一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)及其方法技術方案

本發(fā)明專利技術公開了一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)及其方法，所述儲能系統(tǒng)包括：至少一個電池單元；所述電池單元至少包括兩個相互串聯的電堆單元；每一電堆單元包括第一開關、第二開關和至少一個電堆；至少一臺儲能逆變器；每一儲能逆變器與每一電池單元對應連接；連接電池單元，用于控制每一電堆單元的第一開關和第二開關的開關狀態(tài)，以及確定未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數的電池管理系統(tǒng)；用于控制和調整儲能逆變器的輸出輸入參數與未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數相匹配的就地監(jiān)控系統(tǒng)；本發(fā)明專利技術避免了現有技術中的液流電池儲能裝置，當其包括的任一電堆發(fā)生故障時，則系統(tǒng)無法繼續(xù)運行的問題，提高了系統(tǒng)運行可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)及其方法。
技術介紹
電能難以儲存而又不可缺少，任何時刻它的生產都要滿足用電需求，因此人們一直在尋找既經濟又可行的儲能技術，來解決供求之間的矛盾，使得電能的生產與需求脫鉤。另外電能存儲在電能管理、電網輔助服務、電壓控制、可再生能源利用、大型不間斷電源等方面有著重要作用，若與大型火力發(fā)電聯合，可降低電站峰值容量、降低發(fā)電成本以及減小污染。若與風力、太陽能、潮汐能等可再生能源發(fā)電聯合，可實現電能的連續(xù)平穩(wěn)供給，滿足用戶需求。由于液流電池具有循環(huán)壽命長、安全性好、功率與容量可獨立設計、操作方便等優(yōu)點，逐漸成為最有前途的大中型規(guī)模電力存儲設備的首選之一。其中，全釩液流電池備受青睞。現有技術中液流電池作為規(guī)模儲能的重要單元，實現電能的存儲與釋放。電堆是構成液流電池的基本核心部件，多個電堆通過串聯的方式構成電堆單元，多個電堆單元相互串聯構成電池單元，由于儲能子單元中的多個電堆通過電路連接構成一個整體結構，電堆與電堆之間沒有保護及冗余設計，因此，當電池單元中任一電堆發(fā)生故障時，都會直接反饋給電池管理系統(tǒng)，導致電池系統(tǒng)無法繼續(xù)運行，必須將電池系統(tǒng)整體停機后，統(tǒng)一進行檢修、維護工作，大大降低電池系統(tǒng)的運行效率和可靠性。
技術實現思路
本專利技術針對以上問題的提出，而研制一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)及其方法。本專利技術的技術手段如下：一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)，包括：至少一個電池單元；所述電池單元至少包括兩個相互串聯的電堆單元；每一電堆單元包括第一開關、第二開關和至少一個電堆；所述第一開關與至少一個電堆相互串聯，相互串聯的第一開關與電堆的兩端并聯接有第二開關；至少一臺儲能逆變器；每一儲能逆變器與每一電池單元對應連接；連接電池單元，用于控制每一電堆單元的第一開關和第二開關的開關狀態(tài)，以及確定未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數的電池管理系統(tǒng)；連接儲能逆變器和電池管理系統(tǒng)，用于控制和調整儲能逆變器的輸出輸入參數與未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數相匹配的就地監(jiān)控系統(tǒng)；進一步地，所述電池管理系統(tǒng)還用于監(jiān)測各電堆的運行狀態(tài)并判斷電堆是否發(fā)生故障，以及獲知發(fā)生故障的電堆單元數量；進一步地，所述第一開關處于常閉狀態(tài)、第二開關處于常開狀態(tài)，當監(jiān)測到某一電堆發(fā)生故障時，所述電池管理系統(tǒng)控制該電堆所對應的第一開關斷開、第二開關閉合；進一步地，所述第一開關和第二開關分別為直流接觸器的常閉觸點和常開觸點；進一步地，當未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數為零時，所述就地監(jiān)控系統(tǒng)控制儲能逆變器停止工作；進一步地，通過故障字表示各電堆的故障狀態(tài)，所述故障字具有多個標志位，每一標志位對應表示一電堆的故障狀態(tài)；當電池管理系統(tǒng)監(jiān)測到某一電堆發(fā)生故障時，所述電池管理系統(tǒng)置位故障字的相應標志位，并讀取故障字數值獲知當前發(fā)生故障的電堆單元數量。