从该输电线移除，以及将处于不同于该指定的电频率的频率的电力传输至该电动机以在该可弹性形变的组件中生成张力。
示例性发明实施例还提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括有形存储介质上所存储的计算机可读代码。该计算机可读代码形成了由计算机可执行用于将输电线的电输出维持在指定的电频率的计算机程序。该计算机程序包括：用于使传感器测量该输电线的电频率的计算机代码和用于调整该输电线的电频率的计算机代码，这样使得通过将电力从该输电线移除或将电力添加至该输电线中的至少一种而使该电频率基本上等于该指定的电频率。基于该计算机代码将电力从该输电线移除包括：使电力从该输电线传输至可电气致动的电动机，并由此致动该电动机在该可弹性形变的组件中生成张力。基于该计算机代码将电力添加至该输电线包括：使得借助由该可弹性形变的组件在释放该可弹性形变的组件中所生成的张力的至少一部分的过程中所产生的恢复力进行的发电机的致动(通过耦合至该可弹性形变的组件的发电机)发电，以及使得将所生成的电力传输至该输电线。
应当认识到的是，前述概念和下文中更详细讨论的附加概念的所有组合(前提是此类概念并不是互相不一致的)被视为在此所披露的发明主题的一部分。具体地，出现在本披露的结尾的所要求保护的主题的所有组合被视为在此所披露的发明主题的一部分。
附图简要说明
本领域技术人员将认识到，附图主要用于示意性目的并且不旨在限制在此所描述的发明主题的范围。
图1根据一个示例性实施例展示了一个连接至电源的能量存储和生成装置。
图2根据另一实施例展示了一个连接至电源的能量存储和生成装置。
图3根据一个实施例示出了一个具有线性致动器的能量存储和生成装置，该线性致动器被配置成用于在横向于能量存储组件的轴线的方向平移。
图4根据一个实施例示出了一个具有线性致动器的能量存储和生成装置，该线性致动器被配置成用于沿着能量存储组件的轴线平移。
图5根据一个实施例描绘了一个能量存储和生成装置，该能量存储和生成装置致动一个折叠的或波状的能量存储组件。
图6根据一个示例性实施例展示了一个用于存储电力线所传输的能量的能量存储装置。
在此所披露的发明概念的特征和优点将从下文给出的与附图结合的详细说明中变得更加明显。
详细说明
接下来是对与用于存储能量的发明装置、方法、和系统相关的各种概念及其实施例的更详细描述。应当认识到的是，可以用众多方式中的任意一种来实现上文所介绍并在下文更详细讨论的各种概念，因为所披露的概念并不限于任何具体的实施方式。具体实施方式和应用的示例主要是为了说明的目的而提供的。
各示例性实施例总体上涉及用于存储能量并可选地使用所存储的能量发电的装置方法。各实施例具体涉及电能向机械能的转换、使用机械能生成可以暂时性存储的势能、以及从所存储的势能收获电能。在此所披露的概念可以结合波动的能量需求在功率调节的上下文中具有实质效用和快速响应。
图1根据一个实施例展示了一个连接至电源的能量存储和生成装置。在图1中所描绘的实施例中，能量存储和生成装置100包括可弹性形变的组件101。可弹性形变的组件101可以由电缆构成。该可弹性形变的构件耦合至一个致动器，该致动器在所描绘的实施例中是组合的电动机-发电机102的形式。电动机-发电机102在所展示的示例性实施例中是旋转式致动器。根据各发明实施例，可弹性形变的构件101可以耦合至一个单独的电动机或致动器和一个单独的发电机。电动机-发电机102耦合至组件101，以用于可旋转地向组件101施加一个力以生成扭张力(参考致动方向111)。在所展示的实施例中，电动机-发电机耦合至组件101的末端。组件101的与耦合至电动机-致动器102的末端相对的末端耦合至一个静止结构，从而当致动耦合至该电动机-发电机的一端时帮助扭曲组件101。像这样，在旋转致动电动机-发电机102时，组件101被扭曲并与想要将该组件返回至其未扭曲的配置的返回力相反。通过底座105将该电动机-发电机锚固至静止结构106，从而当在组件101中生成扭张力时将该电动机维持在静止取向。结构106可以支撑组件以防止施加至该组件的力、扭矩或力矩造成该组件的完全旋转。
通过从输电线110传输的电能致动电动机-发电机102。在某些实施例中，能量存储和生成装置100可以被安置在一个壳体中，该壳体直接耦合至承载该输电线的电线杆，并且可以直接或间接耦合至该输电线。在该电动机-发电机间接耦合至该输电线的实施例中，中间组件(如变压器或整流器)可以被安置在输电线110和电动机-发电机102之间。
可以致动电动机-发电机102以用于功率调节，例如当产生了比所需要的电力的更多的电力时。具体响应于需求的减小或容量的增加，在此披露的某些实施例可以被用作一种用于通过被电动机-发电机所消耗以用于弹性地拉伸组件101来暂时存储一部分过多的能量的机制。当需求增大并且容量减小时，可以快速地释放所存储的能量从而为能量生成容量提供快速替代品。
