【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液流电池领域，特别涉及一种30mw级以上液流电池储能系统。
技术介绍
1、液流电池是一类新型电化学储能体系，液流电池通过利用正极电解液中包含的活性离子与负极电解液中包含的活性离子之间的氧化还原反应实现充电和放电。对于大规模储能系统，单个电池堆的输出功率远不能满足系统输出要求。一般通过多个电池堆的串联或并联，提高储能系统的输出功率，满足大规模储能系统输出功率的要求。
2、在30mw级以上的液流电池储能系统相关技术中，通常为了保证所有电池堆充放电的一致性，所有电池堆在液路管道上采用并联，以求每个电池堆的电解液荷电状态等参数均相同。但现有的液路连接模式没有考虑电堆间流体分配、电堆串联电压的高低限问题，电堆性能的一致性难以保障，以及可能串联电流限制问题，或者充放电过程中，电堆串联电流相同时，不同的电堆电压下液路管道系统仍然会形成液路导电网络，导致电池堆间的液路旁路电流，造成能量损失。而且，通常这种大规模储能系统是由多个小型储能系统简单组合在一起而成，每个小型储能系统功率一般不超过500kw，系统分散、复杂，严重影响储能系统的可靠性、稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术目的是：提供一种30mw级以上液流电池储能系统，解决液流电池储能系统的高效集成问题，消除旁路电流，同时系统内部的电池堆集成安装、运行一致；同时采用了先进的变流技术，即常规ac/dc与移相变压器联合变流技术，克服了常规dc/dc或ac/dc的电流回路造成的系统能量损失或可靠性、稳定性低的问题；最后解决
2、本专利技术的技术方案是：
3、30mw级以上液流电池储能系统，包括超过8组的流体工艺系统，每组流体工艺系统包括：多个电池堆，正极、负极电解液储罐，正极、负极电解液泵，一对正极、负极均流器；
4、所述正极、负极电解液储罐分别通过正极、负极电解液输送泵接通一个正极、负极均流器，正极、负极均流器分别向组内所有电池堆的正极、负极同时供液，各电池堆的正极、负极供液出口分别通过另一正极、负极均流器汇集回流到正极、负极电解液储罐；
5、每组流体工艺系统中电池堆的数量相同，每组流体工艺系统之间的相对应序列的电池堆串联在一起，形成一串电池堆，每串电池堆外接一套变流器设备。
6、优选的，所述流体工艺系统中，如果液流电池的正极或负极为固体状态，则流体工艺系统中的电解液储罐、电解液输送泵、管路和均流器只有一侧。
7、优选的，所述流体工艺系统中，所述流体工艺系统的数量以n表示，即n>8；流体工艺系统的序号以i表示，1≤i≤n；每组流体工艺系统之间是正、负极电解液是相互独立的。
8、优选的，所述流体工艺系统中，所述每组工艺系统内的电池堆分别按照每k台安装在一个模块内构成一个储能功率模块，k≥16，功率模块内的电池堆的序号以k表示，1≤k≤k；功率模块的总数量以m表示，m≥16，功率模块的序号以j表示，1≤j≤m；通过合理选型正负极电解液大型流体泵，输送的电解液大流量可支持m个功率模块的总功率不小于4mw的充放电稳定运行。
9、优选的，n组流体工艺系统的数量，每组工艺系统内有m个功率模块，则单体储能系统的总功率可远大于8 x 4mw=32mw。
10、优选的，所述流体工艺系统的模块采用框架或集装箱，工程施工时按照积木式堆叠方式施工，提高储能电站施工效率。
11、优选的，所述变流器设备采用双向ac/dc变流器及隔离变压器，每串电池堆通过依次连接的双向ac/dc变流器、隔离变压器接入到交流母线或变压器间隔，实现电量储存或释放的作用。
12、优选的，所述变流器设备采用ac/dc变流器及移相变压器，每串电池堆接入到ac/dc变流器，所有ac/dc变流器再通过同一个移相变压器接入到高压母线或变压器间隔接入电网。
13、优选的，所述变流器设备采用双向高频隔离ac/dc变流器，每串电池堆通过双向高频隔离ac/dc变流器接入到交流母线或交流汇流输出接入到电网。
14、本专利技术的优点是：
15、1、本专利技术的液流电池储能系统，增加电池堆的均流器或者多级分配管路，以实现流体的均匀分配，降低流量差别到不超过5%；
16、2、本专利技术限制电堆串联电压不低于500v但不超过1500v，避免系统的绝缘性能不够，易出现漏电故障；
17、3、本专利技术采用ac/dc与移相变压器联合变流技术，输出电压等级可以高于35kv，实现高压直连；
