【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及涉及電解液儲能領域，主要涉及一種動態蓄能液流循環控制系統和方法。
技術介紹
1、隨著全球能源需求的不斷增長和新能源技術的快速發展，電網的調頻調峰問題變得越來越重要。電網調頻調峰是指通過調節電力系統中的發電和負荷來維持電網頻率和電力供應的平衡，確保電力系統的穩定運行。液流儲能作為一種新型的儲能技術，液流儲能由電堆單元、電解液、電解液存儲供給單元以及管理控制單元等部分構成，是利用正負極電解液分開，各自循環的一種高性能蓄電池，具有容量高、本質安全、容量大、壽命長和回收殘值高的技術優勢。
2、當下對儲能參與系統調頻響應時間不低于0.5s，液流儲能電池如果要能滿足調頻所需響應時間，就要保證電堆單元內一直充滿電解液，并且電解液荷電狀態(state?ofcharge，soc)需要能與儲罐內電解液盡量一致。目前的液流儲能方案參與調頻時，要么響應速率跟不上要求，要么存在設備故障率高、電能損耗大的問題。
3、如cn204348822u《一種液流電池裝置》公開了“一種液流電池裝置，包括液流電池或液流電池組、正極高位電解液儲液罐、正極低位電解液儲液罐、負極高位電解液儲液罐以及負極低位電解液儲液罐，正極高位電解液儲液罐通過管路與液流電池或液流電池組的正極上端口相連，正極低位電解液儲液罐通過管路與液流電池或液流電池組的正極下端口相連；負極高位電解液儲液罐通過管路與液流電池或液流電池組的負極上端口相連，負極低位電解液儲液罐通過管路與液流電池或液流電池組的負極下端口相連；把充電過程中消耗的部分泵功轉化為勢能儲存起來”，但所
技術實現思路
1、為了解決現有技術所存在的上述問題，本申請提供了一種動態蓄能液流循環控制方法及方法。
2、本申請的技術方案如下：
3、所述動態蓄能液流循環控制系統包括逆變器、控制系統、液流儲能系統、液流循環系統、連接管道和閥門組，所述液流儲能系統包括多個單體電池系統和一個公用電池系統，所述單體電池系統和公用電池系統均包括有電堆單元、陽極電解液儲罐、陰極電解液儲罐和循環泵；所述液流循環系統包括提升泵、低位布置陽極電解液儲罐、低位布置陰極電解液儲罐、高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐，所述閥門組包括第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門和第七閥門，其中：
4、所述電堆單元通過連接管道與陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐連接，形成電解液的循環回路，所述循環回路利用循環泵進行電解液的循環；電堆單元正負極出口處均設置有一個第六閥門，電堆單元通過第六閥門和連接管道分別與低位布置陽極電解液儲罐和低位布置陰極電解液儲罐對應連接；
5、低位布置陽極電解液儲罐和低位布置陰極電解液儲罐的出口處分別設置有一個第七閥門，所述第七閥門用于控制電解液流向提升泵，低位布置陽極電解液儲罐通過第七閥門、提升泵和連接管道與高位布置陽極電解液儲罐連接，低位布置陰極電解液儲罐通過第七閥門、提升泵和連接管道與高位布置陰極電解液儲罐連接；
6、高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐的出口處均設置有一個第四閥門，通過第四閥門和連接管道與電堆單元的入口連接，所述第四閥門用于控制電解液流向電堆單元的入口；
7、所述控制系統對循環泵、提升泵和閥門組進行協調控制，實現常規運行階段和指令響應階段的液流循環控制。
8、作為本專利技術的優選實施方式，循環回路利用循環泵進行電解液的循環具體為：
9、陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐出口處均設置有循環泵，循環泵的出口處設置有第一閥門，循環泵在啟動前，先關閉第一閥門，并進行憋壓，直至達到預設的出口壓力值，啟動循環泵；陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐的入口處均設置有第二閥門，打開第一閥門和第二閥門，將電解液從陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐中輸送至電堆單元，并將參與電化學反應后的電解液送回陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐進行存儲。
10、作為本專利技術的優選實施方式，公用電池系統的陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐出口處還分別設置有一個第三閥門，公用電池系統的陽極電解液儲罐通過第三閥門、提升泵和連接管道與高位布置陽極電解液儲罐連接，公用電池系統的陰極電解液儲罐通過第三閥門、提升泵和連接管道與高位布置陰極電解液儲罐連接。
11、作為本專利技術的優選實施方式，所述提升泵用于將低位布置陽極電解液儲罐和公用電池系統的陽極電解液儲罐中的電解液提升至高位布置陽極電解液儲罐，將低位布置陰極電解液儲罐和公用電池系統的陰極電解液儲罐中的電解液提升至高位布置陰極電解液儲罐。
12、作為本專利技術的優選實施方式，常規運行階段包括充電操作和自平衡操作，其中，所述充電操作具體對單體電池系統進行充電；所述自平衡操作具體為：
13、控制系統關閉各單體電池系統對應的第一閥門和第二閥門，打開第三閥門，并啟動提升泵，公用電池系統的陽極電解液儲罐中的電解液提升至高位布置陽極電解液儲罐連接，公用電池系統的陰極電解液儲罐中的電解液提升至高位布置陰極電解液儲罐；
14、當高位布置陽極電解液儲罐連接和高位布置陰極電解液儲罐中的電解液提升至預設高度時，打開第四閥門以及液流儲能系統對應的第五閥門和第六閥門，高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐中的電解液利用重力勢能通過連接管道流入電堆單元，并從電堆單元流入低位布置陽極電解液儲罐和低位布置陰極電解液儲罐；
