[发明专利]一种大规模液流电池系统停机保护设备及其控制策略

说明书

本发明公开了一种大规模液流电池系统停机保护设备及其控制策略，控制策略包括：由电站监控系统下发储能电站充放电功率值以及充放电状态，电池管理系统根据储能电站充/放电功率及充电系数K将需要停机的电池单元分为充电电池单元以及停机放电电池单元，并利用停机放电电池单元给充电电池单元充电，并反复执行上述步骤直至所有需要停机的电池单元均实现停机放电。本发明解决了大规模液流电池系统停机后能量不回馈电网，有效处理了电堆内能量，避免了电堆内温度骤然升高，进而保护了电堆，延长了电池系统使用寿命，同时最大限度的提高了液流电池系统的使用率和效率，降低了系统能量损失。

技术领域

本发明涉及液流电池系统，具体涉及一种大规模液流电池系统停机保护设备及其控制策略。

背景技术

全钒液流电池系统内部存在大量管路及电解质，系统停机后电堆内必然残留有一定量的电解质，形成的漏电电流以热量形式转化，导致电解液温度升高。当液流电池系统带电停机时，电堆内剩余电能将以漏电的形式释放，此时电解液不再流动，使其温度急速上升，一旦温度超过电堆材料的承受范围，势必对电堆材料造成不可逆转的伤害，进而烧坏电堆。因此针对液流电池系统停机时电堆内参与能量的处理，是保护电堆、延长电池寿命的关键技术。

由于基于全钒液流电池规模储能电站在停机后，需要对电网进行放电，这一行业内的普遍采用的做法在国内以及国外某些场合并不允许。专利号为CN103247814的中国专利公开了采用对负载放电处理方式，但其对于数十、数百KW级的全钒液流电池系统较为有效，但随着全钒液流电池系统的不断发展，对于MW+级的大规模电池系统，上述方法很难达到预期的技术效果，根本原因在于相应的匹配负载很难找到。此外上述方法造成了巨大的能量损失，降低了电池系统的工作效率。综上所述，大规模全钒液流电池系统停机后，为了保护电堆，需要把电堆的能量释放，常规方式在某些场合不允许。而在系统停机后采用卸荷电阻或者负荷放电的方式，只适用于小型系统，而大规模全钒液流电池系统停机放电功率较大，无法找到合适的负荷。

发明内容

鉴于已有技术存在的不足，本发明采用多个电池单元之间停机后互相充放的方法，提供一种解决大规模全钒液流电池系统停机后能量既不回馈电网，也不采用卸荷负载消耗，既能有效保护电堆，又能最大限度抑制电能浪费的停机保护设备及相应的控制策略。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种大规模全钒液流电池储能系统停机控制策略，其特征在于步骤包括：

步骤1、由电池管理系统接收电站监控系统下发的储能电站充放电功率值及充放电指令，判断储能电站工作状态，若储能电站充电，且目标充电功率小于当前充电功率值，则执行步骤2，若储能电站放电，且目标放电功率小于当前放电功率值，则执行步骤3；

步骤2、储能电站充电时，由电池管理系统接收储能电站目标充电功率P_总充，并根据储能电站当前充电功率判断需要停机的电池单元数量，根据充电系数K将需要停机的电池单元分为充电电池单元以及停机放电电池单元，并依次利用停机放电电池单元给充电电池单元充电，反复执行根据充电系数K将上级充电电池单元分为充电电池单元及停机放电电池单元两部分并利用停机放电电池单元给充电电池单元充电的步骤，直至所有需要停机的电池单元停机放电完成，其中0<K≤2/3；

步骤3、储能电站放电时，由电池管理系统接收储能电站目标放电功率P_总放，并根据储能电站当前放电功率判断需要停机的电池单元数量，根据充电系数K将需要停机的电池单元分为充电电池单元以及停机放电电池单元，并依次利用停机放电电池单元给充电电池单元充电，反复执行根据充电系数K将上级充电电池单元分为充电电池单元及停机放电电池单元两部分并利用停机放电电池单元给充电电池单元充电的步骤，直至所有需要停机的电池单元停机放电完成，其中0<K≤2/3。

与现有技术相比，本发明的有益效果：