[發(fā)明專利]液流電池儲能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011064536.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112186220B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 黃濤;余龍海;史小虎;熊建新
• 申請（專利權）人: 湖南釩谷新能源技術有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04186;H01M8/04276;H01M8/18;H01M8/2455;H01M8/2484
• 代理公司: 北京美智年華知識產權代理事務所(普通合伙) 11846
• 代理人: 汪永生

本發(fā)明涉及一種液流電池儲能系統(tǒng)。該液流電池儲能系統(tǒng)包括正極儲罐組件、負極儲罐組件、正極輸送泵管組件、負極輸送泵管組件和功率單元，正極輸送泵管組件以及負極輸送泵管組件的數(shù)量均與功率單元的電堆層數(shù)一致，每一組正極輸送泵管組件包括正極供液泵和與正極供液泵連接的第一管組，第一管組包括第一主管和在第一主管兩側對稱設置的第一分支管，每一組負極輸送泵管組件包括負極供液泵和與負極供液泵連接的第二管組，第二管組包括第二主管和在第二主管兩側對稱設置的第二分支管。根據(jù)本發(fā)明的液流電池儲能系統(tǒng)，能夠降低支管安裝難度，提高電堆結構緊湊性。

技術領域

本發(fā)明涉及液流電池技術領域，尤其涉及一種液流電池儲能系統(tǒng)。

背景技術

全釩液流儲能電池系統(tǒng)由電堆單元、電解液、電解液儲存單元、管道輸送系統(tǒng)、BMS(電池管理系統(tǒng))等組成。由于其具有容量高、容量配置靈活、循環(huán)壽命長、安全環(huán)保等特點，現(xiàn)在廣泛應用于風光互補、削峰填谷、智能微網、應急電源等領域。由于可再生能源具有隨機性、波動性、不可調控等自然屬性，接入電網后進而引發(fā)電網電壓和頻率的波動，影響電網的安全、穩(wěn)定運行，電網對大規(guī)模新能源的消納問題也面臨越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。

通過引入全釩液流儲能系統(tǒng)，可以有效提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、調整頻率、補償負荷波動、降低用電成本、提高電力設備利用率等，促進可再生能源的并網和使用。規(guī)模化的儲能系統(tǒng)通過單堆的串并連接，組合成所需額定功率的系統(tǒng)。通常情況下，為節(jié)省系統(tǒng)占地空間，簡化管路結構，一個單元模塊如功率為250kW的系統(tǒng)，一個電堆架上往往放置2層、3層電堆，每層4-6個電堆，每個單元模塊的正負極各配置一個儲罐，每個儲罐配置一臺較大功率的交流泵給所有電堆的正負極進口供液，主管一般布置在電堆架兩側，從水平方向第一個堆一直分支到最后一個堆，然后水平方向的每個分支口引一根垂直方向的公共立管給每層同位置的電堆供液。

對于較大規(guī)模規(guī)模的釩電池儲能系統(tǒng)，每個儲罐配置一臺泵，對于泵的揚程、流量會要求比較高，泵的功耗一般也很大。管路主管布置在兩側，主管采用開始一分二、二分四、四分八的2n型結構逐級分支連接到電堆的進出液口，這種布管方式會導致水平方向管路沿程流量會逐步降低，導致水平方向的各個電堆流量不一致，電壓不均等。垂直方向上每層位置相同的幾個電堆由于有高度差，受重力場影響，電堆的流量也會有差異。對于通過管道并聯(lián)的電堆，由于流量不均等導致各電堆的電壓不一致，就會引起系統(tǒng)自放電現(xiàn)象，降低了系統(tǒng)的總能量效率。

在公開號為CN111293332A的中國發(fā)明專利中公開了一種高電壓多供液系統(tǒng)布置的液流電池儲能系統(tǒng)，通過不同的電路連接方式，提供不同電壓下實現(xiàn)相同的供液效率，為大型高電壓液流電池儲能系統(tǒng)提供系統(tǒng)解決方案，同時結合管路連接與電路連接，減小系統(tǒng)漏電電流。該專利的采用的是單主管結構，主管一分二、二分四、四分八逐級分支，主管布置在兩側，這種布管方式會導致水平方向的各個電堆流量不均等，第一層、第二層相同的電堆受重力場影響，流量也會不均等，最終導致系統(tǒng)自放電嚴重，系統(tǒng)能量效率降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的技術目的就在于解決上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種液流電池儲能系統(tǒng)，能夠降低支管安裝難度，提高電堆結構緊湊性。

為了實現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種液流電池儲能系統(tǒng)，包括正極儲罐組件、負極儲罐組件、正極輸送泵管組件、負極輸送泵管組件和功率單元，正極輸送泵管組件的數(shù)量以及負極輸送泵管組件的數(shù)量均與功率單元的電堆層數(shù)一致，每一組正極輸送泵管組件與對應層電堆的正極進液口連接，每一組負極輸送泵管組件與對應層電堆的負極進液口連接，每一組正極輸送泵管組件包括正極供液泵和與正極供液泵連接的第一管組，第一管組包括第一主管和在第一主管兩側對稱設置的第一分支管，第一主管連接至正極供液泵，第一分支管的一端連接至第一主管，另一端連接至對應層電堆的正極進液口，每一組負極輸送泵管組件包括負極供液泵和與負極供液泵連接的第二管組，第二管組包括第二主管和在第二主管兩側對稱設置的第二分支管，第二主管連接至負極供液泵，第二分支管的一端連接至第二主管，另一端連接至對應層電堆的負極進液口。

優(yōu)選地，正極供液泵和負極供液泵均為直流泵。