一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，包括：電堆組、第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐；還包括：第二正極電解液儲罐和第二負極電解液儲罐；所述第二正極電解液儲罐通過液體輸送管路與所述電堆組的正極電解液出口相連；所述第二負極電解液儲罐通過液體輸送管路與所述電堆組的負極電解液出口相連；所述第二正極電解液儲罐經(jīng)循環(huán)泵通過液體輸送管路與所述電堆組的正極電解液入口相連；所述第二負極電解液儲罐經(jīng)循環(huán)泵通過液體輸送管路與所述電堆組的負極電解液入口相連；本發(fā)明能夠提供一定時長的緊急電力，大大提高了整個儲能系統(tǒng)的利用率，擴大了液流電池系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，節(jié)約成本。
【專利說明】—種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液流電池領(lǐng)域，具體為一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]液流電池由于具有使用壽命長、安全性好、過充和過放能力好、環(huán)境友好等優(yōu)點，而成為大規(guī)模儲能的理想選擇之一。液流電池的主要應(yīng)用市場包括可再生能源電站和用戶側(cè)智能微網(wǎng)(適用于居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、公共設(shè)施等)，其主要功能包括谷電峰用、平衡負荷、以及提高電能質(zhì)量等；對于現(xiàn)有技術(shù)中的上述應(yīng)用市場的用戶來說，當(dāng)市電中斷或出現(xiàn)問題的時候，一般都需要一定時長的緊急電力為重要的負荷供電，因此需要配置柴油機和額外線路提供電能，增加了成本。故若液流電池系統(tǒng)可以兼?zhèn)渚o急備用電源的輔助功能，不僅降低了額外配置柴油 機和線路來提供電能的成本，且能夠提高可再生能源電站或用戶側(cè)智能微網(wǎng)中整個儲能系統(tǒng)的利用效率，但是目前的液流電池系統(tǒng)無法保證在任何時刻下均能具有一定的容量，不能實現(xiàn)緊急備用電源的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種任何時刻下均能具有一定的容量的具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)手段如下:
[0005]一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，包括:電堆組、第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐；所述電堆組的正極電解液出口通過液體輸送管路與所述第一正極電解液儲罐相連；所述電堆組的負極電解液出口通過液體輸送管路與所述第一負極電解液儲罐相連；所述第一正極電解液儲罐經(jīng)循環(huán)泵通過液體輸送管路與所述電堆組的正極電解液入口相連；所述第一負極電解液儲罐經(jīng)循環(huán)泵通過液體輸送管路與所述電堆組的負極電解液入口相連；
[0006]所述液流電池系統(tǒng)還包括:
[0007]第二正極電解液儲罐和第二負極電解液儲罐；所述第二正極電解液儲罐通過液體輸送管路與所述電堆組的正極電解液出口相連；所述第二負極電解液儲罐通過液體輸送管路與所述電堆組的負極電解液出口相連；所述第二正極電解液儲罐經(jīng)循環(huán)泵通過液體輸送管路與所述電堆組的正極電解液入口相連；所述第二負極電解液儲罐經(jīng)循環(huán)泵通過液體輸送管路與所述電堆組的負極電解液入口相連；
[0008]進一步地，所述第二正極電解液儲罐和第二負極電解液儲罐中的電解液荷電狀態(tài)為 100% ；
[0009]進一步地，所述電堆組通過儲能逆變器與電站和負載相連接；
[0010]當(dāng)電站輸出電能正常時，所述電堆組與第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐構(gòu)成用于谷電峰用或功率平滑輸出的液流電池系統(tǒng)；
