液流電池系統(tǒng)高低溫停機自保護方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液流電池系統(tǒng)高低溫停機自保護方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 液流電池具有設(shè)計靈活（功率和容量可獨立設(shè)計）、使用壽命長、充放電性能好、 選址自由、能量效率高、安全環(huán)保、維護費用低和易實現(xiàn)規(guī)?；铍姷绕渌Ｒ?guī)電池所不具 備的諸多優(yōu)點。實際應(yīng)用時，液流電池可以廣泛應(yīng)用于風能、太陽能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng) 作為儲能系統(tǒng)，使產(chǎn)生的電力能夠連續(xù)穩(wěn)定的輸出；也可以用來對電網(wǎng)進行削峰填谷，將用 電低谷的電力儲存起來，在用電高峰時輸出，以此來平衡電力供需；另外，還可以作為應(yīng)急 電源系統(tǒng)和備用電站等，被認為是最具商業(yè)化前景的儲能技術(shù)之一。目前，多個國家已相繼 建成kW~MW級的液流電池示范系統(tǒng)，配套于太陽能、風能等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)起到平滑 輸出、跟蹤計劃發(fā)電、平衡負荷和削峰填谷等作用。
[0003] 在液流電池系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中，會根據(jù)實際需要出現(xiàn)停機狀況，且有時停機 時間較長；出現(xiàn)停機狀況時的液流電池系統(tǒng)的SOC往往是隨機的，0~100%之間的SOC均 有可能，為了避免液流電池系統(tǒng)帶電情況下停機時，由于內(nèi)部自放電而損害電堆的情況，現(xiàn) 有技術(shù)中通過外接電阻的方式將電堆內(nèi)的電解液進行放電，從而達到保護液流電池系統(tǒng)的 作用，而正負極電解液儲罐中的電解液由于循環(huán)泵的停止，沒有自放電的通道，無法實現(xiàn)停 機放電；但是當停機后的液流電池系統(tǒng)處于低溫環(huán)境下，如在冬季的長期儲存過程中，由于 2價釩離子的耐受性較差，則容易出現(xiàn)電解液中2價釩離子結(jié)晶析出的情況，析出的結(jié)晶物 在液流電池系統(tǒng)進行啟動和充放電循環(huán)時將部分地進入電堆中損傷離子傳導膜材料；同樣 地，當停機后的液流電池系統(tǒng)處于高溫環(huán)境下，由于5價釩離子無法承受更高的溫度，則當 環(huán)境溫度高于一定溫度后，5價釩離子會形成沉淀析出，從而會明顯降低液流電池系統(tǒng)的性 能和壽命。基于不同SOC電解液的溫度耐受性一一負極電解液低溫穩(wěn)定性和正極電解液高 溫穩(wěn)定性不同，因此研制一種通用的液流電池系統(tǒng)高低溫停機自保護方案十分必要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種液流電池系統(tǒng)高低溫停機自保護方法及 其裝置。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)手段如下：
[0006] 一種液流電池系統(tǒng)高低溫停機自保護方法，所述液流電池系統(tǒng)包括至少一個電 堆、正極儲罐、負極儲罐和循環(huán)泵，所述方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :判斷液流電池系統(tǒng)是否接收到停機指令或處于停機狀態(tài)，是則執(zhí)行步驟 2,否則繼續(xù)執(zhí)行步驟1 ;
[0008] 步驟2 :監(jiān)測環(huán)境溫度T ;
[0009]步驟3:判斷環(huán)境溫度T是否高于等于第一溫度閾值或低于等于第二溫度閾值，是 則執(zhí)行步驟4,否則返回步驟2 ;
[0010] 步驟4 :監(jiān)測正極儲罐和負極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)；
[0011] 步驟5 :根據(jù)環(huán)境溫度T確定正極儲罐或負極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)的正常范 圍；
[0012] 步驟6 :判斷正極儲罐或負極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)是否處于各自對應(yīng)的正常 范圍內(nèi)，是則返回步驟2,否則執(zhí)行步驟7 ;
