[发明专利]液流储能系统的停机保护系统和方法

说明书

本发明提供一种液流储能系统的停机保护系统和方法，该停机保护系统包括：正向流路装置，包括进罐管路和出罐管路；逆向流路装置，包括逆向管路；控制器，可在液流储能系统运行时，控制液流储能系统的电解液在电堆组和电解液储罐之间作正向循环，在液流储能系统接收到停机信号时，控制电堆组中的电解液逆向回流至电解液储罐；正向循环对应的电解液流向为从电解液储罐通过出罐管路流向电堆组，再通过进罐管路从电堆组流向所述电解液储罐；逆向回流对应的电解液流向为从电堆组通过逆向管路回流至电解液储罐。本发明的技术方案通过将液流储能系统停机时存留在电堆组中的电解液抽回，避免电堆内产生自放电现象，提高了电堆的寿命和储能系统的可靠性。

技术领域

本发明主要涉及液流储能系统，具体地涉及一种液流储能系统的停机保护系统和方法。

背景技术

目前我国正在大力发展新能源发电产业，在能源结构中，新能源占比逐年增加，而化石能源逐年减少。鉴于风电和太阳能等新能源发电方式的随机性和不可控性，电网的调峰调频将面临挑战。为了确保电网满足时刻变化的负荷需求和稳定可靠运行，需建设大量的储能电站。

抽水蓄能的储能方式是传统成熟的技术，然而考虑到地形、自然环境和离负荷中心距离等因素，具备建设抽水蓄能电站条件的地方有限，故化学储能在储能市场中将起到重要的作用。在各种化学储能技术路线中，液流储能系统具有安全性好、寿命长、无污染、衰减小等诸多优势，特别是在长时间储能和对于安全性要求较高的应用场景，其优势更为突出，因此液流储能技术将在储能市场上具有很强的竞争力。

然而，对于大容量液流储能系统，随着电堆容量的增大，停机后电堆内存留的电解液较多，存留在电堆内的电解液将产生自放电现象，从而导致能量损失。此外，留存在电堆内部的电解液可能在电堆内的主流道和分支流道处产生局部过热，使电解液产生析出结晶，导致堵塞流道、损坏质子膜，以及使电堆内发生局部短路，损坏电堆。因此，如何有效地避免留存在电堆内的电解液自放电和避免对储能系统部件的损害是亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液流储能系统实现安全稳定停机的保护系统和方法。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种液流储能系统的停机保护系统，所述液流储能系统包括电堆组和电解液储罐，所述停机保护系统包括：正向流路装置，包括进罐管路和出罐管路；逆向流路装置，包括逆向管路；控制器，配置为在所述液流储能系统运行时，控制所述液流储能系统的电解液在所述电堆组和电解液储罐之间进行正向循环，在所述液流储能系统接收到停机信号时，控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐；其中，所述正向循环对应的电解液流向为从所述电解液储罐通过出罐管路流向所述电堆组，再通过进罐管路从所述电堆组流向所述电解液储罐；所述逆向回流对应的电解液流向为从所述电堆组通过所述逆向管路回流至所述电解液储罐。

在本发明的一实施例中，所述正向流路装置包括正向泵和第一阀门，所述逆向流路装置包括逆向泵和第二阀门，所述出罐管路和所述逆向管路独立设置或部分重合，在所述液流储能系统运行时，控制所述液流储能系统的电解液进行正向循环，在所述液流储能系统接收到停机信号时，控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐包括：在所述液流储能系统运行时，开启所述正向泵和第一阀门，关闭所述逆向泵和第二阀门；在所述液流储能系统接收到停机信号时，关闭所述正向泵和第一阀门，开启所述第二阀门和逆向泵。

在本发明的一实施例中，所述控制器被配置为：监测逆向回流时间；根据所述逆向回流时间的监测结果，确定关闭所述逆向泵和所述第二阀门的时间点；或所述逆向流路装置还包括流量变送器，所述流量变送器监测逆向流路流量，所述控制器被配置为：根据所述流量变送器所测得的流量与所述逆向回流时间的积分所计算出的回液量的监测结果，确定关闭所述逆向泵和第二阀门的时间点。

在本发明的一实施例中，根据所述流量变送器所测得的流量与逆向回流时间的积分所计算出的回液量或所述逆向回流时间的监测结果，确定关闭所述逆向泵和所述第二阀门的时间点包括：