[发明专利]液流电池系统及其控制方法、电子设备

说明书

本发明提供了一种液流电池系统及其控制方法、装置和电子设备，系统包括：循环泵进液口连接储罐的出液口，循环泵的出液口连接有电堆支路和冷却支路；电堆支路上连接有电堆，冷却支路上连接有冷却器，电堆支路和冷却支路都连接至储罐的进液口；流量调节件，对循环泵出口的总流量在电堆支路和冷却支路之间进行流量调节。控制方法包括：获取液流电池系统的初始开路电压，根据初始开路电压、输出电流与电堆支路中电堆的需求流量之间的关系，获取电堆所需的第一流量；对总流量进行分配，将电堆支路的流量控制在第一流量，冷却支路的流量控制在第二流量。本发明使循环泵工作在最佳工作点，采用更高热效率的冷却方式，节约电能，提高系统的运行效率。

技术领域

本发明主要涉及液流电池技术领域，尤其涉及一种液流电池系统及其控制方法、装置和电子设备。

背景技术

随着全世界范围内化石能源的不断枯竭以及人们环境保护意识的不断增强，可再生能源发电技术越来越受到人们的青睐。可再生能源主要包括风能、太阳能、生物质能和海洋能等，它们通常被转化成电能使用。但这些可再生能源的间歇不连续、波动较大等缺点恶化了配电网的电能质量和可靠性。液流电池作为一种新兴的电化学储能技术因具有使用灵活方便、储能容量与功率独立设计等优点而在可再生能源的利用中发挥着越来越重要的作用。

全钒液流电池是一种新型大容量储能电池，具有能量转换效率高、运行安全可靠、功率和容量可独立设计、使用寿命长以及对环境友好无污染等优点，是大规模储能技术的首选之一。全钒液流电池可以很好地解决可再生能源发电不稳定的问题，实现平滑输出及有效调节发电与用电的时差矛盾，保证连续稳定供电。

目前液流电池系统的电堆与冷却器(冷却系统)是串联方式，循环泵通过变频器控制输出功率的方式调整流入电堆的电解液容量，如此便会产生三个问题：1、如冷却器串联在电堆前，冷却器的温度无法精准控制电解液进入电堆的温度，温度可能会高低起伏，影响液流电池系统的整体性能。2、若冷却器串联在电堆后，因冷却器自身存在一定的压降，同时电堆前的压力需要小于0.2MPa，否则会对电堆造成不可逆破坏。布置在电堆后的所有会产生压降的设备和结构均会增加电堆前的压力，故为了保证电堆前的压力小于0.2MPa，只能选择压降较低的冷却器，如此必然会导致冷却器的换热效率较低，最终导致液流电池系统整体性能下降。3、目前的流量调节方式是通过变频器调整泵的工作点状态来调节循环泵的输出流量，但在不同工作点，循环泵的效率变化为20％～65％，且效率最高、流量最大的循环泵输出状态只占液流电池系统总放电时间的20～30％，长时间的低效率运行也是一种较大的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液流电池系统及其控制方法、装置和电子设备，能够使循环泵工作在最佳工作点，采用更高热效率的冷却方式，节约电能，提高了液流电池系统的运行效率。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种液流电池系统，包括：储罐，所述储罐具有进液口和出液口；循环泵，所述循环泵进液口连接所述储罐的出液口；所述循环泵的出液口连接有电堆支路和冷却支路；所述电堆支路上连接有电堆，所述冷却支路上连接有冷却器，所述电堆支路和所述冷却支路都连接至所述储罐的进液口；流量调节件，所述流量调节件用于对所述循环泵出口的总流量在所述电堆支路和所述冷却支路之间进行流量调节。

可选地，所述流量调节件包括连接在所述循环泵出液口、所述电堆支路和所述冷却支路的三通阀门。

可选地，所述流量调节件包括在所述电堆支路和/或所述冷却支路上设置的流量调节阀。

可选地，所述冷却器的进液端和出液端都连接有温度传感器。

可选地，所述电堆支路和/或所述冷却支路上连接有流量计。