[0011]當(dāng)電站輸出電能中斷時，所述電堆組與第二正極電解液儲罐和第二負極電解液儲罐構(gòu)成作為備用電源的液流電池系統(tǒng)；
[0012]另外，還包括連接電堆組，用于監(jiān)測和控制電堆組充放電狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)；
[0013]當(dāng)電堆組與第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐相連接，且電站輸出電能正常時，所述電堆組放電至第一預(yù)設(shè)電壓；
[0014]當(dāng)電堆組與第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐相連接，且電站輸出電能中斷時，所述電堆組放電至第二預(yù)設(shè)電壓；
[0015]另外，還包括連接電池管理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)用于判斷電站輸出電能是否中斷，并當(dāng)電堆組與第一正極電解液儲罐、第一負極電解液儲罐連接，同時電堆組電壓放電至第二預(yù)設(shè)電壓時，所述控制系統(tǒng)斷開電堆組與第一正極電解液儲罐、第一負極電解液儲罐的連接，并接通電堆組與第二正極電解液儲罐、第二負極電解液儲罐的連接；
[0016]另外，還包括與所述循環(huán)泵相連接的UPS ；
[0017]進一步地，所述液流電池系統(tǒng)為全釩液流電池系統(tǒng)。
[0018]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，能夠提供一定時長的緊急電力，大大提高了整個儲能系統(tǒng)的利用率，擴大了液流電池系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，節(jié)約成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖中:1、電堆組，2、第一正極電解液儲罐，3、第一負極電解液儲罐，4、循環(huán)泵，5、第二正極電解液儲罐，6、第二負極電解液儲罐，7、液體輸送管路，8、電池管理系統(tǒng)，9、控制系統(tǒng)，10、電站，11、負載，12、UPS。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，包括:電堆組1、第一正極電解液儲罐2和第一負極電解液儲罐3 ;所述電堆組I的正極電解液出口通過液體輸送管路7與所述第一正極電解液儲罐2相連；所述電堆組I的負極電解液出口通過液體輸送管路7與所述第一負極電解液儲罐3相連；所述第一正極電解液儲罐2經(jīng)循環(huán)泵4通過液體輸送管路7與所述電堆組I的正極電解液入口相連；所述第一負極電解液儲罐3經(jīng)循環(huán)泵4通過液體輸送管路7與所述電堆組I的負極電解液入口相連；所述液流電池系統(tǒng)還包括:第二正極電解液儲罐5和第二負極電解液儲罐6 ;所述第二正極電解液儲罐5通過液體輸送管路7與所述電堆組I的正極電解液出口相連；所述第二負極電解液儲罐6通過液體輸送管路7與所述電堆組I的負極電解液出口相連；所述第二正極電解液儲罐5經(jīng)循環(huán)泵4通過液體輸送管路7與所述電堆組I的正極電解液入口相連；所述第二負極電解液儲罐6經(jīng)循環(huán)泵4通過液體輸送管路7與所述電堆組I的負極電解液入口相連；進一步地，所述第二正極電解液儲罐5和第二負極電解液儲罐6中的電解液荷電狀態(tài)(SOC)為100%;進一步地，所述電堆組通過儲能逆變器與電站10和負載11相連接；當(dāng)電站10輸出電能正常時，所述電堆組I與第一正極電解液儲罐2和第一負極電解液儲罐3構(gòu)成用于谷電峰用或功率平滑輸出的液流電池系統(tǒng)；當(dāng)電站10輸出電能中斷時，所述電堆組I與第二正極電解液儲罐5和第二負極電解液儲罐6構(gòu)成作為備用電源的液流電池系統(tǒng)；另外,還包括連接電堆組1，用于監(jiān)測和控制電堆組I充放電狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)8 ;當(dāng)電堆組I與第一正極電解液儲罐2和第一負極電解液儲罐3相連接，且電站10輸出電能正常時，所述電堆組I放電至第一預(yù)設(shè)電壓；當(dāng)電堆組I與第一正極電解液儲罐2和第一負極電解液儲罐3相連接，且電站10輸出電能中斷時，所述電堆組I放電至第二預(yù)設(shè)電壓；另外，還包括連接電池管理系統(tǒng)8的控制系統(tǒng)9 ;所述控制系統(tǒng)9用于判斷電站10輸出電能是否中斷，并當(dāng)電堆組I與第一正極電解液儲罐2、第一負極電解液儲罐3連接，同時電堆組I電壓放電至第二預(yù)設(shè)電壓時，所述控制系統(tǒng)9斷開電堆組I與第一正極電解液儲罐2、第一負極電解液儲罐3的連接，并接通電堆組I與第二正極電解液儲罐5、第二負極電解液儲罐6的連接；另外，還包括與所述循環(huán)泵4相連接的UPS12，其用于當(dāng)電站輸出電能中斷時給循環(huán)泵提供動力；進一步地，所述液流電池系統(tǒng)為全釩液流電池系統(tǒng)；進一步地，連接電堆組I的正極電解液出口和第一正極電解液儲罐2的液體輸送管路、連接電堆組I的負極電解液出口與第一負極電解液儲罐3的液體輸送管路、連接第一正極電解液儲罐2和電堆組I的正極電解液入口的液體輸送管路、以及連接第一負極電解液儲罐3和電堆組I的負極電解液入口的液體輸送管路、連接電堆組I的正極電解液出口和第二正極電解液儲罐5的液體輸送管路、連接電堆組I的負極電解液出口與第二負極電解液儲罐6的液體輸送管路、連接第二正極電解液儲罐5和電堆組I的正極電解液入口的液體輸送管路、以及連接第二負極電解液儲罐6和電堆組I的負極電解液入口的液體輸送管路上分別設(shè)置有用于控制液體輸送管路開關(guān)的電磁閥；所述控制系統(tǒng)9通過控制電磁閥的開關(guān)進而控制液體輸送管路的接通和關(guān)閉；所述電堆組I包括多個串聯(lián)或并聯(lián)的電堆。
[0022]本發(fā)明所述電堆組通過儲能逆變器與電站和負載相連接，所述電站為光伏電站、風(fēng)力電站、變電站等；當(dāng)電站輸出電能正常時，所述第二正極電解液儲罐和第二負極電解液儲罐中的電解液荷電狀態(tài)(SOC)為100%，即所述電堆組與第二正極電解液儲罐和第二負極電解液儲罐構(gòu)成的液流電池系統(tǒng)處于充滿電的狀態(tài)，所述電堆組與第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐相連接，構(gòu)成用于谷電峰用或功率平滑輸出的液流電池系統(tǒng)，所述谷電峰用即當(dāng)負載處于用電低谷時儲能，當(dāng)負載處于用電高峰時放電，所述功率平滑輸出，即將不穩(wěn)定的能量如太陽能、風(fēng)能等轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的電力供應(yīng)源平滑輸出。
[0023]當(dāng)電堆組與第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐相連接，且電站輸出電能正常時，所述電堆組放電至第一預(yù)設(shè)電壓，實際應(yīng)用時所述第一預(yù)設(shè)電壓與放電截止電壓之間的差值可以為液流電池充電截止電壓與放電截止電壓之間差值的20%，即保證每次放電均留有一定的容量，同時也便于延長液流電池系統(tǒng)的使用壽命；當(dāng)電堆組與第一正極電解液儲罐和第一負極電解液儲罐相連接，且電站輸出電能中斷時，所述電堆組放電至第二預(yù)設(shè)電壓，實際應(yīng)用時所述第二預(yù)設(shè)電壓可以為液流電池放電截止電壓。
[0024]當(dāng)電站輸出電能中斷時，首先電堆組電壓放電至第二預(yù)設(shè)電壓，然后控制系統(tǒng)斷開電堆組與第一正極電解液儲罐、第一負極電解液儲罐的連接，并接通電堆組與第二正極電解液儲罐、第二負極電解液儲罐的連接，由電堆組與第二正極電解液儲罐和第二負極電解液儲罐構(gòu)成的作為備用電源的液流電池系統(tǒng)為負載供電，從而能夠提供一定時長的緊急電力，大大提高了整個儲能系統(tǒng)的利用率，擴大了液流電池系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，節(jié)約成本。
