CN102867977A

CN102867977A - 全钒液流储能电池系统及其子系统功率一致性调节方法

Info

Publication number: CN102867977A
Application number: CN2011101862083A
Authority: CN
Inventors: 张华民; 马相坤; 邢枫; 王晓丽
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS; Dalian Rongke Power Co Ltd
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS; Dalian Rongke Power Co Ltd
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-07-05
Also published as: CN102867977B

Abstract

本发明涉及一种全钒液流储能电池系统及其各子系统功率一致性的调节方法。在全钒液流储能电池系统中设置共混管路将各子系统的正、负极电解液共混后重新分配到各电解液储罐中，在电池运行过程中通过调节各子系统内阻一致性和各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性的调节方法，保证运行过程中子系统功率的一致性。本发明特别适合于全钒液流储能电池系统在大规模储能领域的应用，保证了全钒液流储能电池系统的长期稳定运行，有效的延缓全钒液流储能电池系统由于串、并联所带来的电解液容量的衰减。

Description

全钒液流储能电池系统及其子系统功率一致性调节方法

技术领域

本发明涉及全钒液流储能电池系统及其调节方法，尤其是全钒液流储能电池系统及其在运行过程中各子系统功率一致性的调节方法。

背景技术

电能作为难以储存而又不可缺少的商品，一直是现代人类生活、生产必不可少能源。人们一直在研究平衡电能生产和需求的方法，来解决供需之间的矛盾，因此发展高效的储能技术成为了焦点。

全钒液流储能电池，作为一类新型的电能储存装置，具有能量转换效率高，可达70％～80％；蓄电容量大，系统设计灵活；可靠性高，可深度放电90％以上，以及运行维护费用低和环境友好等优点。尤其是其容量与功率可独立设计的特点，非常适合发展大规模储能，以满足数千瓦级甚至百兆瓦级的蓄电要求。配套可再生能源(如风能、太阳能等)使用，可克服其发电不连续和不稳定的缺点，保证发电和供电的连续性和平稳性。

大规模全钒液流储能电池系统在实际应用中，常常由若干个子系统通过串联、并联或者串并联混合的形式组合在一起，共同储供电，但是这种串并联组合的形式往往会因为各子系统的状态不一致而导致功率不相同，而引起这种现象的原因主要有两点：首先是各子系统的内阻不一定相等。由于内阻大小不同，造成电流或者电压在子系统中的分配不同，导致子系统功率始终出现不一致。其次，在相同的充放电情况下，各子系统电解液的充电状态SOC的差别，会造成子系统充放电周期错位。例如一个子系统放电结束而另一子系统未完全放电，系统就转入充电等现象，最终使各子系统的充放电功率不一致，系统的利用率不高。因此在系统运行前，应采用相应的技术手段尽量保证电压或者电流的分配均匀性；而在系统运行中，则需想方设法的使各子系统的电解液充电状态SOC相同。

电池系统中子系统的内阻决定了电流或者电压的分配，内阻包括电池的内阻和电解液的离子电阻。电池的内阻包括导体电阻、接触电阻等等，主要由材料和装配控制，不易调节，而电解液的离子电阻则主要取决于离子供应量。电解液的充电状态SOC在电池状态确定的情况下，取决于电解液的供应量影响的电化学反应。

