[发明专利]一种液流电池系统的控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及液流电池领域，具体为一种液流电池系统的控制系统及其方法。

背景技术

液流电池由于其具有长寿命、安全性高、过充过放能力强、环境友好等优点成为大规模储能的理想选择之一，其主要应用市场包括可再生能源电站和用户侧智能微网(居民区、工业区、公共设施)等，相应地，液流电池系统的主要功能包括谷电峰用、平衡负荷和提高电能质量等。

液流电池系统一般是由数个电堆组合构成，而各电堆的组合并非简单的串联，需要综合考虑电池电压、电流与储能逆变器的匹配、以及系统漏电电流的优化等因素，因此液流电池系统中电堆的组合多为串联和并联的组合。在电堆并联的液流电池系统中，电解液要流经每个电堆以实现功率的输出，而实际情况下液流电池系统的输出并非一直处于额定功率状态，很多情况下处于半额定功率状态或更低功率状态下运行，而此时系统中的电解液仍要经过串并联组合的每一个电堆，且每个电堆的功率都处于低额定功率状态，这样不仅降低了液流电池系统电堆的效率，并且每个电堆都流入电解液，增大了电解液通过离子交换膜互窜迁移造成的自放电现象。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种提高效率、减少容量损失的液流电池系统的控制系统及其方法。

本发明的技术手段如下：

一种液流电池系统的控制系统，所述液流电池系统包括：正极电解液储罐、负极电解液储罐、以及多个相互并联的电堆组；各电堆组的正极电解液出口通过正极电解液流出管路与所述正极电解液储罐相连，各电堆组的负极电解液出口通过负极电解液流出管路与所述负极电解液储罐相连；所述正极电解液储罐经循环泵通过正极电解液流入管路与各电堆组的正极电解液入口相连；所述负极电解液储罐经循环泵通过负极电解液流入管路与各电堆组的负极电解液入口相连；

所述控制系统包括：

与多个电堆组相连接，用于根据液流电池系统的输出参数状态控制所述电堆组的工作状态的电池管理系统。

进一步地，所述电池管理系统包括：

与多个电堆组相连接，用于检测液流电池系统实际输出功率的检测单元；

连接检测单元，用于判断液流电池系统实际输出功率是否低于预设功率的判断单元；

连接判断单元，用于当液流电池系统实际输出功率低于预设功率时，根据液流电池系统实际输出功率和各电堆组额定输出功率计算得出所需电堆组数量的计算单元；

连接计算单元，用于根据所述计算单元得出的所需电堆组数量控制各电堆组工作状态，以使处于运行状态的电堆组数量与所需电堆组数量相等的控制单元；

进一步地：

所述正极电解液流入管路包括各电堆组共用的正极电解液流入管路Ⅰ、以及分别连接正极电解液流入管路Ⅰ和各电堆组的正极电解液入口的多个正极电解液流入管路Ⅱ；

所述负极电解液流入管路包括各电堆组共用的负极电解液流入管路Ⅰ、以及分别连接负极电解液流入管路Ⅰ和各电堆组的负极电解液入口的多个负极电解液流入管路Ⅱ；

多个所述正极电解液流入管路Ⅱ和所述负极电解液流入管路Ⅱ均设置有电动阀；

进一步地，所述控制单元通过控制所述电动阀的开关实现对所述电堆组工作状态的控制；

进一步地，所述电堆组由多个电堆相互串联构成；

进一步地，所述计算单元利用计算得出所需电堆组数量，其中n为所需电堆组数量、P为液流电池系统实际输出功率、Pr为各电堆组额定输出功率、表示向上取整。

一种液流电池系统的电堆控制方法，所述液流电池系统包括：正极电解液储罐、负极电解液储罐、以及多个相互并联的电堆组；各电堆组的正极电解液出口通过正极电解液流出管路与所述正极电解液储罐相连，各电堆组的负极电解液出口通过负极电解液流出管路与所述负极电解液储罐相连；所述正极电解液储罐经循环泵通过正极电解液流入管路与各电堆组的正极电解液入口相连；所述负极电解液储罐经循环泵通过负极电解液流入管路与各电堆组的负极电解液入口相连；

所述电堆控制方法包括如下步骤：

步骤1：检测单元检测液流电池系统实际输出功率，执行步骤2；

步骤2：判断单元判断液流电池系统实际输出功率是否低于预设功率，是则执行步骤3，否则返回步骤1；

步骤3：计算单元根据液流电池系统实际输出功率和各电堆组额定输出功率计算得出所需电堆组数量，执行步骤4；