[发明专利]一种液流电池储能系统一级功率变换拓扑

权利要求书

1.一种液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述一种液流电池储能系统一级功率变换拓扑包括跨电堆组的电堆串联成组拓扑以及一级储能变流器拓扑；

所述跨电堆组的电堆串联成组拓扑是指由多个液路系统中的电堆组各自提供一个电堆跨电堆组串联构成，所述液流电池储能系统包含n个液路系统，每个液路系统包含m个电堆，构成一个电堆组；n个液路系统构成n个电堆组；n个电堆组(液路系统)各自提供一个相同或不同位置的电堆串联形成一个由n个电堆串联的成组结构(电堆串)；

所述一级储能变流器拓扑由电压源型PWM变流器(VSC)组成，直流侧正负极分别与所述跨电堆组的电堆串联成组拓扑(电堆串)总正极和总负极相连，所述一级储能变流器拓扑交流侧经隔离变压器与交流电网相连；

所述跨电堆组的电堆串联成组拓扑与所述一级储能变流器拓扑级联构成所述液流电池储能系统一级功率变换拓扑。

2.根据权利要求1所述的液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述液路系统由正负极电解液储罐、正负极电解液液路管道、电堆内部液路管道及液泵构成，一对正负极电解液储罐通过正负极电解液液路管道与电堆的正负极电解液进出口连接，与电堆内部液路管道形成电解液循环回路，在液泵的驱动下，构成一套液路系统。

3.根据权利要求2所述的液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述正负极电解液液路管道包括：

正极液路进液旁管，连接在所述电堆的正极电解液进口和所述正极液路进液公共管道之间；

正极液路出液旁管，连接在所述电堆的正极电解液出口和所述正极液路出液公共管道之间；

正极液路进液公共管道，连接在所述正极电解液进液旁管和所述正极电解液储罐的出口之间，靠近储罐出口处设有液泵；

正极液路出液公共管道，连接在所述正极电解液出液旁管和所述正极电解液储罐的进口之间；

负极液路进液旁管，连接在所述电堆的负极电解液进口和所述负极液路进液公共管道之间；

负极液路出液旁管，连接在所述电堆的负极电解液出口和所述负极液路出液公共管道之间；

负极液路进液公共管道，连接在所述负极电解液进液旁管和所述负极电解液储罐的出口之间，靠近储罐出口处设有液泵；

负极液路出液公共管道，连接在所述负极电解液出液旁管和所述负极电解液储液罐的进口之间。

4.根据权利要求2所述的液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述一套液路系统给多个电堆提供电解液，这些电堆构成一个电堆组。

5.根据权利要求4所述的液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述电堆组各自分别提供一个位置相同或位置不同的电堆进行电气串联连接，构成跨电堆组的电堆串。

6.根据权利要求5所述的液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述串联连接包括：

有两个电堆时，第一个电堆的负极与第二个电堆的正极通过电气连接线连接，第一个电堆的正极作为连接后的总正极，第二个电堆的负极作为连接后的总负极；

有多个电堆时，前一个电堆与后一个电堆之间，按照上述两个电堆串联的方式连接，第一个电堆的正极作为连接后的总正极，最后一个电堆的负极作为连接后的总负极；

多个具有上述串联关系的电堆构成一个电堆串。

7.根据权利要求1所述的液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述一级储能变流器拓扑包括一级DC/AC变流器、直流母线电容、LCL滤波器以及隔离变压器，所述一级DC/AC变流器采用两、三、多电平等电压源型PWM变流器(VSC)。

8.根据权利要求1所述的一级功率变换的液流电池储能系统拓扑，其特征在于，所述一级储能变流器拓扑直流侧由所述一级DC/AC变流器直流侧并联直流母线电容构成。

9.根据权利要求1所述的液流电池储能系统一级功率变换拓扑，其特征在于，所述一级储能变流器拓扑交流侧由所述一级DC/AC变流器交流侧串联LCL滤波器和隔离变压器构成。