电动机-发电机102通常包括两个基本组件，一个转子和一个定子。或者该转子或者该定子可以组成电枢或磁场。通常通过激磁线圈来创造该磁场，可以通过来自该输电线的一部分电力将该激磁线圈通电。所电气地生成的磁场可以构成一个机电式组件，并且来自该输电线的电力可以提供用于创造该磁场的电流。该电动机-发电机的电动机部分可以包括一个AC或一个DC电动机，包括但不限于多相、异步或同步AC电动机。在某些实施例中，该电动机包括一个制动器组件以将扭曲的组件101固定成应变配置。在各实施例中，该制动器可以直接约束该电动机的转子。在其他实施例中，如在此进一步披露的，该制动器可以约束组件101并且可以包括一个系统，该系统可以是整体的或与电动机-发电机102和组件101分开的。虽然电动机-发电机102在图1中展示为组合的电动机和发电机，各发明实施例可以包括分开的和单独的电动机和发电机并且可以包括可以耦合至一个或多个可弹性形变的组件的多个电动机或致动器和多个发电机。
可以针对所需要的时间帧将组件101固定为扭曲的配置并可以应命令将其释放。可以通过控制器来控制电动机-发电机102的控制，包括致动和释放。该控制器可以是本地控制器或可以包括远程受控系统。在适当的命令下，可以释放扭曲的组件101。由该扭曲的组件的释放所施加的恢复力可以用于机械地移动该电动机-发电机的转子，这样使得该磁场的运动会感生一个电流在之前被该输电线通电的线圈内流动。该转子的机械运动所感生的电流可以被向后朝该输电线引导，并由此被向后插入电网。在各实施例中，可以包括一个电容器来存储超过电线中的张力可以弹性地保存的能量。例如，如果需要从电网流出以维持该输电线运行在正确的功率水平和频率的电力超过组件102中的张力可存储的电力，可以使用这种方法。可以释放至少一部分张力从而为该电容器充电，并且来自电网的过多的能量可以用于重新充电以及重新施加张力生成力至组件102。可以例如通过应变仪或其他传感器来监控电缆中的张力，以用于确定何时到达该可弹性形变的组件的容量。这种针对在设备(如电容器)和可弹性形变的组件102之间共享电力的示意图提供了系统100的增大的总体容量。在某些实施例中，通过拉紧的组件的恢复力所生成的能量可以用于将场磁铁磁化。可以通过多个连接104来促进输入至电动机-发电机102的电力和从电动机-发电机102输出的电力，这些连接可以连接到耦合至输电线110的中央连接接口107。如所述地，可以将电能109从输电线110传输至装置100，并且可以将电能108从装置100传输至输电线110。
可以提供一个控制系统以用于控制装置100的电能消耗和生成。该控制系统可以连接至一个传感器以用于监控输电线110中所传输的电力的频率。从该传感器所接收到的信息可以用于按需要启动、增加、或降低能量消耗，以将该输电线维持在特定频率。该控制系统可以实现一种计算机程序，该计算机程序可以被配置成用于控制多个能量存储和生成装置的运行。
图2根据另一示例性实施例展示了一个连接至电源的能量存储和生成装置。图2中所描绘的能量存储和生成装置200以类似于图1的实施例的方式通过(如箭头211所指示的)沿着可弹性形变的组件201的轴线的旋转致动而运行。在各实施例中，旋转致动可以是环绕纵轴线的，并且在某些实施例中，旋转致动可以是环绕具有竖直组件的轴线的。然而，如图2所示，电动机-发电机202在组件201上的位于组件201的两个相对末端之间的中间位置处耦合至可弹性形变的组件201，该可弹性形变的组件可以是一个电缆组件。相应地，在本实施例中，组件201耦合至电动机发电机202的转子的两轴向端。电动机-发电机202通过底座组件205维持锚固至静止结构206。
图3根据另一示例性实施例示出了一个具有线性致动器的能量存储和生成装置，该线性致动器被配置成用于在横向于或基本上垂直于能量存储组件的轴线的方向平移。在某些实施例中可以仅仅包括(具有分开的发电机的)电动机的电动机-发电机302线性地致动。某些发明实施例可以包括多个电动机和发电机。如图3中所展示的，通过从输电线110传输的电能线性地致动电动机302会使得电动机(或其至少一部分)在(如箭头307所指示的)横向于可弹性形变的组件301的轴线的方向移动。由于组件301通过(可以允许旋转的)耦合器304耦合至电动机-发电机302，当电动机302被致动时，组件301被横向地拉伸，并且组件301中的张力由此增大。相应地，恢复力作用于组件301，该组件锚固在锚状物303。该恢复力与组件301的一部分离其中立位置的横向位移成比例。如进一步所展示的，电动机-发电机302可以被安置在轨道305上，这些轨道刚性地耦合至支撑结构306。轨道305维持电动机发电机302的准确对准。此外，由于可以施加在电动机-发电机302上的线性和可能往复的运动，轨道305可以包括线圈，当电动机-发电机302借助对拉伸的组件301的恢复力的施加穿过线圈时，在这些线圈内可以感生电流以用于发电。可以通过轨道305中的线圈输入用于电气地致动电动机-发电机302以移动电动机-发电机和张力组件301的输入电流。向线圈305中输入和感生电流可以比向电动机-发电机中输入电流有利，并且在某些实施方式中像这样在轨道305创造磁场允许原线圈以及从而与其连接的电线保持静止。
