[发明专利]全钒液流电池系统的控制方法和控制系统

说明书

本发明涉及一种全钒液流电池系统的控制方法和系统，所述液流电池系统包括电堆，该方法包括：获取电解液的析出温度与所述电解液的SOC的第一关系，在所述第一关系中，多个所述析出温度和多个所述SOC一一对应；监测所述电解液流出所述电堆的实时出堆温度和所述电解液的实时SOC；根据所述第一关系确定所述实时SOC对应的当前析出温度；以及调整所述电解液流入所述电堆的实时入堆温度，使所述实时出堆温度小于所述当前析出温度。该控制方法实现了实时、平稳地控制电解液的冷却过程，使出堆电解液的温度始终低于电解液的析出温度，实现最佳控制。

技术领域

本发明主要涉及全钒液流电池系统，具体地涉及一种全钒液流电池系统电解液冷却系统的控制方法和控制系统。

背景技术

在电网中，电力系统的电源逐步以新能源为主。由于风能发电和太阳能发电具有随机性和不可控性，如果没有相应配套的足够容量的储能系统，将使电力系统难以满足负荷变化的需求，也不能避免大量的弃风弃光情况的发生，因而很难保证电力系统调频调峰和稳定可靠运行。全钒液流储能系统凭借其运行安全、寿命长、衰减小、无污染等优势，正在储能领域发挥重要的作用。

液流储能系统在充放电过程中，因为电堆内存在内阻和漏电电流，充电和放电时在电堆内部将产生热量，使电解液的温度升高。全钒液流电池中的电解液特别是正极电解液，一旦达到一定的温度，将会出现五价钒析出和结晶的情况，这将损坏质子膜，堵塞流道，造成电堆短路，导致烧堆等严重后果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对于全钒液流电池系统电解液冷却的控制方法，该方法既避免电解液析出结晶又最大限度地降低冷却电解液所消耗的能量，继而提高了液流电池系统的整体充放电效率。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是在全钒液流电池系统中对电解液冷却的控制方法，所述液流电池系统包括电堆、电解液、电解液储罐、电解液泵、管道、阀门、电池管理系统(BMS)和电解液冷却系统等。该控制方法包括：获取电解液的析出温度与所述电解液的SOC的第一关系，在所述第一关系中，多个所述析出温度和多个所述SOC一一对应；监测所述电解液流出所述电堆的实时出堆温度和所述电解液的实时SOC；根据所述第一关系确定所述实时SOC对应的当前析出温度；以及调整所述电解液流入所述电堆的实时入堆温度，使所述实时出堆温度小于所述当前析出温度。

在本发明的一实施例中，调整所述电解液流入所述电堆的实时入堆温度，使所述实时出堆温度小于所述当前析出温度的步骤包括：使所述实时出堆温度不高于第一当前控制温度，所述第一当前控制温度等于所述当前析出温度减去一控制阈值，所述控制阈值包括安全裕度和/或控制误差。

在本发明的一实施例中，在根据所述第一关系确定所述实时SOC对应的当前析出温度的步骤之后，还包括：根据所述第一关系确定多个所述SOC和多个控制温度之间的第二关系，所述控制温度低于所述析出温度；根据所述第二关系确定所述实时SOC对应的第二当前控制温度；调整所述电解液流入所述电堆的实时入堆温度，使所述实时出堆温度小于所述当前析出温度的步骤包括：使所述实时出堆温度不高于所述第二当前控制温度。

在本发明的一实施例中，所述控制温度等于所述析出温度减去一控制阈值，所述控制阈值包括安全裕度和/或控制误差。

在本发明的一实施例中，调整所述电解液流入所述电堆的实时入堆温度，使所述实时出堆温度不高于第一当前控制温度的步骤包括：当所述实时出堆温度大于所述第一当前控制温度时，增加对流入所述电堆的电解液的制冷强度；以及当所述实时出堆温度小于所述第一当前控制温度时，减小对流入所述电堆的电解液的制冷强度。

在本发明的一实施例中，调整所述电解液流入所述电堆的实时入堆温度，使所述实时出堆温度不高于第二当前控制温度的步骤包括：当所述实时出堆温度大于所述第二当前控制温度时，增加对流入所述电堆的电解液的制冷强度；以及当所述实时出堆温度小于所述第二当前控制温度时，减小对流入所述电堆的电解液的制冷强度。