[实用新型]液流电池模块化单元及液流储能系统

说明书

本实用新型涉及液流电池单元及系统，本实用新型第一方面提供一种液流电池模块化单元，包括电堆模块、输送组件和监测组件，其中：所述输送组件包括正极泵、负极泵、阀和连接至外部所需的管件；所述监测组件包括：压力传感器(4)，用于探测电堆进液口的压力；监测装置(5)，用于监测/显示电堆模块的压力、温度和电压。本实用新型第二方面涉及运用该模块化单元的液流电池系统。模块单元既可单独使用，也可作为规模化系统集成所需的模块化标准单元，此单元具有集成度高、占地小、维护简便、安装调试快捷、易于控制管理等优点。

技术领域

本实用新型涉及液流储能系统，更具体地涉及全钒液流储能系统。

背景技术

可再生能源的开发利用日益被重视，并且应用越来越广泛。但是其具有随机性、波动性、不可调控等特点，接入电网后进而引发电网电压和频率的波动，影响电网的安全、稳定运行。全钒液流储能电池系统由电堆单元、电解液、电解液储存单元、管道输送系统、BMS(电池管理系统)等组成。由于其具有容量高、容量配置灵活、循环寿命长、安全环保等特点，现在广泛应用于风光互补、削峰填谷、智能微网、应急电源等领域。通过引入全钒液流储能系统，可以有效提高电力系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动、降低用电成本、提高电力设备利用率等，促进可再生能源的并网和使用。

现有的大型液流储能系统如兆瓦级的储能系统，通过电堆集成，主管细分支管，且一支管连接几个电堆，其管路连接一般都比较复杂，现场安装比较费时。而且，当其中一个子电堆出现故障时，需要停掉整个系统，在更新故障单元时，工作量也比较大。

其次，现有的多电堆液流储能系统，通常是配一个正极电解液储罐和一个负极电解液储液罐，二者分别配套一个输送泵，泵的功率都很大，管路的设计是采用从主管开始一分二、二分四、四分八的2n型结构逐级分支连接到电堆的进出液口，这种布管方式很难保证每个电堆进出口的压力均衡，导致各个电堆的电压不一致，使得电堆自放电。

中国专利申请CN201720236031采用在全钒液流储能电站的循环管路中并联旁通管路及增加流量控制阀来达到平衡流量，使串联的多个电堆电压均衡，减小自放电的目的。但对于电堆数量较多的大型储能系统，增加的旁通管路会很多、系统占地面积也更大。正负极各一台泵、如果泵出现故障，则整个系统都无法运行。采取这种布管方式的劣势在于占地大、成本高、现场接管耗时多、且出现故障时，维修十分麻烦，不适于模块化、批量化生产。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是解决现有液流电池系统更换、维护单个电堆工作量大，影响整个系统工作的问题。

根据本实用新型的液流电池模块化单元，包括电堆模块、输送组件和监测组件，其中：所述输送组件包括正极泵、负极泵、阀和连接至外部所需的管件；所述监测组件包括：压力传感器，用于探测电堆进液口的压力；监测装置，用于监测/显示电堆模块的压力、流量和电压。

在一种具体实施方式中，每一个所述电堆模块由两个子电堆构成，每一个模块化单元设有四个泵，分别作为两个子电堆的正极泵和负极泵。

在一种具体实施方式中，所述监测装置可以同时显示两个子电堆的压力、流量和电压。

在一种具体实施方式中，所述液流电池模块化单元还包括底座、外壳、防漏装置和散热装置中的一种或多种。

在一种具体实施方式中，所述管件包括进出液支管组件，将模块单元与液流储能系统的进出液主管连接，所述进出液支管组件由活接、三通、堵头和直管组成。

本实用新型第二方面，还提供一种液流储能系统，包括一个正极储液罐、一个负极储液罐和一个电堆架，包括上述液流电池模块化单元。

本实用新型提出的方案，将电堆、电堆底座、泵、电堆监测装置、附属管路集成为一个模块化标准单元，此模块单元既可单独使用，也可作为规模化系统集成所需的模块化标准单元，此单元具有集成度高、占地小、维护简便、安装调试快捷、易于控制管理等优点。