本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)及其方法，所述控制系統(tǒng)包括：與多個(gè)電堆組相連接的電池管理系統(tǒng)。所述電池管理系統(tǒng)包括：用于檢測(cè)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率的檢測(cè)單元；用于判斷液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率是否低于預(yù)設(shè)功率的判斷單元；用于當(dāng)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率低于預(yù)設(shè)功率時(shí)，根據(jù)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率和各電堆組額定輸出功率計(jì)算得出所需電堆組數(shù)量的計(jì)算單元；用于控制各電堆組工作狀態(tài)，以使處于運(yùn)行狀態(tài)的電堆組數(shù)量與所需電堆組數(shù)量相等的控制單元；本發(fā)明專利技術(shù)不僅提高了液流電池系統(tǒng)的效率，保證電堆組的壽命和效率一直處于最佳狀態(tài)，且不必每個(gè)電堆都流入電解液，減小了電解液通過離子交換膜互竄遷移造成的自放電現(xiàn)象。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及液流電池領(lǐng)域，具體為。
技術(shù)介紹
液流電池由于其具有長(zhǎng)壽命、安全性高、過充過放能力強(qiáng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)成為大規(guī)模儲(chǔ)能的理想選擇之一，其主要應(yīng)用市場(chǎng)包括可再生能源電站和用戶側(cè)智能微網(wǎng)(居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、公共設(shè)施)等，相應(yīng)地，液流電池系統(tǒng)的主要功能包括谷電峰用、平衡負(fù)荷和提聞電能質(zhì)量等。液流電池系統(tǒng)一般是由數(shù)個(gè)電堆組合構(gòu)成，而各電堆的組合并非簡(jiǎn)單的串聯(lián)，需要綜合考慮電池電壓、電流與儲(chǔ)能逆變器的匹配、以及系統(tǒng)漏電電流的優(yōu)化等因素，因此液流電池系統(tǒng)中電堆的組合多為串聯(lián)和并聯(lián)的組合。在電堆并聯(lián)的液流電池系統(tǒng)中，電解液要流經(jīng)每個(gè)電堆以實(shí)現(xiàn)功率的輸出，而實(shí)際情況下液流電池系統(tǒng)的輸出并非一直處于額定功率狀態(tài)，很多情況下處于半額定功率狀態(tài)或更低功率狀態(tài)下運(yùn)行，而此時(shí)系統(tǒng)中的電解液仍要經(jīng)過串并聯(lián)組合的每一個(gè)電堆，且每個(gè)電堆的功率都處于低額定功率狀態(tài)，這樣不僅降低了液流電池系統(tǒng)電堆的效率，并且每個(gè)電堆都流入電解液，增大了電解液通過離子交換膜互竄遷移造成的自放電現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)以上問題的提出，而研制一種提高效率、減少容量損失的液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)及其方法。本專利技術(shù)的技術(shù)手段如下:一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述液流電池系統(tǒng)包括:正極電解液儲(chǔ)罐、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐、以及多個(gè)相互并聯(lián)的電堆組；各電堆組的正極電解液出口通過正極電解液流出管路與所述正極電解液儲(chǔ)罐相連，各電堆組的負(fù)極電解液出口通過負(fù)極電解液流出管路與所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐相連；所述正極電解液儲(chǔ)罐經(jīng)循環(huán)泵通過正極電解液流入管路與各電堆組的正極電解液入口相連；所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐經(jīng)循環(huán)泵通過負(fù)極電解液流入管路與各電堆組的負(fù)極電解液入口相連；所述控制系統(tǒng)包括:與多個(gè)電堆組相連接，用于根據(jù)液流電池系統(tǒng)的輸出參數(shù)狀態(tài)控制所述電堆組的工作狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述電池管理系統(tǒng)包括:與多個(gè)電堆組相連接，用于檢測(cè)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率的檢測(cè)單元；連接檢測(cè)單元，用于判斷液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率是否低于預(yù)設(shè)功率的判斷單元;連接判斷單元，用于當(dāng)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率低于預(yù)設(shè)功率時(shí)，根據(jù)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率和各電堆組額定輸出功率計(jì)算得出所需電堆組數(shù)量的計(jì)算單元；連接計(jì)算單元，用于根據(jù)所述計(jì)算單元得出的所需電堆組數(shù)量控制各電堆組工作狀態(tài)，以使處于運(yùn)行狀態(tài)的電堆組數(shù)量與所需電堆組數(shù)量相等的控制單元；進(jìn)一步地:所述正極電解液流入管路包括各電堆組共用的正極電解液流入管路1、以及分別連接正極電解液流入管路I和各電堆組的正極電解液入口的多個(gè)正極電解液流入管路II ；所述負(fù)極電解液流入管路包括各電堆組共用的負(fù)極電解液流入管路1、以及分別連接負(fù)極電解液流入管路I和各電堆組的負(fù)極電解液入口的多個(gè)負(fù)極電解液流入管路II；多個(gè)所述正極電解液流入管路II和所述負(fù)極電解液流入管路II均設(shè)置有電動(dòng)閥；進(jìn)一步地，所述控制單元通過控制所述電動(dòng)閥的開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電堆組工作狀態(tài)的控制；進(jìn)一步地，所述電堆組由多個(gè)電堆相互串聯(lián)構(gòu)成；進(jìn)一步地，所述計(jì)算單元利用n=「P/Prl計(jì)算得出所需電堆組數(shù)量，其中η為所需電堆組數(shù)量、P為液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率、Pr為各電堆組額定輸出功率、「I表示向上取整。