18、4、本专利技术在工程实际的液体泵流量限制问题，不可能支持太多的电池堆，当然和电池堆本身的功率大小、需求流量大小有关，每组流体工艺系统的电池堆数量一般在256台；
19、5、本专利技术采用储能变流器pcs限制功率，电池堆串联后的总功率不大于2.5mw；
20、6、本分明突破了通常单体液流电池储能系统规模小、功率低的瓶颈，可构建超大规模单体储能系统，总功率将远大于32mw，可达到64mw以上，显著提升了储能系统的集成度、可靠性、稳定性；
21、6、本专利技术每台电池堆功率可以在150kw以内，实现大功率电池堆的系统集成。
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1.30MW级以上液流电池储能系统，其特征在于，包括超过8组的流体工艺系统，每组流体工艺系统包括：多个电池堆，正极、负极电解液储罐，正极、负极电解液泵，一对正极、负极均流器；
2.根据权利要求1所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述流体工艺系统中，如果液流电池的正极或负极为固体状态，则流体工艺系统中的电解液储罐、电解液输送泵、管路和均流器只有一侧。
3.根据权利要求1所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述流体工艺系统中，所述流体工艺系统的数量以N表示，即N>8；流体工艺系统的序号以i表示，1≤i≤N；每组流体工艺系统之间是正、负极电解液是相互独立的。
4.根据权利要求1所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述流体工艺系统中，所述每组工艺系统内的电池堆分别按照每K台安装在一个模块内构成一个储能功率模块，K≥16，功率模块内的电池堆的序号以k表示，1≤k≤K；功率模块的总数量以M表示，M≥16，模块的序号以j表示，1≤j≤M；通过合理选型正负极电解液大型流体泵，可支持M个功率模块的总功率不小于4MW的充放电稳定运行。
5.根据
6.根据权利要求4所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述变流器设备采用双向AC/DC变流器及隔离变压器，每串电池堆通过依次连接的双向AC/DC变流器、隔离变压器接入到交流母线或变压器间隔，实现电量储存或释放的作用。
7.根据权利要求4所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述变流器设备采用AC/DC变流器及移相变压器，每串电池堆接入到AC/DC变流器，所有AC/DC变流器再通过同一个移相变压器接入到高压母线或变压器间隔接入电网。
8.根据权利要求4所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述变流器设备采用双向高频隔离AC/DC变流器，每串电池堆通过双向高频隔离AC/DC变流器接入到交流母线或交流汇流输出接入到电网。
...【技术特征摘要】
1.30mw级以上液流电池储能系统，其特征在于，包括超过8组的流体工艺系统，每组流体工艺系统包括：多个电池堆，正极、负极电解液储罐，正极、负极电解液泵，一对正极、负极均流器；
2.根据权利要求1所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述流体工艺系统中，如果液流电池的正极或负极为固体状态，则流体工艺系统中的电解液储罐、电解液输送泵、管路和均流器只有一侧。
3.根据权利要求1所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述流体工艺系统中，所述流体工艺系统的数量以n表示，即n>8；流体工艺系统的序号以i表示，1≤i≤n；每组流体工艺系统之间是正、负极电解液是相互独立的。
4.根据权利要求1所述的液流电池储能系统，其特征在于，所述流体工艺系统中，所述每组工艺系统内的电池堆分别按照每k台安装在一个模块内构成一个储能功率模块，k≥16，功率模块内的电池堆的序号以k表示，1≤k≤k；功率模块的总数量以m表示，m≥16，模块的序号以j表示，1≤j≤m；通过合理选型正负...
【专利技术属性】
技术研发人员：马志啟，徐艳，
申请(专利权)人：上海朗雄能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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