上述子系统功率不一致的现象，既不利于大规模液流储能电池系统的长期稳定运行，也会造成液流储能电池系统由于串并联所带来的电解液容量的衰减。

发明内容

本发明目的在于提供一种全钒液流储能电池系统及其运行过程中各子系统功率一致性的调节方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种全钒液流储能电池系统，其由p个、p≥2的全钒液流储能电池子系统构成，每个子系统均由正极电解液储罐，负极电解液储罐，循环泵，阀门，电池模块和管路组成；正极电解液储罐通过两条管路A、B分别与电池模块的正极电解液入口和出口连接，在电池模块的正极电解液入口与正极电解液储罐间的连接管路上设置有循环泵，在循环泵与正极电解液储罐出口之间设置阀门；负极电解液储罐通过两条管路C、D分别与电池模块的负极电解液入口和出口连接，在电池模块的负极电解液入口与负极电解液储罐间的连接管路上设置有循环泵，在循环泵与负极电解液储罐出口之间设置阀门；通过互混管路E将每个子系统的正极电解液储罐相连，连接到互混循环泵的进口，然后将互混循环泵的出口通过互混管路F分别与每个子系统的正极电解液储罐相连，在每个子系统正极电解液储罐的互混出口管路E上设置互混阀门；通过互混管路G将每个子系统的负极电解液储罐相连，连接到互混循环泵的进口，然后将互混循环泵的出口通过互混管路H分别与每个子系统的负极电解液储罐相连，在每个子系统负极电解液储罐的互混出口管路G上设置互混阀门。

所述每个子系统的充放电功率和充放电容量相同。关闭每个子系统正、负极电解液储罐的互混出口处的互混阀门，每个子系统可独立运行。

所述全钒液流储能电池系统各子系统的电解液互混方法为，打开每个子系统正极和/或负极电解液储罐互混出口处的互混阀门，通过互混循环泵将与互混管路E和G相连的每个子系统正极和/或负极电解液从电解液储罐中均匀抽出，再通过互混管路F和H均匀的分配到每个子系统的正极和/或负极电解液储罐中，实现不同子系统正极和/或负极电解液的均匀混合。

全钒液流储能电池各子系统功率一致性的调节方法包括各子系统内阻一致性和各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性的调节方法。

所述的调节方法为在电池系统运行初期，调节电池内阻一致性；所述的各子系统内阻的一致性的调节方法为通过控制阀门开度或循环泵转速来调节电解液流量至各子系统的内阻相同；

当电池系统运行一段时间后，由于各子系统电解液流量不同所造成各子系统正、负极电解液充电状态SOC出现差异，当各子系统正、负极电解液充电状态SOC不一致所导致的子系统实际功率偏离平均功率≥5％时，关闭正、负极电解液储罐出口处的阀门和循环泵，停止电池系统运行，调节各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性；所述的各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性的调节方法为分别开启正、负极电解液储罐互混出口处的互混阀门和互混循环泵，将各子系统中的正、负极电解液分别通过互混循环泵将其均匀共混后重新输送回到各子系统的正、负极电解液储罐中，实现各子系统正、负极电解液充电状态SOC的一致性；所述子系统平均功率为总功率/子系统个数。

所述调节各子系统电池内阻相同的依据是各子系统的充放电功率相同。

所述各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性的判断依据为各子系统正、负极电解液容量和浓度相同。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过调节电解液流量来使电池各子系统内阻相同和通过将不同子系统正、负极电解液互混的方法调节电解液荷电状态SOC状态一致性，保证了大规模全钒液流储能电池系统串并联子系统充放电功率的一致性；

2.本发明降低了由于各子系统之间的串并联运行方式对全钒液流储能电池系统容量的影响，延缓了液流储能电池系统由于串并联所带来的电解液容量的衰减；

3.本发明为全钒液流储能电池系统的长期稳定运行，提供了依据；

4.本发明调节方法简单，仅靠泵或者阀门的调节即可实现，不增加系统和控制部分的复杂程度；

5.本发明所采用的方法不影响大规模全钒液流储能电池系统的正常运行。

附图说明

图1为全钒液流储能电池子系统结构图；

其中：1正极电解液储罐，2负极电解液储罐，3循环泵，4电动阀门，5电池模块，A、B正极管路，C、D负极管路；

图2为实施例1的全钒液流储能电池系统结构图；

其中：6互混循环泵，7电解液储罐互混出口处的互混阀门，E各正极电解液储罐互混出口至互混循环泵入口的互混管路，F互混循环泵出口至各正极电解液储罐互混入口的互混管路，G各负极电解液储罐互混出口至互混循环泵入口的互混管路，H互混循环泵互混出口至各负极电解液储罐入口的互混管路；

