[發明專利]一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統及其方法

有效

• 申請號: 201410093228.X
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104916856B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 邵家云;張華民;馬相坤;趙海軍
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: H01M8/04298
• 分類號: H01M8/04298;H01M8/04664;H02J7/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 范爍,李洪福

技術領域

本發明涉及一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統及其方法。

背景技術

電能難以儲存而又不可缺少，任何時刻它的生產都要滿足用電需求，因此人們一直在尋找既經濟又可行的儲能技術，來解決供求之間的矛盾，使得電能的生產與需求脫鉤。另外電能存儲在電能管理、電網輔助服務、電壓控制、可再生能源利用、大型不間斷電源等方面有著重要作用，若與大型火力發電聯合，可降低電站峰值容量、降低發電成本以及減小污染。若與風力、太陽能、潮汐能等可再生能源發電聯合，可實現電能的連續平穩供給，滿足用戶需求。由于液流電池具有循環壽命長、安全性好、功率與容量可獨立設計、操作方便等優點，逐漸成為最有前途的大中型規模電力存儲設備的首選之一。其中，全釩液流電池備受青睞。

現有技術中液流電池作為規模儲能的重要單元，實現電能的存儲與釋放。電堆是構成液流電池的基本核心部件，多個電堆通過串聯的方式構成電堆單元，多個電堆單元相互串聯構成電池單元，由于儲能子單元中的多個電堆通過電路連接構成一個整體結構，電堆與電堆之間沒有保護及冗余設計，因此，當電池單元中任一電堆發生故障時，都會直接反饋給電池管理系統，導致電池系統無法繼續運行，必須將電池系統整體停機后，統一進行檢修、維護工作，大大降低電池系統的運行效率和可靠性。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研制一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統及其方法。

本發明的技術手段如下：

一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統，包括：

至少一個電池單元；所述電池單元至少包括兩個相互串聯的電堆單元；每一電堆單元包括第一開關、第二開關和至少一個電堆；所述第一開關與至少一個電堆相互串聯，相互串聯的第一開關與電堆的兩端并聯接有第二開關；

至少一臺儲能逆變器；每一儲能逆變器與每一電池單元對應連接；

連接電池單元，用于控制每一電堆單元的第一開關和第二開關的開關狀態，以及確定未發生故障的電堆單元所需的充放電參數的電池管理系統；

連接儲能逆變器和電池管理系統，用于控制和調整儲能逆變器的輸出輸入參數與未發生故障的電堆單元所需的充放電參數相匹配的就地監控系統；

進一步地，所述電池管理系統還用于監測各電堆的運行狀態并判斷電堆是否發生故障，以及獲知發生故障的電堆單元數量；

進一步地，所述第一開關處于常閉狀態、第二開關處于常開狀態，當監測到某一電堆發生故障時，所述電池管理系統控制該電堆所對應的第一開關斷開、第二開關閉合；

進一步地，所述第一開關和第二開關分別為直流接觸器的常閉觸點和常開觸點；

進一步地，當未發生故障的電堆單元所需的充放電參數為零時，所述就地監控系統控制儲能逆變器停止工作；

進一步地，通過故障字表示各電堆的故障狀態，所述故障字具有多個標志位，每一標志位對應表示一電堆的故障狀態；當電池管理系統監測到某一電堆發生故障時，所述電池管理系統置位故障字的相應標志位，并讀取故障字數值獲知當前發生故障的電堆單元數量。

一種提高液流電池運行可靠性的儲能方法，包括如下步驟：

步驟1：啟動儲能系統，執行步驟2；

步驟2：儲能逆變器充電或放電，執行步驟3；

步驟3：電池管理系統監測各電堆單元的電堆運行狀態，執行步驟4；

步驟4：電池管理系統判斷各電堆單元的電堆是否發生故障，是則執行步驟5，否則返回步驟3；

步驟5：電池管理系統獲知發生故障的電堆單元數量，執行步驟6；

步驟6：電池管理系統確定未發生故障的電堆單元所需的充放電參數，執行步驟7；

步驟7：就地監控系統控制和調整儲能逆變器的輸出輸入參數與未發生故障的電堆單元所需的充放電參數相匹配，執行步驟8；

步驟8：儲能逆變器改變輸出輸入參數，同時電池管理系統控制故障電堆所對應的第一開關斷開、第二開關閉合，返回步驟2。

由于采用了上述技術方案，本發明提供的一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統及其方法，通過電池管理系統監測到電堆發生故障時，將故障電堆旁路，同時就地監控系統控制和調整儲能逆變器的輸出輸入參數與未發生故障的電堆單元所需的充放電參數相匹配，避免了現有技術中的液流電池儲能系統，當其包括的任一電堆發生故障時，則系統無法繼續運行的問題，提高了系統運行可靠性和效率，優化了液流電池儲能裝置的控制策略。

附圖說明