[发明专利]一种兆瓦级液流电池长待机供电与SOC测量集一体控制方法

权利要求书

1.一种兆瓦级全钒液流电池系统装置，其特征在于，所述兆瓦级全钒液流电池系统装置主要包括：全钒液流电池单元、辅助电池单元、分时控制单元、SOC测量单元、供电单元、黑启动单元；

全钒液流电池单元通过其内兆瓦级DC-DC模块(110)输出至高压母线，高电压经过DC-DC模块A(111)转换至24V低压，辅助电池单元通过输液管道并接在全钒液流电池单元中主电堆(101)的输液管道，并且辅助电池单元通过其内的辅助电堆输出的信号线与分时控制单元相连，分时控制单元并接在24V直流线上，SOC测量单元与分时控制单元连接，供电单元通过其内的DC-DC模块B(501)与分时控制单元连接，供电单元还通过其内的液流电池控制系统(502)并接在24V直流线上，黑启动单元通过其内的放电模块(603)连接至高压母线，并通过其内的充电模块(602)连接至24V直流线；

全钒液流电池单元主要包括：主电堆(101)、正极电解液罐(102)、负极电解液罐(103)、主正极循环泵(104)、主负极循环泵(105)、主正极电解液输入管道(106)、主正极电解液输出管道(107)、主负极电解液输入管道(108)、主负极电解液输出管道(109)、兆瓦级DC-DC模块(110)、DC-DC模块A(111)、主泵驱动模块A(112)、主泵驱动模块B(113)；

所述正极电解液罐(102)与所述主电堆(101)之间通过所述主正极电解液输入管道(106)连接，且所述主正极电解液输入管道(106)上串接有所述主正极循环泵(104)，所述正极电解液罐(102)与所述主电堆(101)之间还通过所述主正极电解液输出管道(107)连接；所述主正极循环泵(104)与所述主泵驱动模块A(112)连接，且所述主泵驱动模块A(112)并接在高压母线上；

所述负极电解液罐(103)与所述主电堆(101)之间通过所述主负极电解液输入管道(108)连接，且所述主负极电解液输入管道(108)上串接有所述主负极循环泵(105)，所述负极电解液灌(103)与所述主电堆(101)之间还通过所述主负极电解液输出管道(109)连接；所述主负极循环泵(105)与所述主泵驱动模块B(113)连接，且所述主泵驱动模块B(113)并接在高压母线上；

辅助电池单元主要包括：辅助电池(201)、副泵驱动模块A(202)、副泵驱动模块B(203)、副正极循环泵(204)、副负极循环泵(205)、副正极电解液输入管道(206)、副正极电解液输出管道(207)、副负极电解液输入管道(208)、副负极电解液输出管道(209)、空气开关(210)；

所述辅助电池(201)通过所述副正极电解液输入管道(206)与所述主正极电解液输入管道(106)连接，且所述副正极电解液输入管道(206)上串接有所述副正极循环泵(204)，所述辅助电池(201)还通过所述副正极电解液输出管道(207)与所述主正极电解液输出管道(107)连接；所述副正极循环泵(204)与所述副泵驱动模块A(202)连接，所述副泵驱动模块A(202)并接在24V直流线上；

所述辅助电池(201)通过所述副负极电解液输入管道(208)与所述主负极电解液输入管道(108)连接，且所述副负极电解液输入管道(208)上串接有所述副负极循环泵(205)，所述辅助电池(201)还通过所述副负极电解液输出管道(209)与所述主负极电解液输出管道(109)连接；所述副负极循环泵(205)与所述副泵驱动模块B(203)连接，且所述副泵驱动模块B(203)并接在24V直流线上；

所述辅助电池(201)通过空气开关(210)与所述分时控制单元连接；

所述分时控制单元包括：开关K₁(301)、开关K₂(302)、开关K₃(303)、开关控制模块(304)；

所述开关控制模块(304)并接在24V直流线上，并且分别通过三条控制线连接至开关K₁(301)、开关K₂(302)、开关K₃(303)；

所述开关K₁(301)的一端、所述开关K₂(302)的一端、所述空气开关(210)远离所述辅助电池(201)的一端三者之间连接；

所述SOC测量单元主要包括：SOC测量模块(401)，所述SOC测量模块(401)与所述开关K₁(301)的另一端连接；

供电单元主要包括：DC-DC模块B(501)、液流电池控制系统(502)、通讯线(503)；

所述DC-DC模块B(501)与所述开关K₂(302)的另一端串接，所述DC-DC模块B(501)和所述液流电池控制系统(502)都并接在24V直流线上，所述液流电池控制系统(502)通过通讯线(503)，分别连接开关控制模块(304)和SOC测量模块(401)；

所述黑启动单元主要包括：蓄电池(601)、充电模块(602)、放电模块(603)；

所述蓄电池(601)通过所述放电模块(603)并接在高压母线上，所述蓄电池(601)和所述放电模块(603)之间还并接有所述充电模块(602)，所述充电模块(602)并接在24V直流线上，且所述充电模块(602)与24V直流线连接的一端上还串接有所述开关K₃(303)。

2.一种如权利要求1所述系统装置的控制方法，包括以下步骤：

a1:开始；

a2:液流电池控制系统(502)判断兆瓦级全钒液流电池系统装置是否进入待机状态，若是，则进入步骤c1，否则进入步骤b1；

b1:液流电池在正常运行状态，DC-DC模块A(111)输出24V给液流电池控制系统(502)、开关控制模块(304)、副泵驱动模块A(202)、副泵驱动模块B(203)供电；

b2：开关控制模块(304)控制开关K₁(301)闭合；

b3：SOC测量模块(401)检测辅助电池(201)的开路电压OCV；

b4：基于测量出的开路电压OCV来确定液流电池的电荷状态SOC，并将SOC数据传输给液流电池控制系统(502)；

b5：液流电池控制系统(502)判断蓄电池(601)是否需要充电，若是，则进入步骤d1，否则，进入步骤b6；

b6：液流电池控制系统(502)判断兆瓦级全钒液流电池系统装置是否即将进入待机状态，若是，则进入步骤b7，否则进入步骤b3；

b7：开关控制模块(304)控制开关K₁(301)断开，进入步骤c1；

c1：待机状态，开关控制模块(304)控制所述开关K₂(302)闭合；

c2：辅助电池(201)输出的电压经过DC-DC模块B(501)输出24V直流电，DC-DC模块B(501)输出的24V直流电给兆瓦级全钒液流电池系统装置的液流电池控制系统(502)、开关控制模块(304)、副泵驱动模块A(202)、副泵驱动模块B(203)供电；

c3：液流电池控制系统(502)判断蓄电池(601)是否需要充电，若是，则进入步骤d1，否则，进入步骤c4；

c4：液流电池控制系统(502)判断兆瓦级全钒液流电池系统装置是否进入正常运行状态，若是，则进入步骤c5，否则，进入步骤c3；

c5：开关控制模块(304)控制所述开关K₂(302)断开，进入步骤b1；

d1：蓄电池(601)进入充电状态；

d2：开关控制模块(304)控制所述开关K₃(303)闭合；

d3：充电模块(602)输出的24V电压给蓄电池(601)充电；

d4：液流电池控制系统(502)判断蓄电池(601)是否需要充电，若是，则进入步骤d3，否则，进入步骤d5；

d5：开关控制模块(304)控制所述开关K₃(303)断开，若从b5进入充电子程序，则进入步骤b6；若从c3进入充电子程序时，则进入步骤c4。