一種液流電池系統(tǒng)的電堆控制方法，所述液流電池系統(tǒng)包括:正極電解液儲(chǔ)罐、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐、以及多個(gè)相互并聯(lián)的電堆組；各電堆組的正極電解液出口通過正極電解液流出管路與所述正極電解液儲(chǔ)罐相連，各電堆組的負(fù)極電解液出口通過負(fù)極電解液流出管路與所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐相連；所述正極電解液儲(chǔ)罐經(jīng)循環(huán)泵通過正極電解液流入管路與各電堆組的正極電解液入口相連；所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐經(jīng)循環(huán)泵通過負(fù)極電解液流入管路與各電堆組的負(fù)極電解液入口相連；所述電堆控制方法包括如下步驟:步驟1:檢測(cè)單元檢測(cè)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率，執(zhí)行步驟2 ；步驟2:判斷單元判斷液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率是否低于預(yù)設(shè)功率，是則執(zhí)行步驟3，否則返回步驟I ;步驟3:計(jì)算單元根據(jù)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率和各電堆組額定輸出功率計(jì)算得出所需電堆組數(shù)量，執(zhí)行步驟4 ;步驟4:控制單元根據(jù)所述計(jì)算單元得出的所需電堆組數(shù)量控制各電堆組工作狀態(tài)，以使處于運(yùn)行狀態(tài)的電堆組數(shù)量與所需電堆組數(shù)量相等；進(jìn)一步地，所述步驟3具體為:所述計(jì)算單元利用n=「P/Prl計(jì)算得出所需電堆組數(shù)量，其中η為所需電堆組數(shù)量、P為液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率、Pr為各電堆組額定輸出功率、「I表示向上取整；進(jìn)一步地:所述正極電解液流入管路包括各電堆組共用的正極電解液流入管路1、以及分別連接正極電解液流入管路I和各電堆組的正極電解液入口的多個(gè)正極電解液流入管路II ;所述負(fù)極電解液流入管路包括各電堆組共用的負(fù)極電解液流入管路1、以及分別連接負(fù)極電解液流入管路I和各電堆組的負(fù)極電解液入口的多個(gè)負(fù)極電解液流入管路II ;多個(gè)所述正極電解液流入管路II和所述負(fù)極電解液流入管路II均設(shè)置有電動(dòng)閥；所述控制單元通過控制所述電動(dòng)閥的開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電堆組工作狀態(tài)的控制。由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)提供的，實(shí)現(xiàn)了處于運(yùn)行狀態(tài)的電堆組的輸出功率為額定功率或接近額定功率的狀態(tài)，不僅提高了液流電池系統(tǒng)的效率，保證電堆組的效率始終處于最佳狀態(tài)，且當(dāng)液流電池系統(tǒng)低功率情況下，減少了工作電堆的數(shù)量，一定程度上減輕了電解液通過離子交換膜互竄遷移造成的自放電現(xiàn)象，進(jìn)而減少由于自放電所造成的容量損失，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容量保持能力。【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)所述控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)所述控制方法的流程圖。圖中:1、正極電解液儲(chǔ)罐，2、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐，3、電堆組，4、正極電解液流出管路，5、負(fù)極電解液流出管路，6、循環(huán)泵，7、正極電解液流入管路I，8、正極電解液流入管路II，9、負(fù)極電解液流入管路I，10、負(fù)極電解液流入管路11，11、檢測(cè)單元，12、判斷單元，13、計(jì)算單元,14、控制單元，15、電動(dòng)閥，31、電堆。【具體實(shí)施方式】如圖1所示的一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述液流電池系統(tǒng)包括:正極電解液儲(chǔ)罐1、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐2、以及多個(gè)相互并聯(lián)的電堆組3 ;各電堆組3的正極電解液出口通過正極電解液流出管路4與所述正極電解液儲(chǔ)罐I相連，各電堆組3的負(fù)極電解液出口通過負(fù)極電解液流出管路5與所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐2相連；所述正極電解液儲(chǔ)罐I經(jīng)循環(huán)泵6通過正極電解液流入管路與各電堆組3的正極電解液入口相連；所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐2經(jīng)循環(huán)泵6通過負(fù)極電解液流入管路與各電堆組3的負(fù)極電解液入口相連；所述控制系統(tǒng)包括:與多個(gè)電堆組3相連接，用于根據(jù)液流電池系統(tǒng)的輸出參數(shù)狀態(tài)控制所述電堆組3的工作狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)；進(jìn)一步地，所述電池管理系統(tǒng)包括:與多個(gè)電堆組3相連接，用于檢測(cè)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率的檢測(cè)單元11 ;連接檢測(cè)單元11，用于判斷液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率是否低于預(yù)設(shè)功率的判斷單元12 ;連接判斷單元12，用于當(dāng)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率低于預(yù)設(shè)功率時(shí)，根據(jù)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率和各電堆組3額定輸出功率計(jì)算得出所需電堆組3數(shù)量的計(jì)算單元13 ;連接計(jì)算單元13，用于根據(jù)所述計(jì)算單元13得出的所需電堆組3數(shù)量控制各電堆組3工作狀態(tài)，以使處于運(yùn)行狀態(tài)的電堆組3數(shù)量與所需電堆組3數(shù)量相等的控制單元14 ;進(jìn)一步地:所述正極電解液流入管路包括本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述液流電池系統(tǒng)包括：正極電解液儲(chǔ)罐(1)、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐(2)、以及多個(gè)相互并聯(lián)的電堆組(3)；各電堆組(3)的正極電解液出口通過正極電解液流出管路(4)與所述正極電解液儲(chǔ)罐(1)相連，各電堆組(3)的負(fù)極電解液出口通過負(fù)極電解液流出管路(5)與所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐(2)相連；所述正極電解液儲(chǔ)罐(1)經(jīng)循環(huán)泵(6)通過正極電解液流入管路與各電堆組(3)的正極電解液入口相連；所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐(2)經(jīng)循環(huán)泵(6)通過負(fù)極電解液流入管路與各電堆組(3)的負(fù)極電解液入口相連；其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括：與多個(gè)電堆組(3)相連接，用于根據(jù)液流電池系統(tǒng)的輸出參數(shù)狀態(tài)控制所述電堆組(3)的工作狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述液流電池系統(tǒng)包括:正極電解液儲(chǔ)罐(I)、負(fù)極電解液儲(chǔ)罐(2)、以及多個(gè)相互并聯(lián)的電堆組(3);各電堆組(3)的正極電解液出口通過正極電解液流出管路(4)與所述正極電解液儲(chǔ)罐(I)相連，各電堆組(3)的負(fù)極電解液出口通過負(fù)極電解液流出管路(5)與所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐(2)相連；所述正極電解液儲(chǔ)罐(I)經(jīng)循環(huán)泵(6)通過正極電解液流入管路與各電堆組(3)的正極電解液入口相連；所述負(fù)極電解液儲(chǔ)罐(2)經(jīng)循環(huán)泵(6)通過負(fù)極電解液流入管路與各電堆組(3)的負(fù)極電解液入口相連； 其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括: 與多個(gè)電堆組(3)相連接，用于根據(jù)液流電池系統(tǒng)的輸出參數(shù)狀態(tài)控制所述電堆組(3)的工作狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于所述電池管理系統(tǒng)包括: 與多個(gè)電堆組(3)相連接，用于檢測(cè)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率的檢測(cè)單元(11)；連接檢測(cè)單元(11)，用于判斷液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率是否低于預(yù)設(shè)功率的判斷單元(12)； 連接判斷單元(12)，用于當(dāng)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率低于預(yù)設(shè)功率時(shí)，根據(jù)液流電池系統(tǒng)實(shí)際輸出功率和各電堆組(3)額定輸出功率計(jì)算得出所需電堆組(3)數(shù)量的計(jì)算單元(13)； 連接計(jì)算單元(13)，用于根據(jù)所述計(jì)算單元(13)得出的所需電堆組(3)數(shù)量控制各電堆組(3)工作狀態(tài)，以使處于運(yùn)行狀態(tài)的電堆組(3)數(shù)量與所需電堆組(3)數(shù)量相等的控制單元(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述正極電解液流入管路包括各電堆組(3)共用的正極電解液流入管路I (7)、以及分別連接正極電解液流入管路I (7)和各電堆組(3)的正極電解液入口的多個(gè)正極電解液流入管路II⑶； 所述負(fù)極電解液流入管路包括各電堆組(3)共用的負(fù)極電解液流入管路I (9)、以及分別連接負(fù)極電解液流入管路I (9)和各電堆組(3)的負(fù)極電解液入口的多個(gè)負(fù)極電解液流入管路II (10)； 多個(gè)所述正極電解液流入管路II (8)和所述負(fù)極電解液流入管路II (10)均設(shè)置有電動(dòng)閥(15)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元(14)通過控制所述電動(dòng)閥(15)的開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電堆組(3)工作狀態(tài)的控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于所述電堆組(3)由多個(gè)電堆(31)相互串聯(lián)構(gòu)成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池系統(tǒng)的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張宇，張華民，楊振坤，馬相坤，王曉麗，李穎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧;21
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