液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動控制方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種液流電池儲能領(lǐng)域，具體涉及一種液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)及其控制方法。液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)包括：正極電解液儲液罐、負(fù)極電解液儲液罐、正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵、電堆、電池管理系統(tǒng)BMS、DC/AC變流器、液流電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線、鋰離子電池、DC/DC變流器、鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線；本發(fā)明專利技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)在任何情況下均可啟動。

Black start system of liquid flow battery energy storage system and control method thereof

The invention relates to the energy storage field of a liquid flow battery, in particular to a liquid flow battery energy storage system black start system and a control method thereof. Flow battery energy storage system includes a black start system: positive electrolyte negative electrolyte liquid storage tank, liquid storage tank, circulating pump, magnetic drive positive electrolyte negative electrolyte magnetic drive circulation pump, electric reactor, battery management system BMS, DC/AC converter, flow battery operation data transmission line, lithium ion battery, DC/DC converter, lithium ion battery operation data transmission line; the invention realizes the system in any case can be started.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)及其控制方法
：本專利技術(shù)涉及一種液流電池儲能領(lǐng)域，具體涉及一種液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)及其控制方法。
技術(shù)介紹
：液流電池是目前發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的優(yōu)秀綠色環(huán)保蓄電池之一，具有大功率、長壽命、可深度大電流密度充放電等明顯優(yōu)勢，已成為電池體系中主要的商用化發(fā)展方向之一，在風(fēng)電、光伏發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域有著極其廣闊的應(yīng)用前景。但目前全釩液流電池技術(shù)還不夠成熟，存在不少問題。液流電池系統(tǒng)與其他非液流電池系統(tǒng)顯著的特征在于：液流電池需借助磁力驅(qū)動循環(huán)泵為其液路系統(tǒng)循環(huán)提供動力，系統(tǒng)一旦斷電停機(jī)，脫離外網(wǎng)或備用電源的支持，磁力驅(qū)動循環(huán)泵無法工作，液路循環(huán)無法恢復(fù)，進(jìn)而導(dǎo)致全釩電池系統(tǒng)無法啟動(即無法黑啟動)。黑啟動功能是衡量電池系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)提供了一種液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)及其控制方法。為了實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采取如下技術(shù)方案：液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)，包括：正極電解液儲液罐8、負(fù)極電解液儲液罐9、正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵6、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵7、電堆5、電池管理系統(tǒng)BMS4、DC/AC變流器3、液流電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線11、鋰離子電池1、DC/DC變流器2、鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線10；所述鋰離子電池1通過所述DC/DC變流器2并接在所述電堆5與所述DC/AC變流器3之間；所述鋰離子電池1的正、負(fù)極同時與電池管理系統(tǒng)BMS電源的正、負(fù)極相連；所述鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線10將鋰離子電池的運(yùn)行狀態(tài)傳輸至電池管理系統(tǒng)BMS。