图3为实施例2的全钒液流储能电池系统图；

图4为实施例3的全钒液流储能电池系统图；

图5为实施例4的大规模全钒液流储能电池系统图；

其中8液流储能电池子系统；

图6为实施例5的全钒液流储能电池系统图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示的一种全钒液流储能电池系统，其由2个全钒液流储能电池子系统构成，每个子系统均由正极电解液储罐1，负极电解液储罐2，循环泵3，电动阀门4，电池模块5和管路组成；正极电解液储罐1通过两条管路A、B分别与电池模块5的正极电解液入口和出口连接，在电池模块5的正极电解液入口与正极电解液储罐1间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与正极电解液储罐1出口之间设置有阀门4；负极电解液储罐2通过两条管路C、D分别与电池模块5的负极电解液入口和出口连接，在电池模块5的负极电解液入口与负极电解液储罐2间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与负极电解液储罐1出口之间设置有阀门4。通过互混管路E将2个子系统的正极电解液储罐1相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路F分别与2个子系统的正极电解液储罐1相连，在2个子系统正极电解液储罐1的互混出口管路E上设置互混阀门7；通过互混管路G将2个子系统的负极电解液储罐2相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路H分别与2个子系统的负极电解液储罐2相连，在2个子系统负极电解液储罐2的互混出口管路G上设置互混阀门7。电池系统中的2个子系统的充放电功率和充放电容量均完全相同，并且当关闭2个子系统的正极电解液储罐1和负极电解液储罐2的互混出口处的互混阀门7时，每个子系统均可独立运行。各子系统之间的电路连接形式可以是并联或者串联。

大规模全钒液流储能电池系统的子系统中的各个电池模块由于装配、材料等差异会引起电阻的不同，在通入相同的电解液流量，即离子电阻相同时会造成各子系统的电池内阻出现差别，如图2中的2个电池子系统采用串联电路连接，则各子系统的电压不同；如果采用并联电路连接，则各子系统的电流不同，总体结果是各子系统的功率不一致。因此在电池系统运行初期，应该通过调节各子系统的阀门4的开度或者调节循环泵3的转速的方法来调节电解液流量，当系统参数监视系统中显示各子系统的功率相同时，表明各子系统内阻一致。这时各子系统中流入电池模块的电解液流量不一定相同，当电池系统运行一段时间之后，由流量不同所引起的各子系统的正、负极电解液充电状态SOC出现差异的影响就会凸显，各子系统功率的差异也越发明显。当各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％时，打开每个子系统正极和/或负极电解液储罐互混出口处的互混阀门，通过互混循环泵将与互混管路E和G相连的每个子系统正极和/或负极电解液从电解液储罐中均匀抽出，再通过互混管路F和H均匀的分配到每个子系统的正极和/或负极电解液储罐中，实现不同子系统正极和/或负极电解液的均匀混合，保证电解液充电状态SOC的一致，消除由于调节各子系统电池内阻一致所造成的影响，进一步提高了各子系统之间的功率一致性。之后每运行一段时间，均可以各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％为标准，判断是否需要再次采用调节各子系统电解液充电状态SOC一致性的方法，消除系统长期运行过程中电解液充电状态SOC不同带来的影响。

实施例2

如图3所示的一种全钒液流储能电池系统，其由4个全钒液流储能电池子系统构成，将4个子系统平均分成两组，每组内的两个子系统之间通过并联电路连接，组与组之间通过串联电路连接。每个子系统均由正极电解液储罐1，负极电解液储罐2，循环泵3，阀门4，电池模块5和管路组成；正极电解液储罐1通过两条管路A、B分别与电池模块5的正极电解液入口和出口连接，在电池模块5的正极电解液入口与正极电解液储罐1间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与正极电解液储罐1出口之间设置有阀门4；负极电解液储罐2通过两条管路C、D分别与电池模块5的负极电解液入口和出口连接，在电池模块5的负极电解液入口与负极电解液储罐2间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与负极电解液储罐1出口之间设置有阀门4。通过互混管路E将4个子系统的正极电解液储罐1相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路F分别与4个子系统的正极电解液储罐1相连，在4个子系统正极电解液储罐1的互混出口管路E上设置互混阀门7；通过互混管路G将4个子系统的负极电解液储罐2相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路H分别与4个子系统的负极电解液储罐2相连，在4个子系统负极电解液储罐2的互混出口管路G上设置互混阀门7。电池系统中的4个子系统的充放电功率和充放电容量均完全相同，并且当关闭4个子系统的正极电解液储罐1和负极电解液储罐2的互混出口处的互混阀门7时，每个子系统均可独立运行。