一種提高液流電池運行可靠性的儲能方法，包括如下步驟：步驟1：啟動儲能系統(tǒng)，執(zhí)行步驟2；步驟2：儲能逆變器充電或放電，執(zhí)行步驟3；步驟3：電池管理系統(tǒng)監(jiān)測各電堆單元的電堆運行狀態(tài)，執(zhí)行步驟4；步驟4：電池管理系統(tǒng)判斷各電堆單元的電堆是否發(fā)生故障，是則執(zhí)行步驟5，否則返回步驟3；步驟5：電池管理系統(tǒng)獲知發(fā)生故障的電堆單元數量，執(zhí)行步驟6；步驟6：電池管理系統(tǒng)確定未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數，執(zhí)行步驟7；步驟7：就地監(jiān)控系統(tǒng)控制和調整儲能逆變器的輸出輸入參數與未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數相匹配，執(zhí)行步驟8；步驟8：儲能逆變器改變輸出輸入參數，同時電池管理系統(tǒng)控制故障電堆所對應的第一開關斷開、第二開關閉合，返回步驟2。由于采用了上述技術方案，本專利技術提供的一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)及其方法，通過電池管理系統(tǒng)監(jiān)測到電堆發(fā)生故障時，將故障電堆旁路，同時就地監(jiān)控系統(tǒng)控制和調整儲能逆變器的輸出輸入參數與未發(fā)生故障的電堆單元所需的充放電參數相匹配，避免了現有技術中的液流電池儲能系統(tǒng)，當其包括的任一電堆發(fā)生故障時，則系統(tǒng)無法繼續(xù)運行的問題，提高了系統(tǒng)運行可靠性和效率，優(yōu)化了液流電池儲能裝置的控制策略。附圖說明圖1是本專利技術所述系統(tǒng)的結構框圖；圖2是本專利技術所述方法的流程圖；圖3是本專利技術電池管理系統(tǒng)確定未發(fā)生故障的電堆單元所需的充電參數的流程圖。圖中：1、就地監(jiān)控系統(tǒng)，2、儲能逆變器，3、電池單元，4、電池管理系統(tǒng)，31、保險絲，32、電堆單元，321、第一開關，322、電堆，323、第二開關。具體實施方式如圖1所示的一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)，包括：至少一個電池單元3；所述電池單元3至少包括兩個相互串聯的電堆單元32；每一電堆單元32包括第一開關321、第二開關323和至少一個電堆322；所述第一開關321與至少一個電堆322相互串聯，相互串聯的第一開關321與電堆322的兩端并聯接有第二開關323；至少一臺儲能逆變器2；每一儲能逆變器2與每一電池單元3對應連接；連接電池單元3，用于控制每一電堆單元32的第一開關321和第二開關323的開關狀態(tài)，以及確定未發(fā)生故障的電堆單元32所需的充放電參數的電池管理系統(tǒng)4；連接儲能逆變器2和電池管理系統(tǒng)4，用于控制和調整儲能逆變器2的輸出輸入參數與未發(fā)生故障的電堆單元32所需的充放電參數相匹配的就地監(jiān)控系統(tǒng)1；進一步地，所述電池管理系統(tǒng)4還用于監(jiān)測各電堆322的運行狀態(tài)并判斷電堆322是否發(fā)生故障，以及獲知發(fā)生故障的電堆單元32數量；進一步地，所述第一開關321處于常閉狀態(tài)、第二開關323處于常開狀態(tài)，當監(jiān)測到某一電堆322發(fā)生故障時，所述電池管理系統(tǒng)4控制該電堆322所對應的第一開關321斷開、第二開關323閉合；進一步地，所述第一開關321和第二開關323分別為直流接觸器的常閉觸點和常開觸點；進一步地，當未發(fā)生故障的電堆單元32所需的充放電參數為零時，所述就地監(jiān)控系統(tǒng)1控制儲能逆變器2停止工作；進一步地，通過故障字表示各電堆322的故障狀態(tài)，所述故障字具有多個標志位，每一標志位對應表示一電堆322的故障狀態(tài)；當電池管理系統(tǒng)4監(jiān)測到某一電堆322發(fā)生故障時，所述電池管理系統(tǒng)4置位故障字的相應標志位，并讀取故障字數值獲知當前發(fā)生故障的電堆單元32數量。