[發明專利]帶有全釩液流電池的風光儲微網系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201310690043.2
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN104716659A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 李杰;張華民
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J7/35;H02S10/12
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

1.帶有全釩液流電池的風光儲微網系統，其特征在于：包括微網控制系統（30）以及，與其連接的發電系統（10）、儲能系統（50）、公共電網（70）、負載（90）；所述微網控制系統（30）包括風光儲控制器（31）以及，與其連接的并網控制器（33）和離網控制器（35）；所述風光儲控制器（31）與發電系統（10）的太陽能光伏系統（11）、風力發電機組（13）連接；

所述儲能系統（50）包括全釩液流電池管理系統（53）和全釩液流電池組（51），全釩液流電池管理系統（53）與全釩液流電池組（51）、風光儲控制器（31）連接，用于控制全釩液流電池組（51）的充放電狀態，以及對其運行時進行保護。

2.根據權利要求1所述的帶有全釩液流電池的風光儲微網系統，其特征在于：所述全釩液流電池組（51）包括多個電池子系統（401、403、405），其電力輸出電路和電解液管路均并聯。

3.根據權利要求1所述的帶有全釩液流電池的風光儲微網系統，其特征在于：所述全釩液流電池管理系統（53）包括正極電解液儲罐（101）、負極電解液儲罐（103）、多個截止閥和正/負極循環泵；每個電池子系統的正極電力輸出電纜通過電流開關與直流母線正極輸出端子連接，負極電力輸出電纜與直流母線負極輸出端子連接；直流母線正極、負極輸出端子均與風光儲控制器（31）連接；每個電池子系統的正極電解液出口均與正極電解液儲罐（101）連接，正極電解液儲罐（101）出口依次經本支路的第一截止閥、正極循環泵及第二截止閥與該電池子系統正極電解液入口管路連接；該電池子系統的負極電解液出口均與負極電解液儲罐（103）連接，負極電解液儲罐（103）出口依次經本支路的第三截止閥、負極循環泵及第四截止閥與該電池子系統負極電解液入口管路連接。

4.帶有全釩液流電池的風光儲微網控制方法，其特征在于包括以下步驟：

在全釩液流電池組（51）充滿電的情況下，風光儲控制器（31）控制發電系統（10）對負載（90）供電，多余的電能被輸送至公共電網（70）；若對負載（90）提供的電能未到達設定閾值時，由全釩液流電池組（51）輸送電能至負載（90）；如仍未到達設定閾值，并網控制器（33）控制公共電網（70）向負載（90）供電，保證其正常工作；

當系統出現故障并停止工作時，只由公共電網（70）對負載（90）提供電能；當該公共電網（70）出現故障而停電時，并網控制器（33）立即動作使微網控制系統（30）與公共電網70斷開，同時，由微網型風光發電系統（100）對該負載（90）提供電能。

5.根據權利要求4所述的帶有全釩液流電池的風光儲微網控制方法，其特征在于：所述全釩液流電池組（51）輸送電能包括以下步驟：

儲能系統（50）上電并自檢，當全釩液流電池管理系統（53）檢測出系統運行有故障時，各電池子系統均停止運行并等待故障檢修；如無故障，則儲能系統（50）開始運行，根據全釩液流電池組（51）的充放電功率控制各電池子系統運行：

當全釩液流電池組（51）功率小于下限時，啟動第一個電池子系統，同時停止其他電池子系統；

當全釩液流電池組（51）功率大于等于下限并小于設定值時，同時啟動第一和第二個電池子系統，停止其他電池子系統；

當全釩液流電池組（51）功率大于等于設定值并小于上限，同時啟動所有電池子系統；

當全釩液流電池組（51）功率大于等于上限，則系統運行有故障，返回上電并自檢步驟，并停止所有電池子系統。

6.根據權利要求5所述的帶有全釩液流電池的風光儲微網控制方法，其特征在于：所述啟動電池子系統包括以下步驟：

開啟所述電池子系統支路中的正極循環泵和負極循環泵，讓電解液在電池子系統中正常流動；閉合電流開關，使該電池子系統的輸出電路形成閉合回路，使該電池子系統能夠正常充放電。

7.根據權利要求5所述的帶有全釩液流電池的風光儲微網控制方法，其特征在于：所述停止電池子系統包括以下步驟：

斷開所述電池子系統支路中的電流開關，使該電池子系統的輸出電路斷路，關閉該電池子系統的正極循環泵和負極循環泵，防止電解液在電池中流動；使該電池子系統的輸出電路和電解液管路，與其他子系統的輸出電路電解液管路都無關聯。