一种液流电池辅助供电装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液流电池辅助供电装置及其工作方法，所述装置包括：连接所述液流电池的电力电容器和DC/DC变换器；所述电力电容器作为所述液流电池的启动电源，用于当电网无法供电时输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统供电；当电网无法供电时，在所述液流电池启动之后，所述电力电容器不再输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统，所述DC/DC变换器对液流电池所储存的电能进行DC-DC变换后输出电能给所述电池辅助设备、电池管理系统和所述储能逆变器控制器供电；本发明专利技术保证了电网失电后液流电池的长时间运行，且当液流电池停机后，电堆内的遗留电能用于给电力电容器充电，提高了电池效率和利用率。

Liquid flow battery auxiliary power supply device and working method thereof

The invention discloses a flow battery auxiliary power supply device and working method thereof, the device comprises a flow battery connected to the power capacitor and DC/DC converter; the power capacitor as the starting power of the flow battery, used when the grid can supply electric power to the output battery auxiliary equipment and battery management system of power supply; when no power supply, after starting on the liquid flow battery, the power capacitor is no longer the output power to the battery auxiliary equipment and battery management system, the DC/DC converter to the flow battery stored electric energy output electric DC-DC transform give the battery auxiliary equipment, battery management system and the energy storage inverter power supply controller; the invention ensures long time operation of the power grid after the loss of electricity flow battery, and when the liquid flow battery after shutdown, power The remaining power in the stack is used to charge the power capacitor, increasing battery efficiency and utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种液流电池辅助供电装置及其工作方法
本专利技术涉及液流电池
，具体为一种液流电池辅助供电装置及其工作方法。
技术介绍
液流电池一般通过储能逆变器连接交流电网以完成其谷电峰用、平衡负荷或提高电能质量等功能。图1示出了现有技术的液流电池的供电示意图，参考图1所示，液流电池在运行和工作时，与储能逆变器2相连接的储能逆变器2控制器、以及与液流电池本体3相连接的电池辅助设备和电池管理系统均与UPS4输出端相连接，UPS4输入端经由变压器1连接交流母线，当交流母线正常供电时，UPS4对交流母线电压经变压器1进行电压变换后得到的电压进行稳压后供应给储能逆变器2控制器、电池辅助设备和电池管理系统使用，当交流母线供电中断时，UPS4直接将电池的直流电能通过逆变零切换的方法向储能逆变器2控制器、电池辅助设备和电池管理系统继续供应电能，这里的液流电池本体3包括电堆、正极电解液储罐、负极电解液储罐和电解液循环管路；所述电池辅助设备是维持电解液循环的必不可少的装置，至少包括循环泵和电解液循环管路上的电动阀门，以上方式存在如下问题：UPS通常包含主机和电池本体等多个设备，所需空间较大，价格昂贵；当交流电网异常或失电时，液流电池运行时间取决于UPS容量，备电时间非常短；液流电池停机之后，电堆内遗留的电能会以漏电的形式释放，电能损失多，降低电池效率。