[0013] 步驟7 :降低正極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)和/或負極儲罐中的電解液荷電狀 態(tài)；
[0014] 進一步地，所述步驟7具體為：
[0015] 將正極儲罐中的電解液和負極儲罐中的電解液輸送至一混合儲罐中進行混合；
[0016] 將混合后的電解液返回輸送至正極儲罐和負極儲罐；
[0017] 進一步地，所述步驟7具體為：
[0018] 連通正極儲罐和負極儲罐；
[0019] 將正極儲罐中的電解液輸送至負極儲罐，和/或?qū)⒇摌O儲罐中的電解液輸送至正 極儲罐；
[0020] 進一步地，所述步驟7具體為：
[0021] 向正極儲罐和/或負極儲罐中施加添加劑；
[0022] 進一步地，所述步驟4具體為：
[0023] 當環(huán)境溫度T高于等于第一溫度閾值時，監(jiān)測正極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)；
[0024] 當環(huán)境溫度T低于等于第二溫度閾值時，監(jiān)測負極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)。
[0025] 一種液流電池系統(tǒng)高低溫停機自保護裝置，所述液流電池系統(tǒng)包括至少一個電 堆、正極儲罐、負極儲罐和循環(huán)泵，所述裝置包括：
[0026]用于判斷液流電池系統(tǒng)是否接收到停機指令或處于停機狀態(tài)的自保護判斷模 塊；
[0027] 連接所述自保護判斷模塊，用于當液流電池系統(tǒng)接收到停機指令或液流電池系統(tǒng) 停機后監(jiān)測環(huán)境溫度T的溫度監(jiān)測模塊；
[0028] 連接溫度監(jiān)測模塊，用于判斷環(huán)境溫度T是否高于等于第一溫度閾值或低于等于 第二溫度閾值的溫度判斷模塊；
[0029] 連接溫度判斷模塊，用于當環(huán)境溫度T高于等于第一溫度閾值時，監(jiān)測正極儲罐 中的電解液荷電狀態(tài)的監(jiān)測模塊I;
[0030] 連接溫度判斷模塊，用于當環(huán)境溫度T低于等于第二溫度閾值時，監(jiān)測負極儲罐 中的電解液荷電狀態(tài)的監(jiān)測模塊II;
[0031] 連接溫度監(jiān)測模塊，用于根據(jù)環(huán)境溫度T確定正極儲罐或負極儲罐中的電解液荷 電狀態(tài)的正常范圍的獲取模塊；
[0032]連接監(jiān)測模塊I、監(jiān)測模塊II和獲取模塊，用于判斷正極儲罐或負極儲罐中的電 解液荷電狀態(tài)是否處于各自對應(yīng)的正常范圍內(nèi)的荷電狀態(tài)判斷模塊；
[0033] 連接荷電狀態(tài)判斷模塊，用于當正極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)不處于其對應(yīng)的正 常范圍內(nèi)，或者負極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)不處于其對應(yīng)的正常范圍內(nèi)時，控制液流電 池系統(tǒng)進行電解液荷電狀態(tài)降低操作的控制模塊；
[0034] 另外，所述裝置還包括：
[0035] 連接所述正極儲罐和負極儲罐，用于對正極儲罐和負極儲罐輸送過來的電解液進 行混合的混合儲罐；在所述混合儲罐中混合后的電解液返回輸送至正極儲罐和負極儲罐；
[0036] 置于正極儲罐和混合儲罐之間、以及置于負極儲罐和混合儲罐之間的輸送管路；
[0037] 用于將正極儲罐和負極儲罐中的電解液分別輸送至所述混合儲罐的輸送泵；當 正極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)不處于其對應(yīng)的正常范圍內(nèi)，或者負極儲罐中的電解液荷電 狀態(tài)不處于其對應(yīng)的正常范圍內(nèi)時，所述控制模塊控制所述輸送管路接通和所述輸送泵開 啟；當正極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)處于其對應(yīng)的正常范圍內(nèi)，或者負極儲罐中的電解液 荷電狀態(tài)處于其對應(yīng)的正常范圍內(nèi)時，所述控制模塊控制所述輸送管路斷開和所述輸送泵 關(guān)閉；
[0038] 進一步地，所述混合儲罐的體積為正極儲罐體積或負極儲罐體積的10%~30% ; 所述輸送泵額定功率為所述循環(huán)泵額定功率的10%~50% ;
[0039] 另外，所述裝置還包括：
[0040] 設(shè)置在正極儲罐與負極儲罐之間的連通管路；所述控制模塊當正極儲罐中的電解 液荷電狀態(tài)不處于其對應(yīng)的正常范圍內(nèi)，或者負極儲罐中的電解液荷電狀態(tài)不處于其對應(yīng) 的正常范圍內(nèi)時，控制所述連通管路接通；