[发明专利]一种应用于规模储能的全钒液流电池管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于规模储能的全钒液流电池管理方法及系统。

背景技术

随着可再生能源发电的快速发展，风能和太阳能等可再生能源发电的规模逐年增加，但其存在不稳定和不连续的问题，需要配备蓄电储能装置，才能实现连续、稳定的电能输出，因此规模电力储能装置受到了极大的关注，在众多化学储能技术中，全钒液流电池因具有充放电性能好、容量大、寿命长、安全性高等优点而逐渐具有广阔的应用前景，也日益在风力发电系统和太阳能光伏系统中替代常规的蓄电池使用，而要实现全钒液流电池储能系统正常运行，则需要对其进行有效的管理和控制，现有的应用于规模储能的全钒液流电池管理方法存在如下问题：所有电池组或电池子单元均参与充放电调度，同时均衡出力，运行和维护成本高，系统功耗大；另外还有一些通过所检测到的电池组或电池子单元的实时荷电状态SOC值的比较来选择最优充电电池组或放电电池组，其没有均衡全钒液流电池的荷电状态、使用频次和故障频次，影响电池的使用寿命，且充放电管理时通常平均分配功率而造成了全钒液流电池荷电状态的不均衡。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种能够根据电池荷电状态、使用频次和故障频次来合理调用电池子单元，延长电池使用寿命，降低系统功耗，节约成本的应用于规模储能的全钒液流电池管理方法。

本发明的技术手段如下：

一种应用于规模储能的全钒液流电池管理方法，包括如下步骤：

A：全钒液流电池充电管理；

A1：开始之后，检测多个全钒液流电池子单元SOC值，执行A2；

A2：发送充电指令并下发充电功率值P_Charge，执行A3；

A3：判断充电功率值P_Charge是否大于全钒液流电池子单元的额定功率，是则执行A4，否则执行A15；

A4：确定参与充电的全钒液流电池子单元个数K，所述参与充电的全钒液流电池子单元个数K等于充电功率值P_Charge除以全钒液流电池子单元额定功率的商向上取整，执行A5；

A5：判断任一全钒液流电池子单元是否有故障，是则执行A16，否则执行A6；

A6：利用起泡法按照SOC值对全钒液流电池子单元进行升序排列，执行A7；

A7：判断任意全钒液流电池子单元的SOC值是否相等，是则执行A8，否则执行A11；

A8：按照全钒液流电池子单元的运行时间由短至长对SOC值相等的全钒液流电池子单元进行升序排列，执行A9；

A9：判断全钒液流电池子单元的排列结果中任意相邻全钒液流电池子单元的运行时间是否相等，是则执行A10，否则执行A11；

A10：按照全钒液流电池子单元发生的故障次数由少至多对运行时间相等的相邻全钒液流电池子单元进行升序排列，执行A11；

A11：根据全钒液流电池子单元的排列结果调用顺序在前的K个全钒液流电池子单元；

A12：根据公式计算出参与充电的第L个全钒液流电池子单元的分配功率P_L，其中P_Charge为下发的充电功率值、b[i]是参与充电的第i个全钒液流电池子单元的SOC值、0≤i≤K-1、0≤L≤K-1，执行A13；

A13：按照L分别取值0≤L≤K-1中的任一整数，利用步骤A12计算出参与充电的每一被调用的全钒液流电池子单元的分配功率P_L，执行A14；

A14：根据计算出的参与充电的每一被调用的全钒液流电池子单元的分配功率对其进行充电，结束；

A15：启动SOC值最小的全钒液流电池子单元充电，结束；

A16：控制任一有故障的全钒液流电池子单元不参与排序，执行A6；

B：全钒液流电池放电管理；

B1：检测多个全钒液流电池子单元SOC值，执行B2；

B2：发送放电指令并下发放电功率值P_Discharge，执行B3；

B3：判断放电功率值P_Discharge是否大于全钒液流电池子单元的额定功率，是则执行B4，否则执行B15；

B4：确定参与放电的全钒液流电池子单元个数N，所述参与放电的全钒液流电池子单元个数N等于放电功率值P_Discharge除以全钒液流电池子单元额定功率的商向上取整，执行B5；

B5：判断任一全钒液流电池子单元是否有故障，是则执行B16，否则执行B6；