[发明专利]一种液流电池系统失效运行方法及装置

说明书

本发明提供了一种液流电池系统失效运行方法及装置，包括：在确定液流电池系统失效时，判断失效的液流电池系统是否需要隔离电堆部件；若不需要隔离电堆部件，按预设的失效运行策略降低液流电池系统的充放电功率，所述液流电池系统按降功率等级运行模式运行，维持系统能量响应能力；若需要隔离电堆部件，按预设的失效运行策略提高液流电池系统的充放电功率，所述液流电池系统按倍功率等级运行模式运行，隔离液流电池中故障的电堆部件，提升正常功率单元的功率，维持系统功率响应能力。本发明提供的技术方案可有效定量分析全钒液流电池系统失效条件下所采取的运行模式的可靠性，能有效地对液流电池系统的可靠性进行评价。

技术领域

本发明涉及一种储能电池技术的管理策略，具体涉及一种液流电池系统失效运行方法及装置。

背景技术

大容量储能技术可有效提高电力系统的可靠性和稳定性,改善可再生能源发电的电能输出质量。现有的全钒氧化还原液流电池是适合用于大规模蓄电应用的储能技术之一。

全钒氧化还原液流电池特有的电化学原理和具有储液罐、管路、泵、电堆等独特的物理结构决定了其不同于传统电化学电池。全钒氧化还原液流电池具有下述特殊的性能和特点：功率决定于电堆的电极的表面积和单体电池数；容量决定于电解液活性物质的量，所有电堆共用全部的电解液。全钒氧化还原液流电池失效和故障现象有：1)部分单元出现性能退化，系统若继续满负荷运行，导致系统损坏；若降低出力，系统能继续运行而不致导致系统性能急剧恶化；2)部分单元损坏严重，无法继续运行，但如果将问题部分隔离，系统其它部分仍可维持在正常状态下运行；3)部分单元损坏，无法继续运行，且无法隔离，系统停机处于待维修状态。

储能系统的自身特点和运行特性对电力系统可靠性有重要的影响。申请号为201610048383.9的发明专利公开了一种能完全释放电池组电量的电池串联冗余方法，其中包括N+1个电池单元电路串联组成的电池组，可以将失效的单体电池隔离出电池组，使电池组仍可继续正常给负载供电，提升了电池组的可靠性，也增加了电池组的安全性。申请号为201410093228.X的发明专利公开了一种提高液流电池运行可靠性的储能系统及其方法，其中披露了包含与电池单元对应连接的储能逆变器、用于确定未发生故障的电堆单元所需充放电参数的电池管理系统、用于控制和调整储能逆变器输出输入参数与未发生故障的电堆单元所需的充放电参数相匹配的就地监控系统；避免了液流电池储能装置存在的当其包括的任一电堆单元发生故障时系统无法继续运行的问题，提高了系统运行可靠性。但是上述两项发明专利文献并未涉及电池或液流电池在切除故障单体电池或电堆后，响应系统容量或功率能力的运行管理策略及其评估方法。

因此，需要提出一种液流电池系统失效运行方法及装置，在全钒氧化还原液流电池系统失效时，维持全钒氧化还原液流电池功率或能量响应能力，提高系统可靠性。

发明内容

本发明提供一种液流电池系统失效运行方法，所述方法包括如下步骤：

在确定液流电池系统失效时，判断失效的液流电池系统是否需要隔离电堆部件；

若不需要隔离电堆部件，按预设的失效运行策略降低液流电池系统的充放电功率，所述液流电池系统按降功率等级运行模式运行，维持系统能量响应能力；

若需要隔离电堆部件，按预设的失效运行策略提高液流电池系统的充放电功率，所述液流电池系统按倍功率等级运行模式运行，隔离液流电池中故障的电堆部件，提升正常功率单元的功率，维持系统功率响应能力。

所述确定液流电池系统失效，包括：

记录液流电池系统失效前所述液流电池系统按额定功率P_R放电至预设放电截止条件后再充电至预设充电截止条件的系统特性指标；

根据所述系统特性指标确定所述液流电池系统是否失效。

所述截止条件以下述任意一种或多种的组合为参数：

荷电状态、电压、电流、温度。