[發明專利]一種液流電池系統的控制系統及其方法

有效

• 申請號: 201410240476.2
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103985891A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張宇;張華民;楊振坤;馬相坤;王曉麗;李穎
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 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

本發明涉及液流電池領域，具體為一種液流電池系統的控制系統及其方法。

背景技術

液流電池由于其具有長壽命、安全性高、過充過放能力強、環境友好等優點成為大規模儲能的理想選擇之一，其主要應用市場包括可再生能源電站和用戶側智能微網(居民區、工業區、公共設施)等，相應地，液流電池系統的主要功能包括谷電峰用、平衡負荷和提高電能質量等。

液流電池系統一般是由數個電堆組合構成，而各電堆的組合并非簡單的串聯，需要綜合考慮電池電壓、電流與儲能逆變器的匹配、以及系統漏電電流的優化等因素，因此液流電池系統中電堆的組合多為串聯和并聯的組合。在電堆并聯的液流電池系統中，電解液要流經每個電堆以實現功率的輸出，而實際情況下液流電池系統的輸出并非一直處于額定功率狀態，很多情況下處于半額定功率狀態或更低功率狀態下運行，而此時系統中的電解液仍要經過串并聯組合的每一個電堆，且每個電堆的功率都處于低額定功率狀態，這樣不僅降低了液流電池系統電堆的效率，并且每個電堆都流入電解液，增大了電解液通過離子交換膜互竄遷移造成的自放電現象。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研制一種提高效率、減少容量損失的液流電池系統的控制系統及其方法。

本發明的技術手段如下：

一種液流電池系統的控制系統，所述液流電池系統包括：正極電解液儲罐、負極電解液儲罐、以及多個相互并聯的電堆組；各電堆組的正極電解液出口通過正極電解液流出管路與所述正極電解液儲罐相連，各電堆組的負極電解液出口通過負極電解液流出管路與所述負極電解液儲罐相連；所述正極電解液儲罐經循環泵通過正極電解液流入管路與各電堆組的正極電解液入口相連；所述負極電解液儲罐經循環泵通過負極電解液流入管路與各電堆組的負極電解液入口相連；

所述控制系統包括：

與多個電堆組相連接，用于根據液流電池系統的輸出參數狀態控制所述電堆組的工作狀態的電池管理系統。

進一步地，所述電池管理系統包括：

與多個電堆組相連接，用于檢測液流電池系統實際輸出功率的檢測單元；

連接檢測單元，用于判斷液流電池系統實際輸出功率是否低于預設功率的判斷單元；

連接判斷單元，用于當液流電池系統實際輸出功率低于預設功率時，根據液流電池系統實際輸出功率和各電堆組額定輸出功率計算得出所需電堆組數量的計算單元；

連接計算單元，用于根據所述計算單元得出的所需電堆組數量控制各電堆組工作狀態，以使處于運行狀態的電堆組數量與所需電堆組數量相等的控制單元；

進一步地：

所述正極電解液流入管路包括各電堆組共用的正極電解液流入管路Ⅰ、以及分別連接正極電解液流入管路Ⅰ和各電堆組的正極電解液入口的多個正極電解液流入管路Ⅱ；

所述負極電解液流入管路包括各電堆組共用的負極電解液流入管路Ⅰ、以及分別連接負極電解液流入管路Ⅰ和各電堆組的負極電解液入口的多個負極電解液流入管路Ⅱ；

多個所述正極電解液流入管路Ⅱ和所述負極電解液流入管路Ⅱ均設置有電動閥；

進一步地，所述控制單元通過控制所述電動閥的開關實現對所述電堆組工作狀態的控制；

進一步地，所述電堆組由多個電堆相互串聯構成；

進一步地，所述計算單元利用計算得出所需電堆組數量，其中n為所需電堆組數量、P為液流電池系統實際輸出功率、Pr為各電堆組額定輸出功率、表示向上取整。

一種液流電池系統的電堆控制方法，所述液流電池系統包括：正極電解液儲罐、負極電解液儲罐、以及多個相互并聯的電堆組；各電堆組的正極電解液出口通過正極電解液流出管路與所述正極電解液儲罐相連，各電堆組的負極電解液出口通過負極電解液流出管路與所述負極電解液儲罐相連；所述正極電解液儲罐經循環泵通過正極電解液流入管路與各電堆組的正極電解液入口相連；所述負極電解液儲罐經循環泵通過負極電解液流入管路與各電堆組的負極電解液入口相連；

所述電堆控制方法包括如下步驟：

步驟1：檢測單元檢測液流電池系統實際輸出功率，執行步驟2；

步驟2：判斷單元判斷液流電池系統實際輸出功率是否低于預設功率，是則執行步驟3，否則返回步驟1；

步驟3：計算單元根據液流電池系統實際輸出功率和各電堆組額定輸出功率計算得出所需電堆組數量，執行步驟4；