图4根据另一示例性实施例示出了一个具有线性致动器的能量存储和生成装置，该线性致动器被配置成用于沿着能量存储组件的轴线平移。装置400的在某些实施例中可以仅仅包括(具有分开的发电机的)电动机的电动机-发电机402还线性地致动。然而，与图3中所展示的实施例相反，当通过从输电线110传输的电能被线性地致动时，图4中所示的实施例会使得电动机(或其至少一部分)在(如箭头407所指示的)沿着或平行于可弹性形变的组件401的轴线的方向移动。图4进一步展示了多个独立的制动组件404。可以将制动器404致动以在组件401上施加向内的和反向地相对的力。可以在扩展之后施加此夹紧力，从而维持拉伸的组件401内的势能，而不需要电动机和其中的轴承组件承受由张紧的组件401的恢复力施加在电动机或其中所包含的轴承上的高轴向力。如结合图3所述，电动机-发电机402可以被安置在一个或多个轨道405上，这些轨道可以包括多个线圈，当电动机-发电机402借助对拉伸的组件401的恢复力的施加穿过线圈时，可以在这些线圈内感生电流以用于发电。可以通过轨道405中的线圈输入用于电气地致动电动机-发电机402以移动电动机-发电机和张力组件401的输入电流。
图5根据另一示例性实施例描绘了一个能量存储和生成装置，该能量存储和生成装置致动一个折叠的或波状的能量存储组件。能量存储和生成装置500使用旋转运动以用于施加生成线性张力的力，并相反地使用线性张力通过旋转的机械致动发电。电动机-发电机502包括一个旋转电动机和一个旋转发电机。转子-发电机502的转子的电气致动使线性张力施加至可弹性形变的组件501。通过轴承504容纳组件501的拉伸，当组件501被拉伸时该轴承可以旋转，或该轴承可以由低摩擦材料构成，该低摩擦材料产生组件501环绕轴承的滑动。该组件被附装至结构503以允许线性拉伸。一旦组件501中的张力被释放，这会使得电动机-发电机502的转子505在其被致动的相反方向旋转，从而拉伸皮带轮。转子505的这种可能包括磁场的旋转可以用于感生一个电流在环绕磁化的转子的线圈506中流动，由此产生用于根据需要传输至输电线110的电力。
如上所述，在此所提供的可弹性形变的组件可以包括一根电缆，该电缆可以是非转动式电缆、整体式电缆、绞合电缆、直的绞合电缆、或扭曲的绞合电缆。该电缆可以具有圆形横截面、矩形横截面、或带状横截面。该电缆可以是悬挂式电缆(根据某些实施例)，并且可以是预张紧的(例如，通过重物)。在某些实施例中，该电缆可以由钢构成。该电缆可以由钢、有机聚合物、合成聚合物(如Kevlar(聚对苯二甲酰对苯二胺)或Zylon(聚亚苯基苯并二噁唑))、或碳纤维(如碳纳米管)构成。
多种制动机制可以用于保留电缆中的张力。除了上文结合图4所描述的夹紧机制之外，可以通过可致动的销钉来实现制动，该销钉可以锁定该电动机-发电机或可以是与用于锁定的电缆或防止反转(除非脱离啮合)的棘齿机构可啮合的。
在各实施例中，该电动机-发电机可以包括或由下列各项组成：电液压式致动器形式的致动器或功率转换器、电磁式致动器、电流控式致动器或另一类型的机电式致动器(如压电式电动机)。
在各发明实施例中，该能量存储装置可以包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该传感器可以被配置成用于测量该能量存储装置的能量存储量和能量效率。该能量存储量可以量化所存储的应变能、用于生成张力的能量输入、或从该系统恢复的能量。该能量存储量可以测量累积的存储能量，该累积的存储能量可以是被添加至该能量存储装置的累积的能量，或被该能量存储装置返回至输电线的积累的能量。此积累的能量的量可以用作定价度量来确定可以为多少能量存储向用户或消费者收费。类似地，能量效率可以测量可以对与系统恢复或生成的能量相关的能量输入进行量化的累积的存储能量。该能量存储量可以提供一个度量，该度量被用来确定向使用在此所提供的发明实施例所存储和或生成的能量的用户收费的量。
参照图6，示出了一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置600。能量存储装置600包括耦合至致动器-发电机602的控制器601。能量存储装置600包括耦合至致动器-发电机602的可弹性形变的组件603，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成张力，并且这样使得该致动器-发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的释放的机械致动引起该致动器-发电机进行发电。能量存储装置600包括耦合至致动器-发电机602的功率汇604。能量存储装置600包括至少一个耦合至致动器-发电机602或可弹性形变的组件603中的至少一个的传感器(示为传感器605)。可弹性形变的组件603可以是电缆。能量存储装置600包括耦合至该电缆的阻尼器607。能量存储装置600包括被配置成用于测量该可弹性形变的组件中的应变的应变仪606。