[0025]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，包括:電堆組(I)、第一正極電解液儲罐(2)和第一負極電解液儲罐(3);所述電堆組(I)的正極電解液出口通過液體輸送管路(7)與所述第一正極電解液儲罐(2)相連；所述電堆組(I)的負極電解液出口通過液體輸送管路(7)與所述第一負極電解液儲罐(3)相連；所述第一正極電解液儲罐(2)經(jīng)循環(huán)泵(4)通過液體輸送管路(7)與所述電堆組(I)的正極電解液入口相連；所述第一負極電解液儲罐(3)經(jīng)循環(huán)泵(4)通過液體輸送管路(7)與所述電堆組(I)的負極電解液入口相連； 其特征在于，所述液流電池系統(tǒng)還包括: 第二正極電解液儲罐(5)和第二負極電解液儲罐(6);所述第二正極電解液儲罐(5)通過液體輸送管路(7)與所述電堆組(I)的正極電解液出口相連；所述第二負極電解液儲罐(6)通過液體輸送管路(7)與所述電堆組(I)的負極電解液出口相連；所述第二正極電解液儲罐(5)經(jīng)循環(huán)泵(4)通過液體輸送管路(7)與所述電堆組(I)的正極電解液入口相連；所述第二負極電解液儲罐(6)經(jīng)循環(huán)泵(4)通過液體輸送管路(7)與所述電堆組(I)的負極電解液入口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，其特征在于所述第二正極電解液儲罐(5)和第二負極電解液儲罐(6)中的電解液荷電狀態(tài)為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，其特征在于所述電堆組(I)通過儲能逆變器與電站(10)和負載(11)相連接； 當(dāng)電站(10)輸出電能正常時，所述電堆組⑴與第一正極電解液儲罐⑵和第一負極電解液儲罐(3)構(gòu)成用于谷電峰用或功率平滑輸出的液流電池系統(tǒng)； 當(dāng)電站(10)輸出電能中斷時，所述電堆組⑴與第二正極電解液儲罐(5)和第二負極電解液儲罐(6)構(gòu)成作為備用電源的液流電池系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，其特征在于還包括連接電堆組(I)，用于監(jiān)測和控制電堆組(I)充放電狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)(8)； 當(dāng)電堆組⑴與第一正極電解液儲罐⑵和第一負極電解液儲罐⑶相連接，且電站(10)輸出電能正常時，所述電堆組⑴放電至第一預(yù)設(shè)電壓； 當(dāng)電堆組⑴與第一正極電解液儲罐⑵和第一負極電解液儲罐⑶相連接，且電站(10)輸出電能中斷時，所述電堆組⑴放電至第二預(yù)設(shè)電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，其特征在于還包括連接電池管理系統(tǒng)⑶的控制系統(tǒng)(9);所述控制系統(tǒng)(9)用于判斷電站(10)輸出電能是否中斷，并當(dāng)電堆組(I)與第一正極電解液儲罐(2)、第一負極電解液儲罐(3)連接，同時電堆組(I)電壓放電至第二預(yù)設(shè)電壓時，所述控制系統(tǒng)(9)斷開電堆組(I)與第一正極電解液儲罐(2)、第一負極電解液儲罐(3)的連接，并接通電堆組(I)與第二正極電解液儲罐(5)、第二負 極電解液儲罐(6)的連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述循環(huán)泵(4)相連接的UPS(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的一種具有緊急備用電源功能的液流電池系統(tǒng)，其特征在于所述液流電池系統(tǒng)為全釩液流電池系統(tǒng)。
【文檔編號】H01M8/24GK103928697SQ201410178383
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】張宇, 張華民, 李穎, 馬相坤, 王曉麗, 楊振坤 申請人:大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司