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种液流电池辅助供电装置及其工作方法。本专利技术的技术手段如下：一种液流电池辅助供电装置，所述液流电池包括液流电池本体、与液流电池本体相连接的电池辅助设备和电池管理系统；所述液流电池本体与储能逆变器直流侧相连接，所述储能逆变器连接有储能逆变器控制器，所述装置包括：连接所述液流电池的电力电容器和DC/DC变换器；所述电力电容器作为所述液流电池本体的启动电源，用于当电网无法供电时输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统供电；当电网无法供电时，在所述液流电池本体启动之后，所述电力电容器不再输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统，所述DC/DC变换器对液流电池本体所储存的电能进行DC-DC变换后输出电能给所述电池辅助设备、电池管理系统和所述储能逆变器控制器供电；进一步地，所述储能逆变器通过变压器连接交流母线，当电网无法供电时，所述电池管理系统发送黑启动模式控制指令给所述储能逆变器控制器，在所述储能逆变器控制器得电后，所述储能逆变器控制器控制所述储能逆变器进入V/F控制模式，储能逆变器调整输出电压使得变压器升压后得到的电压满足电能质量国家标准所规定的电能质量要求；另外，所述装置还包括置于所述液流电池本体和电力电容器之间的第一可控开关；在所述液流电池本体启动之后和所述液流电池本体停机之后，所述液流电池本体经由所述第一可控开关给电力电容器充电，当电力电容器充满电后，所述第一可控开关断开；进一步地，根据液流电池本体启动所需时间来调节所述电力电容器的容值；进一步地，所述电池管理系统包括：位于远程的人机接口和CPU模块；位于现场，用于采集液流电池运行参数的采集模块；布置于所述液流电池附近的分布式I/O站点；所述采集模块通过分布式I/O站点将采集到的液流电池运行参数传输给CPU模块；所述CPU模块判断接收到的液流电池运行参数是否异常，以及输出液流电池运行状态控制信号并通过分布式I/O站点传输给液流电池；所述CPU模块通过现场总线连接所述分布式I/O站点，以及连接所述储能逆变器；进一步地，所述电池辅助设备、电池管理系统和储能逆变器控制器均为直流用电设备；所述电池辅助设备和电池管理系统，与电力电容器之间通过直流母线相互连接；另外，所述装置还包括：与所述电力电容器相连接，用于检测所述电力电容器充电状态的第一检测器；用于检测电网供电状态的第二检测器；串接在所述电力电容器与电池辅助设备、电池管理系统之间的第二可控开关；当电网无法供电时所述第二可控开关闭合，此时电力电容器经由第二可控开关输出电能给电池辅助设备和电池管理系统，在所述液流电池本体启动之后所述第二可控开关断开；与第一检测器、第二检测器、第一可控开关和第二可控开关相连接的控制系统；所述控制系统用于根据检测到的电力电容器充电状态对电力电容器是否充满电进行判断，根据检测到的电网供电状态对电网是否能够正常供电进行判断；所述控制系统还用于当电网无法供电时控制所述第二可控开关闭合，当所述液流电池本体启动完成后控制所述第二可控开关断开，当电力电容器充满电后控制所述第一可控开关断开。一种如上所述液流电池辅助供电装置的工作方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤1：第二检测器检测电网供电状态，执行步骤2；步骤2：控制系统判断电网是否能够正常供电，是则返回步骤1，否则执行步骤3；步骤3：控制系统控制第二可控开关闭合，执行步骤4；步骤4：电力电容器作为所述液流电池本体的启动电源，输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统供电，执行步骤5；步骤5：控制系统判断液流电池本体是否启动完成，是则执行步骤6，否则返回步骤5；步骤6：控制系统控制所述第二可控开关断开，执行步骤7；步骤7：DC/DC变换器对液流电池本体所储存的电能进行DC-DC变换后输出电能给所述电池辅助设备、电池管理系统和所述储能逆变器控制器供电；另外，所述工作方法还包括如下步骤：当电网无法供电时，所述电池管理系统发送黑启动模式控制指令给所述储能逆变器控制器，在所述储能逆变器控制器得电后，所述储能逆变器控制器控制所述储能逆变器进入V/F控制模式，储能逆变器调整输出电压使得变压器升压后得到的电压满足电能质量国家标准所规定的电能质量要求；另外，所述工作方法还包括如下步骤：在所述液流电池本体启动之后和所述液流电池本体停机之后，所述液流电池本体经由所述第一可控开关给电力电容器充电，当电力电容器充满电后，控制系统控制所述第一可控开关断开。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种液流电池辅助供电装置及其工作方法，与现有技术相比具有如下优点：1、将电力电容器配套为给液流电池供电的电网失电后的启动电源，保证了液流电池的瞬时启动和后期稳定运行，具有成本低、启动迅速的优点。