[发明专利]一种适用于全钒液流电池在可再生能源领域应用的教学演示系统及方法

说明书

本发明涉及一种适用于全钒液流电池在可再生能源领域应用的教学演示系统及方法。教学演示系统包括：全钒液流电池储能系统、储能双向PCS、新能源模拟装置、智能教学终端显示器、三相可调负载，与上述各部分分别相连的智能教学终端控制装置，所述智能教学终端控制装置通过网络和串口通信与电池储能系统、储能双向PCS、新能源模拟装置、智能教学终端显示器、三相可调负载分别相连。本发明相对于现有技术的优点在于：提供一种适用于理解全钒液流电池与新能源并网运行的教学演示系统，具有演示直观、观测性强、安全性高等特点。

技术领域：

本发明涉及电池储能技术领域，进一步涉及一种适用于全钒液流电池在可再生能源领域应用的教学演示系统及方法。

背景技术：

目前，液流储能电池技术开发和应用已经取得重要进展，全钒液流电池的发展前景比较光明，影响全钒液流电池性能的技术难题正在逐一解决，全钒液流电池在未来储能领域中必将得到广泛应用。

然而，对全钒液流电池的普及应用，特别实在可再生能源领域的普及应用，涉及电网、电化学等跨领域的专业知识，除工程实践中的实训外，在课堂上很难实现生动、可视化的教学演示。因此，急需开发一种适用于全钒液流电池在可再生能源领域应用的教学演示系统及方法。

发明内容：

本发明是根据全钒液流电池的基本原理，针对学校实验室和课堂教学演示需要，将其引入课堂教学，提供一种适用于理解全钒液流电池与新能源并网运行的教学演示系统。具体技术方案如下：

一种适用于全钒液流电池在可再生能源领域应用的教学演示系统，包括：全钒液流电池储能系统1、储能双向PCS2、新能源模拟装置3、智能教学终端显示器4、三相可调负载5，与上述各部分分别相连的智能教学终端控制装置6，全钒液流电池储能系统的直流侧电流采集端点I_dc、直流侧电压采集端点U_dc，交流侧电流采集端点I_a、交流侧电流采集端点I_b、交流侧电流采集端点I_c、交流侧电压采集端点U_a、交流侧电压采集端点U_b、交流侧电压采集端点U_c，用于采集全钒液流电池储能系统运行过程中的交流侧、直流侧的电流和电压，智能教学环境用电负载7、开关K₁、开关K₂、开关K₃、开关K₄、开关K₅、开关K₆、开关K₇；

所述智能教学终端控制装置包括：工业控制计算机、显示屏、异步串行通信模块、运算控制模块、网络通信模块；智能教学终端控制装置通过异步串口通信模块与储能双向PCS和新能源模拟装置相连，获取全钒液流电池储能系统和新能源模拟装置上的运行数据，并将运行数据和相对应时间存储在工业控制计算机中；

所述新能源模拟装置可根据外部给定的功率曲线指令信号，模拟可再生能源发电电压、电流、功率的实时变化，其输入端与电网连接，新能源模拟装置与三相可调负载相连接，新能源模拟装置向三相可调负载放电来模拟新能源向电网馈电；所述智能教学终端控制装置与电池储能系统、储能双向PCS、新能源模拟装置、智能教学终端显示器、三相可调负载分别相连，实现对系统的控制和数据采集；

所述全钒液流电池储能系统与储能双向PCS串接后，再经开关K₂接入交流电网PCC点；三相可调负载经开关K₃接入交流电网PCC点；智能教学环境用电负载一路经开关K₅接入交流电网PCC点，另一路经开关K₆接入电网；全钒液流电池储能系统、三相可调负载、智能教学环境用电负载共用同一个交流电网PCC点经开关K₁接入电网，新能源模拟装置经开关K₄由电网供电，输出新能源模拟电压、电流后经开关K₇与三相可调负载并联。