[發(fā)明專利]一種液流電池系統(tǒng)失效運行方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710239443.X
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106960971B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳繼忠;范紅家;毛海波;李廣磊;李相俊;賈學(xué)翠;孫樹敏;樊義興;侯朝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H01M8/04664
• 分類號: H01M8/04664;H01M8/04858;H01M8/04992
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供了一種液流電池系統(tǒng)失效運行方法及裝置，包括：在確定液流電池系統(tǒng)失效時，判斷失效的液流電池系統(tǒng)是否需要隔離電堆部件；若不需要隔離電堆部件，按預(yù)設(shè)的失效運行策略降低液流電池系統(tǒng)的充放電功率，所述液流電池系統(tǒng)按降功率等級運行模式運行，維持系統(tǒng)能量響應(yīng)能力；若需要隔離電堆部件，按預(yù)設(shè)的失效運行策略提高液流電池系統(tǒng)的充放電功率，所述液流電池系統(tǒng)按倍功率等級運行模式運行，隔離液流電池中故障的電堆部件，提升正常功率單元的功率，維持系統(tǒng)功率響應(yīng)能力。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可有效定量分析全釩液流電池系統(tǒng)失效條件下所采取的運行模式的可靠性，能有效地對液流電池系統(tǒng)的可靠性進行評價。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種儲能電池技術(shù)的管理策略，具體涉及一種液流電池系統(tǒng)失效運行方法及裝置。

背景技術(shù)

大容量儲能技術(shù)可有效提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,改善可再生能源發(fā)電的電能輸出質(zhì)量。現(xiàn)有的全釩氧化還原液流電池是適合用于大規(guī)模蓄電應(yīng)用的儲能技術(shù)之一。

全釩氧化還原液流電池特有的電化學(xué)原理和具有儲液罐、管路、泵、電堆等獨特的物理結(jié)構(gòu)決定了其不同于傳統(tǒng)電化學(xué)電池。全釩氧化還原液流電池具有下述特殊的性能和特點：功率決定于電堆的電極的表面積和單體電池數(shù)；容量決定于電解液活性物質(zhì)的量，所有電堆共用全部的電解液。全釩氧化還原液流電池失效和故障現(xiàn)象有：1)部分單元出現(xiàn)性能退化，系統(tǒng)若繼續(xù)滿負荷運行，導(dǎo)致系統(tǒng)損壞；若降低出力，系統(tǒng)能繼續(xù)運行而不致導(dǎo)致系統(tǒng)性能急劇惡化；2)部分單元損壞嚴(yán)重，無法繼續(xù)運行，但如果將問題部分隔離，系統(tǒng)其它部分仍可維持在正常狀態(tài)下運行；3)部分單元損壞，無法繼續(xù)運行，且無法隔離，系統(tǒng)停機處于待維修狀態(tài)。

儲能系統(tǒng)的自身特點和運行特性對電力系統(tǒng)可靠性有重要的影響。申請?zhí)枮?01610048383.9的發(fā)明專利公開了一種能完全釋放電池組電量的電池串聯(lián)冗余方法，其中包括N+1個電池單元電路串聯(lián)組成的電池組，可以將失效的單體電池隔離出電池組，使電池組仍可繼續(xù)正常給負載供電，提升了電池組的可靠性，也增加了電池組的安全性。申請?zhí)枮?01410093228.X的發(fā)明專利公開了一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)及其方法，其中披露了包含與電池單元對應(yīng)連接的儲能逆變器、用于確定未發(fā)生故障的電堆單元所需充放電參數(shù)的電池管理系統(tǒng)、用于控制和調(diào)整儲能逆變器輸出輸入?yún)?shù)與未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數(shù)相匹配的就地監(jiān)控系統(tǒng)；避免了液流電池儲能裝置存在的當(dāng)其包括的任一電堆單元發(fā)生故障時系統(tǒng)無法繼續(xù)運行的問題，提高了系統(tǒng)運行可靠性。但是上述兩項發(fā)明專利文獻并未涉及電池或液流電池在切除故障單體電池或電堆后，響應(yīng)系統(tǒng)容量或功率能力的運行管理策略及其評估方法。

因此，需要提出一種液流電池系統(tǒng)失效運行方法及裝置，在全釩氧化還原液流電池系統(tǒng)失效時，維持全釩氧化還原液流電池功率或能量響應(yīng)能力，提高系統(tǒng)可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種液流電池系統(tǒng)失效運行方法，所述方法包括如下步驟：

在確定液流電池系統(tǒng)失效時，判斷失效的液流電池系統(tǒng)是否需要隔離電堆部件；

若不需要隔離電堆部件，按預(yù)設(shè)的失效運行策略降低液流電池系統(tǒng)的充放電功率，所述液流電池系統(tǒng)按降功率等級運行模式運行，維持系統(tǒng)能量響應(yīng)能力；

若需要隔離電堆部件，按預(yù)設(shè)的失效運行策略提高液流電池系統(tǒng)的充放電功率，所述液流電池系統(tǒng)按倍功率等級運行模式運行，隔離液流電池中故障的電堆部件，提升正常功率單元的功率，維持系統(tǒng)功率響應(yīng)能力。

所述確定液流電池系統(tǒng)失效，包括：

記錄液流電池系統(tǒng)失效前所述液流電池系統(tǒng)按額定功率P_R放電至預(yù)設(shè)放電截止條件后再充電至預(yù)設(shè)充電截止條件的系統(tǒng)特性指標(biāo)；

根據(jù)所述系統(tǒng)特性指標(biāo)確定所述液流電池系統(tǒng)是否失效。

所述截止條件以下述任意一種或多種的組合為參數(shù)：

荷電狀態(tài)、電壓、電流、溫度。