2、本专利技术电力电容器的容量只需满足液流电池启动所需时间即可，当液流电池启动后，电池辅助设备供电完全由液流电池自身给电池辅助设备、电池管理系统和储能逆变器控制器供电，充分利用液流电池电量，提高电池利用率。3、液流电池运行完毕需要进行停机操作时，电堆内的遗留电能首选为电力电容器充电，在消耗电堆内剩余电量的同时满足了电力电容器的容量需求，大大提高了电池效率和利用率。4、与现有技术相比，有效解决了目前钒液流电池无法完全自启动问题。附图说明图1是本专利技术现有技术的液流电池的供电示意图；图2是本专利技术所述装置的结构框图；图3是本专利技术所述电池管理系统与液流电池和储能逆变器之间的连接示意图；图4是当电网无法供电时电力电容器输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统供电的示意图；图5是当电网无法供电时，在液流电池启动之后的液流电池供电示意图；图6是本专利技术所述方法的流程图。图中：1、变压器，2、储能逆变器，3、液流电池本体，4、UPS，5、人机接口，6、CPU模块，7、现场总线，8、分布式I/O站点。具体实施方式如图2和图3所示的一种液流电池辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流电池辅助供电装置，所述液流电池包括液流电池本体、与液流电池本体相连接的电池辅助设备和电池管理系统；所述液流电池本体与储能逆变器直流侧相连接，所述储能逆变器连接有储能逆变器控制器，其特征在于所述装置包括：连接所述液流电池的电力电容器和DC/DC变换器；所述电力电容器作为所述液流电池本体的启动电源，用于当电网无法供电时输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统供电；当电网无法供电时，在所述液流电池本体启动之后，所述电力电容器不再输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统，所述DC/DC变换器对液流电池本体所储存的电能进行DC‑DC变换后输出电能给所述电池辅助设备、电池管理系统和所述储能逆变器控制器供电。

【技术特征摘要】
1.一种液流电池辅助供电装置，所述液流电池包括液流电池本体、与液流电池本体相连接的电池辅助设备和电池管理系统；所述液流电池本体与储能逆变器直流侧相连接，所述储能逆变器连接有储能逆变器控制器，其特征在于所述装置包括：连接所述液流电池的电力电容器和DC/DC变换器；所述电力电容器作为所述液流电池本体的启动电源，用于当电网无法供电时输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统供电；当电网无法供电时，在所述液流电池本体启动之后，所述电力电容器不再输出电能给所述电池辅助设备和电池管理系统，所述DC/DC变换器对液流电池本体所储存的电能进行DC-DC变换后输出电能给所述电池辅助设备、电池管理系统和所述储能逆变器控制器供电。2.根据权利要求1所述的一种液流电池辅助供电装置，所述储能逆变器通过变压器连接交流母线，其特征在于当电网无法供电时，所述电池管理系统发送黑启动模式控制指令给所述储能逆变器控制器，在所述储能逆变器控制器得电后，所述储能逆变器控制器控制所述储能逆变器进入V/F控制模式，储能逆变器调整输出电压使得变压器升压后得到的电压满足电能质量国家标准所规定的电能质量要求。3.根据权利要求1所述的一种液流电池辅助供电装置，其特征在于所述装置还包括置于所述液流电池本体和电力电容器之间的第一可控开关；在所述液流电池本体启动之后和所述液流电池本体停机之后，所述液流电池本体经由所述第一可控开关给电力电容器充电，当电力电容器充满电后，所述第一可控开关断开。4.根据权利要求1所述的一种液流电池辅助供电装置，其特征在于根据液流电池本体启动所需时间来调节所述电力电容器的容值。5.根据权利要求1所述的一种液流电池辅助供电装置，其特征在于所述电池管理系统包括：位于远程的人机接口和CPU模块；位于现场，用于采集液流电池运行参数的采集模块；布置于所述液流电池附近的分布式I/O站点；所述采集模块通过分布式I/O站点将采集到的液流电池运行参数传输给CPU模块；所述CPU模块判断接收到的液流电池运行参数是否异常，以及输出液流电池运行状态控制信号并通过分布式I/O站点传输给液流电池；所述CPU模块通过现场总线连接所述分布式I/O站点，以及连接所述储能逆变器。6.根据权利要求1所述的一种液流电池辅助供电装置，其特征在于所述电池辅助设备、电池管理系统和储能逆变器控制器均为直流用电设备；所述电池辅助设备和电池管理系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵家云，张华民，马相坤，李颖，霍洋，
申请(专利权)人：大连融科储能技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21