虽然在此描述和展示了各种发明实施例，本领域普通技术人员将很容易地预想到多种用于执行该功能和/或获得这些结果和/或在此所描述的优点中的一个或多个的其他装置和/或结构，并且此类变化和/或修改中的每一种被认为处于在此所描述的发明实施例的范围内。更一般地说，本领域技术人员将很容易地认识到，在此所描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在为示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料、和/或配置将取决于特定应用和/或这/这些发明教导所用于的应用。本领域技术人员将认识到(或能够只使用常规实验确定)在此所描述的特定发明实施例的许多等效物。因此应当理解的是，前述实施例仅仅通过举例呈现，并且在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以不同于如具体描述和所要求保护的那样实践发明实施例。本披露的发明实施例涉及在此所描述的每种单独的特征、系统、物品、材料、工具包、和/或方法。另外，两种或更多种此类特征、系统、物品、材料、工具包、和/或方法的任何组合都包括在本披露的发明范围内，如果此类特征、系统、物品、材料、工具包、和/或方法不是互相不一致的。
可以用众多方法中的任何一种来实现本发明的上述实施例。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实现某些实施例。当用软件实现实施例的任一方面的至少一部分时，可以在(无论设置在单个计算机还是分布在多个计算机之间的)任意适当的处理器或处理器集合上执行软件代码。
在这方面，可以将本发明的各方面的至少一部分实施为一种计算机可读存储介质(或多种计算机可读存储介质)(例如，计算机存储器、一个或多个软盘、高密度磁盘、光盘、磁带、闪存存储器、现场可编程门阵列或其他半导体器件中的电路配置、或其他有形计算机存储介质或非暂时性介质)，该计算机可读存储介质编码有一个或多个程序，当在一个或多个计算机或其他处理器上执行这个或这些程序时，该一个或多个程序执行实施上文所讨论的技术的各实施例的方法。该或这些计算机可读介质可以是可移植的，这样使得其上所存储的该或这些程序可以被加载到一个或多个不同计算机或其他处理器上以实施如上文所讨论的本技术的各个方面。
在此以一般意义使用术语“程序”或“软件”以指代任何类型的计算机代码或计算机可执行的指令集，可以采用该计算机代码或计算机可执行的指令集对计算机或其他处理器编程以实施如上文所讨论的本技术的各个方面。另外，应当认识到的是，根据本实施例的一个方面，一种或多种被执行时会执行本技术的方法的计算机程序不需要驻留在单个计算机或处理器上，但是可以用模块化的方式分布在许多不同计算机或处理器之中以实施本技术的各个方面。
计算机可执行的指令可以被一个或多个计算机或其他设备以许多形式(如程序模块)执行。通常，程序模块包括执行具体任务或实施具体抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。在各实施例中，通常可以按照所希望的那样组合或分布程序模块的功能。
同样，在此所描述的技术可以被实施为一种方法，提供了该方法的至少一个示例。可以用任何适当的方式对作为该方法的一部分而执行的动作进行排序。相应地，实施例可以被构造为在其中可以用不同于所展示的顺序执行多个动作，可以包括同时执行某些动作，即使这些动作在示意性实施例中示为顺序的动作。
权利要求书不应当被解读为限制于所描述的顺序或元件，除非表明了这种效果。应当认识到的是，在不背离所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以进行各种形式和细节上的改变。要求了在某些权利要求书及其等效物的精神和范围内的所有实施例。

Claims (57)

1.一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置，该能量存储装置包括：
一个可弹性形变的组件，其中，该可弹性形变的组件是一根电缆；以及
一个致动器-发电机，被配置成用于耦合至该输电线，该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成张力，并且这样使得该致动器-发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的一次释放的机械致动引起该致动器-发电机进行一次发电。
2.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个耦合至该致动器-发电机的控制器，该控制器被配置成用于调制该致动器-发电机的电能消耗和生成。
3.如权利要求2所述的能量存储装置，其中，该控制器被配置成用于以多个大于等于10Hz的速率调制电能消耗和生成。
4.如权利要求2所述的能量存储装置，其中，该控制器被配置成用于以多个大于等于1Hz的速率调制电能消耗和生成。
5.如权利要求2所述的能量存储装置，其中，该控制器被配置成用于以多个大于等于该输电线的一个基本频率的速率调制电能消耗和生成。
6.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机包括下列各项中的至少一项：一个电液压式组件、一个机电式组件、一个电磁式组件、或一个电流控式组件。
7.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个耦合至该致动器-发电机的电源。