如圖2所示的一種提高液流電池運行可靠性的儲能方法，包括如下步驟：步驟1：啟動儲能系統(tǒng)，執(zhí)行步驟2；步驟2：儲能本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)，其特征在于包括：至少一個電池單元（3）；所述電池單元（3）至少包括兩個相互串聯的電堆單元（32）；每一電堆單元（32）包括第一開關（321）、第二開關（323）和至少一個電堆（322）；所述第一開關（321）與至少一個電堆（322）相互串聯，相互串聯的第一開關（321）與電堆（322）的兩端并聯接有第二開關（323）；至少一臺儲能逆變器（2）；每一儲能逆變器（2）與每一電池單元（3）對應連接；連接電池單元（3），用于控制每一電堆單元（32）的第一開關（321）和第二開關（323）的開關狀態(tài)，以及確定未發(fā)生故障的電堆單元（32）所需的充放電參數的電池管理系統(tǒng)（4）；連接儲能逆變器（2）和電池管理系統(tǒng)（4），用于控制和調整儲能逆變器（2）的輸出輸入參數與未發(fā)生故障的電堆單元（32）所需的充放電參數相匹配的就地監(jiān)控系統(tǒng)（1）。

【技術特征摘要】
1.一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)，其特征在于包括：
至少一個電池單元（3）；所述電池單元（3）至少包括兩個相互串聯的電堆
單元（32）；每一電堆單元（32）包括第一開關（321）、第二開關（323）和至
少一個電堆（322）；所述第一開關（321）與至少一個電堆（322）相互串聯，
相互串聯的第一開關（321）與電堆（322）的兩端并聯接有第二開關（323）；
至少一臺儲能逆變器（2）；每一儲能逆變器（2）與每一電池單元（3）對
應連接；
連接電池單元（3），用于控制每一電堆單元（32）的第一開關（321）和第
二開關（323）的開關狀態(tài)，以及確定未發(fā)生故障的電堆單元（32）所需的充放
電參數的電池管理系統(tǒng)（4）；
連接儲能逆變器（2）和電池管理系統(tǒng)（4），用于控制和調整儲能逆變器（2）
的輸出輸入參數與未發(fā)生故障的電堆單元（32）所需的充放電參數相匹配的就
地監(jiān)控系統(tǒng)（1）。
2.根據權利要求1所述的一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)，其特
征在于所述電池管理系統(tǒng)（4）還用于監(jiān)測各電堆（322）的運行狀態(tài)并判斷電
堆（322）是否發(fā)生故障，以及獲知發(fā)生故障的電堆單元（32）數量。
3.根據權利要求2所述的一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)，其特
征在于所述第一開關（321）處于常閉狀態(tài)、第二開關（323）處于常開狀態(tài)，
當監(jiān)測到某一電堆（322）發(fā)生故障時，所述電池管理系統(tǒng)（4）控制該電堆（322）
所對應的第一開關（321）斷開、第二開關（323）閉合。
4.根據權利要求1所述的一種提高液流電池運行可靠性的儲能系統(tǒng)，其特
征在于所述第一開關（321）和第二開關（323）分別為直流接觸器的...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：邵家云，張華民，馬相坤，趙海軍，
申請(專利權)人：大連融科儲能技術發(fā)展有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧;21