[發(fā)明專利]一種液流電池的集成系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110238837.6
• 申請(qǐng)日: 2011-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN102403519A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳繼忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04;H01M8/24
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，具體講涉及一種液流電池的集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電能是一種難以存儲(chǔ)而又不可或缺的商品，任何時(shí)刻它的生產(chǎn)都要滿足用電需求，因此人們一直尋找經(jīng)濟(jì)可行的儲(chǔ)能技術(shù)，以平衡供需關(guān)系，穩(wěn)定電力供應(yīng)。電能存儲(chǔ)在以下幾個(gè)方面起著重要的作用：進(jìn)行電能管理，用電高峰時(shí)協(xié)助發(fā)電，平衡負(fù)載以維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定；提供電能輔助服務(wù)，包括頻率調(diào)節(jié)、運(yùn)轉(zhuǎn)備用、固定存儲(chǔ)、長(zhǎng)期存儲(chǔ)；分散在電能傳輸與分布的節(jié)點(diǎn)上，進(jìn)行電壓控制，提高電能質(zhì)量及系統(tǒng)穩(wěn)定；與太陽(yáng)能、風(fēng)能等再生源結(jié)合，解決用電與發(fā)電的時(shí)段差矛盾，穩(wěn)定再生能源的輸出，提高其在能源中的比例；作為政府、醫(yī)院、社區(qū)、軍事、通訊、工廠等重要部門大型不間斷電源；與大型火力發(fā)電站聯(lián)合，降低電站峰值容量與發(fā)電成本并減小污染；可根據(jù)不同時(shí)段的電差價(jià)進(jìn)行電力貿(mào)易。

以化學(xué)能方式存儲(chǔ)電能的電池能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，由于選址靈活、成本低、效率高，應(yīng)用前景良好。其中液流電池由于功率和容量的設(shè)計(jì)是獨(dú)立的，電解液中的化學(xué)物質(zhì)通過(guò)氧化還原反應(yīng)被重復(fù)利用，系統(tǒng)可以自動(dòng)化封閉運(yùn)行，對(duì)環(huán)境影響小，所以在電池儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展很快。液流電池是一種新型電能儲(chǔ)存技術(shù)，工作原理如圖1所示，正負(fù)極電解液通過(guò)循環(huán)泵輸送到電堆內(nèi)，在惰性電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)后送回到電解液儲(chǔ)罐中。液流電池的一個(gè)顯著特點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)化和能量存儲(chǔ)是相對(duì)獨(dú)立的，也就是電堆和電解液相對(duì)獨(dú)立，液流電池功率和容量配置靈活。

公開號(hào)為CN200610046183.6的發(fā)明專利公開了一種大功率氧化還原液流儲(chǔ)能電堆模塊化結(jié)構(gòu)及其群組模式，其中至少具有一個(gè)子電堆，電解液通過(guò)電解液輸送泵經(jīng)各子電堆液路進(jìn)入各子單元液路中，其中公開了由1～40個(gè)子電堆、管路和儲(chǔ)液罐等構(gòu)成的一套液流電池系統(tǒng)。圖2示出了一種更大規(guī)模的采用上述液流電池組合的液流電池系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)應(yīng)用大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行情況、維護(hù)成本、可靠性、壽命和冗余調(diào)節(jié)能力等多方面因素。雖然采用大規(guī)模液流電池系統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)可以有效緩解用電供需矛盾、提高電網(wǎng)安全和穩(wěn)定性、改善供電質(zhì)量，并能積極促進(jìn)可再生能源的利用和發(fā)展，但是大規(guī)模液流電池系統(tǒng)在應(yīng)用中需要考慮下面幾個(gè)問(wèn)題：

1.液流電池系統(tǒng)采用的泵、閥等運(yùn)動(dòng)部件易發(fā)生故障；

2.電解液循環(huán)系統(tǒng)整體性強(qiáng)，一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，整套電池系統(tǒng)就無(wú)法工作，可靠性降低；

3.若停機(jī)維修液流電池，電池系統(tǒng)便不能繼續(xù)提供24小時(shí)/天不間斷運(yùn)行服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種液流電池的集成系統(tǒng)，不但液流電池能夠獨(dú)立運(yùn)行工作，而且可以通過(guò)集成支管路和集成總管路將儲(chǔ)備正負(fù)極電解液儲(chǔ)液罐、儲(chǔ)備電堆組和液流電池集成為一個(gè)整體，構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)液流電池功率/容量統(tǒng)一調(diào)度的液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種液流電池的集成系統(tǒng)，所述集成系統(tǒng)包括液流電池、集成支管路、集成總管路、儲(chǔ)備正負(fù)極電解液儲(chǔ)液罐和儲(chǔ)備電堆組；

所述液流電池包括電堆組、正負(fù)極電解液循環(huán)泵、正負(fù)極電解液儲(chǔ)液罐和正負(fù)極循環(huán)管路；

所述液流電池的負(fù)極電解液儲(chǔ)液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；

所述液流電池的正極電解液儲(chǔ)液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；

所述儲(chǔ)備負(fù)極電解液儲(chǔ)液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；

所述儲(chǔ)備正極電解液儲(chǔ)液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；

所述液流電池的電堆組的負(fù)極電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；

所述液流電池的電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；

所述儲(chǔ)備電堆組的負(fù)極電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；

所述儲(chǔ)備電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過(guò)相應(yīng)集成支管路與相應(yīng)集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接。

所述集成總管路包括儲(chǔ)液罐正極電解液輸入和輸出管路以及負(fù)極電解液輸入和輸出管路，電堆組正極電解液輸入和輸出管路以及負(fù)極電解液輸入和輸出管路。