所述正極電解液儲液罐8，用于存儲正極電解液；所述負(fù)極電解液儲液罐9，用于存儲負(fù)極電解液；所述正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵6，用于將正極電解液儲液罐8中的正極電解液沿管路輸送至電堆5，流經(jīng)電堆5后再沿管路輸送回正極電解液儲液罐8；所述負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵7，用于將負(fù)極電解液儲液罐9中的負(fù)極電解液沿管路輸送至電堆5，流經(jīng)電堆5后再沿管路輸送回負(fù)極電解液儲液罐9；所述電堆5，用于通過電解液電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生直流電能，并將直流電能供給DC/DC變流器2及DC/AC變流器3；所述電池管理系統(tǒng)BMS，用于采集并顯示鋰離子電池1運(yùn)行數(shù)據(jù)及電堆5運(yùn)行數(shù)據(jù)并將運(yùn)行數(shù)據(jù)及控制信息反饋給DC/DC變流器2及DC/AC變流器3；所述鋰離子電池1，用于存儲DC/DC變流器2供給的直流電能，并用于將存儲的直流電能供給DC/DC變流器2及電池管理系統(tǒng)BMS；所述DC/DC變流器2，用于將電堆5供給的直流電能調(diào)壓后供給鋰離子電池1及電池管理系統(tǒng)BMS，并用于將鋰離子電池1供給的直流電能調(diào)壓后供給DC/AC變流器3；所述DC/AC變流器3，用于將電堆5供給的直流電能及DC/DC變流器2供給的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵6及負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵7；所述液流電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線11，用于將電堆5運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸至電池管理系統(tǒng)BMS。在上述系統(tǒng)上實現(xiàn)的液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動控制方法，包括以下步驟：液流電池儲能系統(tǒng)接收到啟動指令后，判斷正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵的供電電壓是否為0；若正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵的供電電壓為0，則進(jìn)入黑啟動模式；若正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵的供電電壓不為0，則進(jìn)入正常啟動模式。黑啟動模式，包括以下步驟：a11：黑啟動開始；a12：鋰離子電池放電，供給電池管理系統(tǒng)BMS及DC/DC變流器；a13：DC/DC變流器將直流電能調(diào)壓后供給DC/AC變流器；a14：DC/AC變流器將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵；a15：正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵將電解液送至電堆產(chǎn)生電能；a16：電池管理系統(tǒng)BMS判斷電堆電壓是否達(dá)到要求的指定值，若是，則進(jìn)入步驟a17，否則返回步驟a12；a17：鋰離子電池停止放電；a18：電堆將直流電能供給DC/DC變流器；a19：DC/DC變流器將電堆供給的直流電能調(diào)壓后供給電池管理系統(tǒng)BMS；a20：DC/DC變流器將直流電能調(diào)壓后供給DC/AC變流器；a21：DC/AC變流器將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵；a22：正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵將電解液送至電堆產(chǎn)生電能；a23：黑啟動結(jié)束。正常啟動模式，包括：b11：正常啟動開始；b12：市電供給電池管理系統(tǒng)BMS及正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵；b13：正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵將電解液送至電堆產(chǎn)生電能；b14：電池管理系統(tǒng)BMS監(jiān)測電堆電壓是否達(dá)到指定值，若是，則進(jìn)入步驟b15，否則進(jìn)入步驟b12；b15：切斷市電；b16：電堆將直流電能供給DC/DC變流器；b17：DC/DC變流器將電堆供給的直流電能調(diào)壓后供給電池管理系統(tǒng)BMS；b18：DC/DC變流器將直流電能調(diào)壓后供給DC/AC變流器；b19：DC/AC變流器將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵；b20：正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵將電解液送至電堆產(chǎn)生電能；b21：正常啟動結(jié)束。作為優(yōu)選方案，步驟a22、b20的后續(xù)步驟均包括：c11：電堆將直流電能供給DC/DC變流器；c12：DC/DC變流器將電堆供給的直流電能調(diào)壓后供給鋰離子電池；c13：鋰離子電池充電；c14：電池管理系統(tǒng)BMS判斷鋰離子電池SOC是否低于指定值，若是，則返回步驟c11，否則進(jìn)入步驟c15；c15：鋰離子電池停止充電。本專利技術(shù)首先利用鋰離子電池存儲電能供給電池管理系統(tǒng)BMS及正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵以使電堆產(chǎn)生電能，當(dāng)電堆電壓是否達(dá)到指定值后，鋰離子電池停止放電，由電堆供給電能給電池管理系統(tǒng)BMS及正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵，實現(xiàn)了系統(tǒng)在任何情況下均可啟動。在實施例中，系統(tǒng)啟動后，首先給鋰離子電池充電，確保下次黑啟動的順利進(jìn)行。附圖說明：圖1為本專利技術(shù)液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1代表鋰離子電池，2代表DC/DC變流器，3代表DC/AC變流器，4代表電池管理系統(tǒng)BMS，5代表電堆，6代表正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵，7代表負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵，8代表正極電解液儲液罐，9代表負(fù)極電解液儲液罐，10代表鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線，11代表液流電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線。圖2為本實施例中液流電池儲能系統(tǒng)啟動控制模式?jīng)Q策流程圖。圖3為本實施例中液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動模式控制流程圖。圖4為本實施例中液流電池儲能系統(tǒng)正常啟動模式控制流程圖。