[實用新型]一種全釩液流電池儲能模塊裝置

有效

• 申請號: 201721000655.4
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN207116584U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 李愛魁;劉婭婷;劉納;王茜;張雁忠;刁嘉;臧鵬
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司;國網新源張家口風光儲示范電站有限公司
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537;H01M8/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 張惠玲

技術領域

本實用新型涉及全釩液流電池儲能技術領域，具體指一種全釩液流電池儲能模塊裝置。

背景技術

全釩液流電池儲能模塊包含多個通過串聯方式組成的電堆、電解液及其存儲輸送系統。由于共用電解液，由于電堆生產制造工藝偏差，導致儲能模塊長期運行后形成電堆電壓不一致，影響整個模塊容量，甚至停運，增加運維成本。因此，為保證全釩液流儲能模塊長期有效運行，需要加入電堆電壓均衡控制，實現全釩液流電池儲能模塊中各電堆之間的電壓均衡控制。在現有技術中，電壓均衡的應用對象主要是由鋰離子電池、鉛酸電池等通過單電池串并聯組成的儲能模塊，均衡的原理均是通過能量的主動或被動搬移實現。被動均衡是通過在電堆上并聯分流元件，消耗高容量電堆能量實現均衡。主動均衡是通過電感、電容或直流變換器將能量從端電壓較高的儲能單元轉移到端電壓較低的儲能單元。

如中國專利201620808221.6提出了一種串聯全釩液流電池儲能模塊的均衡控制裝置，該裝置包括電堆、正極電解液和負極電解液，電堆的正極通過泵與正極電解液連接，電堆負極通過泵與負極電解液連接，電堆分別于AC/DC轉換器與和電池管理系統連接，電池管理系統中設有均衡控制電路，AC/DC轉換器的輸入端與電源連接，AC/DC轉換器輸出端與負載連接，利用超級電容作為均衡能量載體，實現能量均衡控制。中國專利201410526118.8公開了一種電壓均衡控制電路，該電路包括：N個開關、N個電容和控制器；N個開關與串聯的N個蓄電設備一一對應連接；N個開關與N個電容的N個第一端子一一對應連接；N個電容的N個第二端子連接到公共中性線；控制器通過控制線與N個開關連接，用于控制N個開關進行開關切換，實現電荷轉移。

上訴專利均是針對每個電堆配置一套電解液存儲輸送系統，相當于一個電堆是一個獨立電池，成本很高且不利于全釩液流電池儲能系統的工程化應用。全釩液流電池儲能模塊內各電堆是共用一個正極儲液罐和負極儲液罐，充放電過程中電堆內能量一致，由于電堆生產工藝和內部結構偏差，充放電過程會因為內部阻抗不同引起電堆端電壓不一致，不存在能量搬移問題，因此，現有技術還有待于改進和發展。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種采用電壓檢測裝置實時檢測電堆兩端的電壓，短路開關通過橋連支路對電堆進行短路保護，可防止個別電堆電壓過高或過低，保證全釩液流儲能模塊可長期有效運行的全釩液流電池儲能模塊裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

本實用新型所述的一種全釩液流電池儲能模塊裝置,包括構成回路的電源/負載和全釩液儲能模塊，控制回路，所述全釩液儲能模塊包括N個依次串聯的全釩液儲能電堆，任一全釩液儲能電堆的兩極之間均設有對應的橋連支路；所述控制回路上設有控制器、N組的電壓檢測裝置和短路開關，每組電壓檢測裝置和短路開關并聯在對應的橋連支路上，N組的電壓檢測裝置和短路開關通過控制線分別與控制器連接。

根據以上方案，所述全釩液儲能模塊還包括正極儲液罐和負極儲液罐，正極儲液罐通過正極管道分別與N個全釩液儲能電堆連接，負極儲液罐通過負極管道分別與N個全釩液儲能電堆連接，正極管道和負極管道上均設有輸液泵。

一種全釩液流電池儲能模塊裝置的電壓均衡控制方法，所述控制器采集電壓檢測裝置輸出的電壓信號，將電壓信號與設定閥值比較，當對應的全釩液儲能電堆的電壓高于或低于設定閥值范圍時，控制器輸出邏輯命令閉合對應橋連支路上的短路開關。

本實用新型有益效果為：本實用新型結構合理，通過實時檢測電池儲能模塊中每個全釩液電堆的充放電電壓，當某個或某幾個全釩液電堆充電電壓高于設定的閾值或放電電壓低于設定的閾值時，控制器控制與該全釩液電堆并聯的短路開關閉合，橋連支路構成通路對該全釩液電堆進行短路保護，防止因個別全釩液電堆性能劣化造成全釩液儲能模塊的整體停運。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖。

圖中：

1、電源/負載；2、控制回路；3、全釩液儲能電堆；4、橋連支路；21、控制器；22、電壓檢測裝置；23、短路開關；31、正極儲液罐；32、負極儲液罐；33、正極管道；34、負極管道；35、輸液泵。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型的技術方案進行說明。