大规模全钒液流储能电池系统的子系统中的各个电池模块由于装配、材料等差异会引起电阻的不同，在通入相同的电解液流量，即离子电阻相同时会造成各子系统的电池内阻出现差别，使得各子系统分配的电流或电压不同，如图3所示情况，若各子系统的电池内阻均不相同，则两组子系统组的电池内阻不同，两组之间的电压不同，同时每组内由于子系统之间并联电路连接，子系统之间的电流也不同，总体结果是各子系统的功率不一致。因此在电池系统运行初期，应该通过调节各子系统的阀门4的开度或者调节循环泵3的转速的方法来调节电解液流量，当系统参数监视系统中显示各子系统的功率相同时，表明各子系统内阻一致。这时各子系统中流入电池模块的电解液流量不一定相同，当电池系统运行一段时间之后，由流量不同所引起的各子系统的正、负极电解液充电状态SOC出现差异的影响就会凸显，各子系统功率的差异也越发明显。当各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％时，打开每个子系统正极和/或负极电解液储罐互混出口处的互混阀门，通过互混循环泵将与互混管路E和G相连的每个子系统正极和/或负极电解液从电解液储罐中均匀抽出，再通过互混管路F和H均匀的分配到每个子系统的正极和/或负极电解液储罐中，实现不同子系统正极和/或负极电解液的均匀混合，保证电解液充电状态SOC的一致，消除由于调节各子系统电池内阻一致所造成的影响，进一步提高了各子系统之间的功率一致性。之后每运行一段时间，均可以各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％为标准，判断是否需要再次采用调节各子系统电解液充电状态SOC一致性的方法，消除系统长期运行过程中电解液充电状态SOC不同带来的影响。

实施例3

如图4所示的一种全钒液流储能电池系统，其由4个全钒液流储能电池子系统构成，将4个子系统平均分成两组，每组内的两个子系统之间通过串联电路连接，组与组之间通过并联电路连接。每个子系统均由正极电解液储罐1，负极电解液储罐2，循环泵3，阀门4，电池模块5和管路组成；正极电解液储罐1通过两条管路A、B分别与电池模块5的正极电解液入口和出口连接，在电池模块5的正极电解液入口与正极电解液储罐1间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与正极电解液储罐1出口之间设置有阀门4；负极电解液储罐2通过两条管路C、D分别与电池模块5的负极电解液入口和出口连接，在电池模块5的负极电解液入口与负极电解液储罐2间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与负极电解液储罐1出口之间设置有阀门4。通过互混管路E将4个子系统的正极电解液储罐1相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路F分别与4个子系统的正极电解液储罐1相连，在4个子系统正极电解液储罐1的互混出口管路E上设置互混阀门7；通过互混管路G将4个子系统的负极电解液储罐2相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路H分别与4个子系统的负极电解液储罐2相连，在4个子系统负极电解液储罐2的互混出口管路G上设置互混阀门7。电池系统中的4个子系统的充放电功率和充放电容量均完全相同，并且当关闭4个子系统的正极电解液储罐1和负极电解液储罐2的互混出口处的互混阀门7时，每个子系统均可独立运行。