8.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆具有一个对应于该基本频率的一个谐波的共振频率。
9.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆耦合至一个阻尼器。
10.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机耦合至该电缆的至少一端。
11.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，致动器-发电机在该电缆上位于该电缆的一个第一端和该电缆的一个第二端之间的一个点处耦合至该电缆。
12.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机耦合至该电缆的两端。
13.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆被配置为一种线性取向。
14.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆被配置成多次折叠。
15.如权利要求14所述的能量存储装置，进一步包括多个轴承，被配置成多次折叠的该电缆被安置在这些轴承上。
16.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个耦合至该电缆的受力支架。
17.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成扭张力。
18.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成线性张力。
19.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个壳体，该可弹性形变的组件的至少一部分和该致动器-发电机被安置在该壳体中。
20.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机包括一个旋转电动机。
21.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机包括一个线性电动机。
22.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机被进一步配置成用于维持该可弹性形变的组件中的该张力。
23.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机包括下列各项中的至少一项：一个制动器、一个可释放的棘轮、或一个可致动以维持该可弹性形变的组件中的该张力的可移动销钉。
24.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该至少一个传感器被配置成用于测量一个由该致动器-发电机施加以在该可弹性形变的组件中生成该张力的力。
25.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该至少一个传感器被配置成用于测量一个由该致动器-发电机施加以在该可弹性形变的组件中感生该张力的扭矩。
26.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该至少一个传感器被配置成用于测量该可弹性形变的组件中的该张力。
27.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该至少一个传感器被配置成用于测量该可弹性形变的组件中的应力。
28.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个应变仪，该应变仪耦合至该可弹性形变的组件以用于测量该可弹性形变的组件中的应变。
29.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该至少一个传感器被配置成用于测量一个能量存储量。
30.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该至少一个传感器被配置成用于测量累积的能量存储。
31.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括至少一个传感器，该至少一个传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器-发电机中的至少一个，该至少一个传感器被配置成用于测量该能量存储装置的能量效率。
32.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得将该致动器-发电机电气地致动会使一个横向力施加至该可弹性形变的组件。
33.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该致动器-发电机包括彼此分开的一个致动器和一个发电机。