15、當低位布置陽極電解液儲罐和低位布置陰極電解液儲罐中的電解液對應液位到達預設高度，打開第七閥門，通過提升泵將低位布置陽極電解液儲罐和低位布置陰極電解液儲罐中的充電反應后的電解液提升至高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐。
16、作為本專利技術的優選實施方式，指令響應階段具體為：
17、當控制系統接收到調頻、調峰和放電指令時，打開各單體電池系統對應的第一閥門和第二閥門，關閉各單體電池系統對應的第五閥門和第六閥門，各單體電池系統進行自循環；
18、關閉第三閥門和公用電池系統對應的第六閥門，打開公用電池系統對應的第二閥門，高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐中的電解液回流至公用電池系統的陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐中；
19、當液流循環操作中的低位布置陽極電解液儲罐和低位布置陰極電解液儲罐中的電解液放空后，關閉提升泵和第七閥門；當高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐中的電解液回流完成后，打開公用電池系統對應的第一閥門，關閉第四閥門和公用電池系統對應的第五閥門，公用電池系統進行自循環。
20、作為本專利技術的優選實施方式，所述逆變器用于將電堆單元放電過程中產生的直流電轉化為交流電并提供給電網使用。
21、作為本專利技術的優選實施方式，所述動本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，所述動態蓄能液流循環控制系統包括逆變器、控制系統、液流儲能系統、液流循環系統、連接管道和閥門組，所述液流儲能系統包括多個單體電池系統和一個公用電池系統，所述單體電池系統和公用電池系統均包括有電堆單元、陽極電解液儲罐、陰極電解液儲罐和循環泵；所述液流循環系統包括提升泵、低位布置陽極電解液儲罐、低位布置陰極電解液儲罐、高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐，所述閥門組包括第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門和第七閥門，其中：
2.根據權利要求1所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，循環回路利用循環泵進行電解液的循環具體為：
3.根據權利要求1所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，公用電池系統的陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐出口處還分別設置有一個第三閥門，公用電池系統的陽極電解液儲罐通過第三閥門、提升泵和連接管道與高位布置陽極電解液儲罐連接，公用電池系統的陰極電解液儲罐通過第三閥門、提升泵和連接管道與高位布置陰極電解液儲罐連接。
4.根據權利要求3所述的動態蓄能液
5.根據權利要求4所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，常規運行階段包括充電操作和自平衡操作，其中，所述充電操作具體對單體電池系統進行充電；所述自平衡操作具體為：
6.根據權利要求5所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，指令響應階段具體為：
7.根據權利要求1所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，所述逆變器用于將電堆單元放電過程中產生的直流電轉化為交流電并提供給電網使用。
8.根據權利要求1所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，所述動態蓄能液流循環控制系統還包括電壓傳感器、電流傳感器和液壓傳感器，其中：
9.一種動態蓄能液流循環控制方法，其特征在于，所述方法包括：
10.根據權利要求9所述的一種動態蓄能液流循環控制方法，其特征在于，所述方法還包括在電解液的循環流動過程中，通過電流傳感器和液位傳感器分別監測電解液的流動電流和液位變化，實現對液流儲能系統的動態控制。
...【技術特征摘要】
1.一種動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，所述動態蓄能液流循環控制系統包括逆變器、控制系統、液流儲能系統、液流循環系統、連接管道和閥門組，所述液流儲能系統包括多個單體電池系統和一個公用電池系統，所述單體電池系統和公用電池系統均包括有電堆單元、陽極電解液儲罐、陰極電解液儲罐和循環泵；所述液流循環系統包括提升泵、低位布置陽極電解液儲罐、低位布置陰極電解液儲罐、高位布置陽極電解液儲罐和高位布置陰極電解液儲罐，所述閥門組包括第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門和第七閥門，其中：
2.根據權利要求1所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，循環回路利用循環泵進行電解液的循環具體為：
3.根據權利要求1所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，公用電池系統的陽極電解液儲罐和陰極電解液儲罐出口處還分別設置有一個第三閥門，公用電池系統的陽極電解液儲罐通過第三閥門、提升泵和連接管道與高位布置陽極電解液儲罐連接，公用電池系統的陰極電解液儲罐通過第三閥門、提升泵和連接管道與高位布置陰極電解液儲罐連接。
4.根據權利要求3所述的動態蓄能液流循環控制系統，其特征在于，所述提升泵用于將低位布置陽...
【專利技術屬性】
技術研發人員：揭仕貴，李寧凱，孫衛鋒，陳海華，李靖，王佳鑫，邵文妍，
申請(專利權)人：中國電建集團福建省電力勘測設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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