圖5為本實施例中液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)鋰離子電池電能補(bǔ)充模式控制流程圖。具體實施方式：實施例：下面結(jié)合圖1-5對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明。如圖1所示，圖1為本實施例中液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)包括：正極電解液儲液罐8、負(fù)極電解液儲液罐9、正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵6、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵7、電堆5、電池管理系統(tǒng)BMS、DC/AC變流器3、液流電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線11、鋰離子電池1、DC/DC變流器2、鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線10；所述鋰離子電池1通過所述DC/DC變流器2并接在所述電堆5與所述DC/AC變流器3之間；所述鋰離子電池1的正、負(fù)極同時與電池管理系統(tǒng)BMS電源的正、負(fù)極相連；所述鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線10將鋰離子電池的運(yùn)行狀態(tài)傳輸本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)，包括：正極電解液儲液罐(8)、負(fù)極電解液儲液罐(9)、正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵(6)、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵(7)、電堆(5)、電池管理系統(tǒng)BMS(4)、DC/AC變流器(3)、液流電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線(11)；其特征在于，還包括：鋰離子電池(1)、DC/DC變流器(2)、鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線(10)；所述鋰離子電池(1)通過所述DC/DC變流器(2)并接在所述電堆(5)與所述DC/AC變流器(3)之間；所述鋰離子電池(1)的正、負(fù)極同時與電池管理系統(tǒng)(4)電源的正、負(fù)極相連；所述鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線(10)將鋰離子電池的運(yùn)行狀態(tài)傳輸至電池管理系統(tǒng)BMS(4)。

【技術(shù)特征摘要】
1.液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動系統(tǒng)，包括：正極電解液儲液罐(8)、負(fù)極電解液儲液罐(9)、正極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵(6)、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵(7)、電堆(5)、電池管理系統(tǒng)BMS(4)、DC/AC變流器(3)、液流電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線(11)；其特征在于，還包括：鋰離子電池(1)、DC/DC變流器(2)、鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線(10)；所述鋰離子電池(1)通過所述DC/DC變流器(2)并接在所述電堆(5)與所述DC/AC變流器(3)之間；所述鋰離子電池(1)的正、負(fù)極同時與電池管理系統(tǒng)(4)電源的正、負(fù)極相連；所述鋰離子電池運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸線(10)將鋰離子電池的運(yùn)行狀態(tài)傳輸至電池管理系統(tǒng)BMS(4)。2.在權(quán)利要求1所述系統(tǒng)上實現(xiàn)的液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動控制方法，包括以下步驟：a11：黑啟動開始；a12：鋰離子電池放電，供給電池管理系統(tǒng)BMS及DC/DC變流器；a13：DC/DC變流器將直流電能調(diào)壓后供給DC/AC變流器；a14：DC/AC變流器將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵；a15：正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵將電解液送至電堆產(chǎn)生電能；a16：電池管理系統(tǒng)BMS判斷電堆電壓是否達(dá)到要求的指定值，若是，則進(jìn)入步驟a17，否則返回步驟a12；a17：鋰離子電池停止放電；a18：電堆將直流電能供給DC/DC變流器；a19：DC/DC變流器將電堆供給的直流電能調(diào)壓后供給電池管理系統(tǒng)BMS；a20：DC/DC變流器將直流電能調(diào)壓后供給DC/AC變流器；a21：DC/AC變流器將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能供給正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵；a22：正、負(fù)極電解液磁力驅(qū)動循環(huán)泵將電解液送至電堆產(chǎn)生電能；a23：黑啟動結(jié)束。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動控制方法，步驟a22的后續(xù)步驟包括：c11：電堆將直流電能供給DC/DC變流器；c12：DC/DC變流器將電堆供給的直流電能調(diào)壓后供給鋰離子電池；c13：鋰離子電池充電；c14：電池管理系統(tǒng)BMS判斷鋰離子電池SOC是否低于指定值，若是，則返回步驟c11，否則進(jìn)入步驟c15；c15：鋰離子電池停止充電。4.在權(quán)利要求1所述系統(tǒng)上實現(xiàn)的液流電池儲能系統(tǒng)黑啟動控制方法，包括以下步驟：液流電池儲能系統(tǒng)接收到啟動指令后，判斷正、負(fù)極電解液磁...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏達(dá)，劉平平，劉杰，
申請(專利權(quán))人：湖南省德沃普儲能有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南,43