大规模全钒液流储能电池系统的子系统中的各个电池模块由于装配、材料等差异会引起电阻的不同，在通入相同的电解液流量，即离子电阻相同时会造成各子系统的电池内阻出现差别，使得各子系统分配的电流或电压不同，如图4所示情况，若各子系统的电池内阻均不相同，则两组子系统组的电池内阻不同，两组之间的电流不同，同时每组内由于子系统之间串联电路连接，子系统之间的电压也不同，总体结果是各子系统的功率不一致。因此在电池系统运行初期，应该通过调节各子系统的电动阀门4的开度或者调节循环泵3的转速的方法来调节电解液流量，当系统参数监视系统中显示各子系统的功率相同时，表明各子系统内阻一致。这时各子系统中流入电池模块的电解液流量不一定相同，当电池系统运行一段时间之后，由流量不同所引起的各子系统的正、负极电解液充电状态SOC出现差异的影响就会凸显，各子系统功率的差异也越发明显。当各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％时，打开每个子系统正极和/或负极电解液储罐互混出口处的互混阀门，通过互混循环泵将与互混管路E和G相连的每个子系统正极和/或负极电解液从电解液储罐中均匀抽出，再通过互混管路F和H均匀的分配到每个子系统的正极和/或负极电解液储罐中，实现不同子系统正极和/或负极电解液的均匀混合，保证电解液充电状态SOC的一致，消除由于调节各子系统电池内阻一致所造成的影响，进一步提高了各子系统之间的功率一致性。之后每运行一段时间，均可以各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％为标准，判断是否需要再次采用调节各子系统电解液充电状态SOC一致性的方法，消除系统长期运行过程中电解液充电状态SOC不同带来的影响。

实施例4

如图5所示的一种大规模全钒液流储能电池系统，其由m×n(m≥2，n≥1)个全钒液流储能电池子系统构成，将这些子系统平均分成n组，每组内有m个子系统，并且这m个子系统之间通过的并联电路连接，组与组之间通过串联电路连接。每个子系统均由正极电解液储罐1，负极电解液储罐2，循环泵3，阀门4，电池模块5和管路组成；正极电解液储罐1通过两条管路A、B分别与电池模块5的正极电解液入口和出口连接，在电池模块5的正极电解液入口与正极电解液储罐1间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与正极电解液储罐1出口之间设置有阀门4；负极电解液储罐2通过两条管路C、D分别与电池模块5的负极电解液入口和出口连接，在电池模块5的负极电解液入口与负极电解液储罐2间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与负极电解液储罐1出口之间设置有阀门4。通过互混管路E将m×n个子系统的正极电解液储罐1相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路F分别与m×n个子系统的正极电解液储罐1相连，在m×n个子系统正极电解液储罐1的互混出口管路E上设置互混阀门7；通过互混管路G将m×n个子系统的负极电解液储罐2相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路H分别与m×n个子系统的负极电解液储罐2相连，在m×n个子系统负极电解液储罐2的互混出口管路G上设置互混阀门7。电池系统中的m×n个子系统的充放电功率和充放电容量均完全相同，并且当关闭m×n个子系统的正极电解液储罐1和负极电解液储罐2的互混出口处的互混阀门7时，每个子系统均可独立运行。

大规模全钒液流储能电池系统的子系统中的各个电池模块由于装配、材料等差异会引起电阻的不同，在通入相同的电解液流量，即离子电阻相同时会造成各子系统的电池内阻出现差别，使得各子系统分配的电流或电压不同，如图5所示情况，若各子系统的电池内阻均不相同，则n组子系统组的电池内阻不同，组与组之间的电压不同，同时每组内由于子系统之间并联电路连接，子系统之间的电流也不同，总体结果是各子系统的功率不一致。因此在电池系统运行初期，应该通过调节各子系统的阀门4的开度或者调节循环泵3的转速的方法来调节电解液流量，当系统参数监视系统中显示各子系统的功率相同时，表明各子系统内阻一致。这时各子系统中流入电池模块的电解液流量不一定相同，当电池系统运行一段时间之后，由流量不同所引起的各子系统的正、负极电解液充电状态SOC出现差异的影响就会凸显，各子系统功率的差异也越发明显。当各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％时，打开每个子系统正极和/或负极电解液储罐互混出口处的互混阀门，通过互混循环泵将与互混管路E和G相连的每个子系统正极和/或负极电解液从电解液储罐中均匀抽出，再通过互混管路F和H均匀的分配到每个子系统的正极和/或负极电解液储罐中，实现不同子系统正极和/或负极电解液的均匀混合，保证电解液充电状态SOC的一致，消除由于调节各子系统电池内阻一致所造成的影响，进一步提高了各子系统之间的功率一致性。之后每运行一段时间，均可以各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％为标准，判断是否需要再次采用调节各子系统电解液充电状态SOC一致性的方法，消除系统长期运行过程中电解液充电状态SOC不同带来的影响。