34.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个耦合至该致动器-发电机的功率汇。
35.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆是一根非转动式电缆。
36.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆是一根整体式电缆。
37.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆是一根绞合电缆。
38.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆是一根直的绞合电缆。
39.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆是一根扭曲的绞合电缆。
40.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆具有一个圆形横截面。
41.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆具有一个矩形横截面。
42.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆具有一个带状横截面。
43.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆是一根悬挂式电缆。
44.如权利要求43所述的能量存储装置，进一步包括多个耦合至该悬挂式电缆的重物。
45.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆是预张紧的。
46.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆由钢构成。
47.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆由一种有机聚合物构成。
48.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆由一种合成聚合物构成。
49.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆由Kevlar构成。
50.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆由Zylon构成。
51.如权利要求1所述的能量存储装置，其中，该电缆由碳纤维构成。
52.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个耦合至该电缆的受力支架。
53.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个耦合至该电缆的扭矩承受支架。
54.如权利要求1所述的能量存储装置，进一步包括一个耦合至该电缆的力矩承受支架。
55.一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置，该能量存储装置包括：
一个可弹性形变的组件；和
一个致动器-发电机，被配置成用于耦合至该输电线，该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成线性张力，并且这样使得得该致动器-发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的一次释放的机械致动引起该致动器-发电机进行一次发电。
56.一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置，该能量存储装置包括：
一个可弹性形变的组件；和
一个致动器-发电机，被配置成用于耦合至该输电线，该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成张力，并且这样使得该致动器-发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的一次释放的机械致动引起该致动器-发电机进行一次发电，其中，该致动器发电机包括一个线性电动机。
57.一种用于存储输电线所传输的能量的能量存储装置，该能量存储装置包括：
一个可弹性形变的组件；和
一个致动器-发电机，被配置成用于耦合至该输电线，该致动器-发电机耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动使一个横向力施加在该可弹性形变的组件并在该可弹性形变的组件中生成张力，并且这样使得该致动器-发电机的通过该可弹性形变的组件中的张力的一次释放的机械致动引起该致动器-发电机进行一次发电。
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