[发明专利]一种大规模液流电池储能装置

说明书

技术领域

本发明属于液流电池技术领域，具体涉及一种大规模液流电池储能装置。

背景技术

目前，国内外的液流电池大规模成组方案主要有以下几种方式：①液流电池系统串联；②液流电池系统并联；③液流电池系统串并组合；现有的液流电池大规模成组方案存在如下缺陷：

1、液流电池系统内部各电堆串联与并联级数受限，由于在同一系统内各个电堆之间共用一套电解液储罐与管路，在经过多级串联之后各电堆承受较大电压导致系统管路中漏电流增大，损坏设备，而并联会导致电压过低，电流过大，系统效率太低，无法转换为需要的交流系统；

2、液流电池系统之间串联与并联，在多个液流电池系统之间串联或并联时严格要求各系统之间管路相互独立，由于各液流电池系统内阻偏差导致各系统之间SOC不一致，经过多次充放电循环后会形成木桶效应，导致整套系统瘫痪，针对这一问题现有技术是采用将各套液流电池系统所有正极储罐通过管路相连，所有负极储罐通过管路相连，来均衡各个系统之间SOC，但这样会导致在充放电时各系统之间管路相连产生较大漏电流损失能量，同时大电流容易烧毁设备，影响设备使用率。

另外，液流电池系统经过一定的串联、并联、或者串并联之后再通过储能变流器转换成三相交流电连接至交流电网；目前液流电池技术领域所采用的储能变流器均为三相全控桥变流器，已有的将变流器所包括的功率模块进行串联或并联的技术应用在静止型动态无功补偿装置(SVG)上，尚未涉及液流电池系统的应用；现有的变流器还具有H桥级联式变流器结构，其中H桥串联电压较高，液流电池无法满足高电压要求，并且，H桥串联结构中，各个功率模块的电压为叠加模式，因此要求液流电池系统完全独立绝缘，而现有的液流电池系统各功率单元通过电解液循环管路相连而无法分离，故H桥级联式变流器结构并不适用于现有的液流电池系统。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种液流电池系统及大规模液流电池储能装置。

本发明的技术手段如下：

一种大规模液流电池储能装置，包括：

多个A液流电池、多个B液流电池和多个C液流电池；所述A液流电池包括A电池组和与A电池组相连接的电解液循环系统；所述B液流电池包括B电池组和与B电池组相连接的电解液循环系统；所述C液流电池包括C电池组和与C电池组相连接的电解液循环系统；

具有多个功率单元的储能变流器；所述多个功率单元均分为三组，分别为A组功率单元、B组功率单元和C组功率单元；A组功率单元交流侧级联后接入三相电的A相线和中性线之间，直流侧分别连接各A电池组；B组功率单元交流侧级联后接入三相电的B相线和中性线之间，直流侧分别连接各B电池组；C组功率单元交流侧级联后接入三相电的C相线和中性线之间，直流侧分别连接各C电池组；

进一步地，A电池组、B电池组或C电池组均分别包括在电路上相互串联的多个电堆；所述电解液循环系统至少包括正极储罐、负极储罐和电解液循环管路；A电池组、B电池组与C电池组之间相互电隔离且等电位；

进一步地，通过增加A液流电池、B液流电池和C液流电池的数量来改变所述液流电池系统的储能规模；

进一步地，

各功率单元与A电池组、B电池组和C电池组之间均设有DC/DC隔离变换模块；

或者所述储能装置还包括A变压器、B变压器和C变压器；A变压器的原边绕组两端分别连接三相电的A相线和中性线；所述A变压器通过多个副边绕组分别连接A组功率单元的各功率单元交流侧；B变压器的原边绕组两端分别连接三相电的B相线和中性线；所述B变压器通过多个副边绕组分别连接B组功率单元的各功率单元交流侧；C变压器的原边绕组两端分别连接三相电的C相线和中性线；所述C变压器通过多个副边绕组分别连接C组功率单元的各功率单元交流侧；

进一步地，A组功率单元所包括的各功率单元输入输出参数相同；B组功率单元所包括的各功率单元输入输出参数相同；C组功率单元所包括的各功率单元输入输出参数相同；所述功率单元采用H桥变换电路；

进一步地，通过调节A组功率单元的各功率单元交流侧电压来缩小各A电池组之间的SOC差异；通过调节B组功率单元的各功率单元交流侧电压来缩小各B电池组之间的SOC差异；通过调节C组功率单元的各功率单元交流侧电压来缩小各C电池组之间的SOC差异；

进一步地，