实施例5

实施例5是在实施例4基础上的发展的，如图6所示的一种大规模全钒液流储能电池系统，其由m×n×k(m≥2，n≥1，k≥1)个全钒液流储能电池子系统构成，将这些子系统平均分成n组，每组内有再平均分有m组子系统，这m组子系统中每组包含有k个子系统，并且这k个子系统之间通过的串联电路连接，m组子系统组之间采用并联电路连接，n组子系统组之间采用串联电路连接。每个子系统均由正极电解液储罐1，负极电解液储罐2，循环泵3，阀门4，电池模块5和管路组成；正极电解液储罐1通过两条管路A、B分别与电池模块5的正极电解液入口和出口连接，在电池模块5的正极电解液入口与正极电解液储罐1间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与正极电解液储罐1出口之间设置有阀门4；负极电解液储罐2通过两条管路C、D分别与电池模块5的负极电解液入口和出口连接，在电池模块5的负极电解液入口与负极电解液储罐2间的连接管路上设置有循环泵3，在循环泵3与负极电解液储罐1出口之间设置有阀门4。通过互混管路E将m×n×k个子系统的正极电解液储罐1相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路F分别与m×n×k个子系统的正极电解液储罐1相连，在m×n×k个子系统正极电解液储罐1的互混出口管路E上设置互混阀门7；通过互混管路G将m×n×k个子系统的负极电解液储罐2相连，连接到互混循环泵6的进口，然后将互混循环泵6的出口通过互混管路H分别与m×n×k个子系统的负极电解液储罐2相连，在m×n×k个子系统负极电解液储罐2的互混出口管路G上设置互混阀门7。电池系统中的m×n×k个子系统的充放电功率和充放电容量均完全相同，并且当关闭m×n×k个子系统的正极电解液储罐1和负极电解液储罐2的互混出口处的互混阀门7时，每个子系统均可独立运行。

大规模全钒液流储能电池系统的子系统中的各个电池模块由于装配、材料等差异会引起电阻的不同，在通入相同的电解液流量，即离子电阻相同时会造成各子系统的电池内阻出现差别，使得各子系统分配的电流或电压不同，如图5所示情况，若各子系统的电池内阻均不相同，则n组子系统组的电池内阻不同，组与组之间的电压不同，同时n组中的每组都由m组子系统组并联而成，组与组之间的电流不同，而m组中的每组都由k个子系统串联构成，子系统之间的电压也不相同，总体结果是各子系统的功率不一致。因此在电池系统运行初期，应该通过调节各子系统的阀门4的开度或者调节循环泵3的转速的方法来调节电解液流量，当系统参数监视系统中显示各子系统的功率相同时，表明各子系统内阻一致。这时各子系统中流入电池模块的电解液流量不一定相同，当电池系统运行一段时间之后，由流量不同所引起的各子系统的正、负极电解液充电状态SOC出现差异的影响就会凸显，各子系统功率的差异也越发明显。当各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％时，打开每个子系统正极和/或负极电解液储罐互混出口处的互混阀门，通过互混循环泵将与互混管路E和G相连的每个子系统正极和/或负极电解液从电解液储罐中均匀抽出，再通过互混管路F和H均匀的分配到每个子系统的正极和/或负极电解液储罐中，实现不同子系统正极和/或负极电解液的均匀混合，保证电解液充电状态SOC的一致，消除由于调节各子系统电池内阻一致所造成的影响，进一步提高了各子系统之间的功率一致性。之后每运行一段时间，均可以各子系统的最大或者最小功率偏离平均功率≥5％为标准，判断是否需要再次采用调节各子系统电解液充电状态SOC一致性的方法，消除系统长期运行过程中电解液充电状态SOC不同带来的影响。

