[发明专利]储能电站冷却方法、系统、电子设备

说明书

本发明属于储能电站技术领域，具体涉及一种储能电站冷却方法、系统、电子设备，旨在解决现有技术中的空气冷却电池热管理系统散热效果差、换热效率低，缺乏控制局部热失控蔓延能力的问题；方法为：电池管理系统基于采集的温度数据、电池模组的状态数据，获取电池产热功率；根据该电池产热功率，计算冷却水的流速；冷却装置中的工质吸收电池模组中的电池热量并发生汽化，产生密度差和压力差，驱动工质自然循环流动；电池管理系统基于温度数据、流量数据执行一次判断，以选择维持自循环模式或执行强迫循环模式；在t+Δt时刻时，基于温度数据执行二次判断，以选择维持维持循环泵的转速或控制循环泵的转速加Δn运作；本发明可有效控制储能电站温度。

技术领域

本发明属于储能电站技术领域，具体涉及一种储能电站冷却方法、系统、电子设备。

背景技术

储能系统是现代电力系统和智能电网的重要组成部分，也是实现可再生能源并网消纳及分布式发电高效应用的重要环节。相比于其它储能方式，电化学储能具有相应时间短、能量密度高、场地受限小等优势，尤其适用于城市储能系统。相比铅酸、钠酸等电化学储能系统而言，锂离子电池储能系统具有能量密度高、转换效率高、自放电率低、适用寿命长等优势。近年来随着电池技术的不断进步及其成本的降低，以锂离子电池为主的电化学储能系统得到了迅速发展和工程应用。然而，锂离子电池采用易燃的有机电解液，且材料体系热值高。在电池本体或电气设备发生故障后，电池温度失控引发链式分解反应，进而演化为储能系统燃烧爆炸等重大安全事故。例如，2021年4月16日北京丰台区一储能电站发生爆炸，造成2名消防员牺牲。国内外锂电池系统的工程应用均有火灾事故发生，造成了严重的经济损失及社会影响。

温度对于锂离子电池的容量、功率和安全性都有很大的影响。大容量锂离子电池储能系统出现性能下降甚至安全事故的一个重要原因就是热管理系统设计不合理。现有储能电站大多采用空气冷却方式，以空调冷风作为冷源给电池降温。然而，储能系统在一个较为狭小的空间内聚集了大量锂离子电池，电池排列紧密，运行工况复杂多变；基于空气冷却的热管理系统虽然简单、可靠性高，但其热容低、换热系数有限，不足以应对储能系统日益提高的热管理需求；同时，空气冷却缺乏控制局部热失控蔓延的能力。

发明内容

为了解决上述问题，即为了解决现有技术中的空气冷却电池热管理系统散热效果差、换热效率低，缺乏控制局部热失控蔓延能力的问题，本发明提供了一种储能电站冷却方法、系统、电子设备。

本发明的第一方面提供了一种储能电站冷却方法，该方法包括以下步骤：步骤S100，储能电站处于工作状态，电池管理系统启动冷凝器；

电池管理系统基于温度监测装置采集的电池模组的温度数据、电池状态监测装置采集的电池模组的状态数据，获取电池产热功率；所述电池模组的状态数据包括电池荷电状态和电流；

步骤S200，根据所述电池产热功率，获取冷凝器中冷却水的流速，以进行对应时期的流速调控；

步骤S300，冷却装置中的工质吸收电池模组中的电池热量并发生汽化，产生密度差和压力差，以驱动工质在冷却装置的流道中自然循环流动；

流量监测装置监测当前t时刻回液端工质的流量数据，并将所述流量数据传输至所述电池管理系统；

步骤S400，所述电池管理系统基于获取的电池模组的温度数据、回液端工质的流量数据执行一次判断；所述一次判断包括：若工质入口流量电池温度且电池稳态温度T_t低于阈值T_limit，则维持自循环模式；否则，则启动系统中的循环泵并控制其以预设转速n运作，执行强迫循环模式；

步骤S500，在t+Δt时刻时，所述电池管理系统基于获取的电池模组的温度数据执行二次判断，所述二次判断包括：若电池温度并且当前的电池温度T_t+1低于阈值T_limit，则维持循环泵的转速；否则，执行下一步；