[发明专利]液流电池系统及其停机保护方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及液流电池领域，具体而言，涉及一种液流电池系统及其停机保护方法和装置。

背景技术

液流电池是一种以不同价态的金属离子电解液进行氧化还原的电化学反应装置，能够高效地实现化学能与电能之间的相互转化。该类电池具有使用寿命长，能量转化效率高，安全性好，环境友好等优点，能用于风能发电和光伏发电配套的大规模储能系统，是电网削峰填谷、平衡负载的主要选择之一。因此，近年来液流电池逐渐成为大容量储能电池研究的重点。

以全钒氧化还原液流电池为例，以钒离子V2+/V3+和V4+/V5+作为电池的正负极氧化还原电对，将正负极电解液分别存储于两个储液罐中，由耐酸液体泵驱动活性电解液至反应场所(电池堆)再回至储液罐中形成循环液流回路，以实现充放电过程。在全钒氧化还原液流电池储能系统中，电池堆性能的好坏决定着整个系统的充放电性能，尤其是充放电功率及效率。电池堆是由多片单电池依次叠放压紧，串联而成。其中，传统的单片液流电池的组成如图1所示，单体电池包括液流框1′、集流板2′、电极3′以及隔膜4′，通过N个单体电池的堆叠组成电池堆5′。

液流电池系统在应用过程中，其停机的电解液可能处于较高的电荷状态。因此，在电池系统中的液体泵停止运行后，电池堆内剩余的电解液中的金属离子浓度可能较高，如果长时间停机，容易造成电解液的变质或电池堆内电解液析出沉淀物，堵塞多孔电极、流道及管道等，降低电池堆寿命。

针对相关技术中液流电池系统长时间停机时，由于电解液的变质或析出沉淀物导致电池堆寿命降低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液流电池系统及其停机保护方法和装置，以解决液流电池系统长时间停机时，由于电解液的变质或析出沉淀物导致电池堆寿命降低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种液流电池系统的停机保护方法。

根据本发明的液流电池系统的停机保护方法包括：检测液流电池系统的运行状态；判断液流电池系统是否停机；以及在液流电池系统停机后，控制液流电池系统进行放电。

进一步地，在控制液流电池系统进行放电前，该方法还包括：检测液流电池系统的电池堆的内部电压；以及判断内部电压是否在预设电压范围之内，其中，该方法中控制液流电池系统进行放电包括：在内部电压不在预设电压范围之内时，控制液流电池系统进行放电。

进一步地，控制液流电池系统放电包括：控制液流电池系统进行连续放电；或控制液流电池系统进行间歇式放电。

进一步地，控制液流电池系统进行间歇式放电包括：控制液流电池系统按照放电时间和静置时间比大于或等于1∶80进行间歇式放电。

进一步地，采用以下方式控制液流电池系统进行放电：在液流电池系统内连接电阻，以使液流电池系统的电池堆与电阻之间形成回路。

进一步地，电阻的阻值大于或等于10³欧。

进一步地，在液流电池系统内连接电阻包括：在液流电池系统内的电池堆组、电池堆或单电池中的一处或多处连接电阻。

进一步地，控制液流电池系统放电包括：控制液流电池系统按照放电电流密度小于或等于10毫安/平方厘米进行放电。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种液流电池系统的停机保护装置。

根据本发明的液流电池系统的停机保护装置包括：第一检测单元，用于检测液流电池系统的运行状态；第一判断单元，用于判断液流电池系统是否停机；以及控制单元，用于在液流电池系统停机后，控制液流电池系统进行放电。

进一步地，该装置还包括：第二检测单元，用于检测液流电池系统的电池堆的内部电压；以及第二判断单元，用于判断内部电压是否在预设电压范围之内，其中，该装置的控制单元还用于在内部电压不在预设电压范围之内时，控制液流电池系统进行放电。

进一步地，控制单元包括：第一控制子单元，用于控制液流电池系统进行连续放电；或第二控制子单元，用于控制液流电池系统进行间歇式放电。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种液流电池系统。

根据本发明的液流电池系统包括本发明提供的任一种液流电池系统的停机保护装置。