Claims

1.一种全钒液流储能电池系统，其由p个、p≥2的全钒液流储能电池子系统构成，每个子系统均由正极电解液储罐，负极电解液储罐，循环泵，阀门，电池模块和管路组成；正极电解液储罐通过两条管路A、B分别与电池模块的正极电解液入口和出口连接，在电池模块的正极电解液入口与正极电解液储罐间的连接管路上设置有循环泵，在循环泵与正极电解液储罐出口之间设置阀门；负极电解液储罐通过两条管路C、D分别与电池模块的负极电解液入口和出口连接，在电池模块的负极电解液入口与负极电解液储罐间的连接管路上设置有循环泵，在循环泵与负极电解液储罐出口之间设置阀门；

其特征在于：通过管路E将每个子系统的正极电解液储罐相连，连接到互混循环泵的进口，然后将互混循环泵的出口通过互混管路F分别与每个子系统的正极电解液储罐相连，在每个子系统正极电解液储罐的互混出口管路E上设置互混阀门；通过互混管路G将每个子系统的负极电解液储罐相连，连接到互混循环泵的进口，然后将互混循环泵的出口通过互混管路H分别与每个子系统的负极电解液储罐相连，在每个子系统负极电解液储罐的互混出口管路G上设置互混阀门。

2.如权利要求1所述的全钒液流储能电池系统，其特征在于：所述每个子系统的充放电功率和充放电容量完全相同。

3.如权利要求1所述的全钒液流储能电池系统，其特征在于：关闭每个子系统正、负极电解液储罐的互混出口处的互混阀门，每个子系统可独立运行。

4.如权利要求1所述的全钒液流储能电池系统，其特征在于：打开每个子系统正极和/或负极电解液储罐互混出口处的互混阀门，通过互混循环泵将与互混管路E和G相连的每个子系统正极和/或负极电解液从电解液储罐中均匀抽出，再通过互混管路F和H均匀的分配到每个子系统的正极和/或负极电解液储罐中，实现不同子系统正极和/或负极电解液的均匀混合。

5.如权利要求1-4中任一所述系统的各子系统功率一致性调节方法，其特征在于：所述调节方法包括各子系统内阻一致性和各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性的调节方法。

6.如权利要求5所述的调节方法，其特征在于：

所述的调节方法为在电池系统运行初期，调节各子系统内阻一致性；所述的各子系统内阻一致性的调节方法为通过控制阀门开度或循环泵转速来调节电解液流量至各子系统的内阻相同；

当电池系统运行一段时间后，各子系统正、负极电解液充电状态SOC不一致导致子系统实际功率偏离平均功率≥5％时，关闭正、负极电解液储罐出口处的阀门和循环泵，停止电池系统运行，调节各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性；所述的各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性的调节方法为分别开启正、负极电解液储罐互混出口处的互混阀门和互混循环泵，将各子系统中的正、负极电解液分别通过互混循环泵将其均匀共混后重新输送回到各子系统的正、负极电解液储罐中，实现各子系统正、负极电解液充电状态SOC的一致性；所述子系统平均功率为总功率/子系统个数。

7.如权利要求5或6所述的调节方法，其特征在于：所述调节各子系统电池内阻相同的依据是各子系统的充放电功率相同。

8.如权利要求5或6所述的调节方法，其特征在于：所述各子系统正、负极电解液充电状态SOC一致性的判断依据为各子系统正、负极电解液容量和浓度相同。