CN106654421B - 液流电池实际容量确定方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液流电池实际容量确定方法及其装置，所述确定方法包括如下步骤：监测液流电池SOC；获知液流电池当前运行状态参数；根据监测的液流电池SOC、所获知的液流电池当前运行状态参数，结合液流电池实际容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系确定液流电池实际容量；本发明有效梳理了液流电池SOC与各运行参数之间的关系，保证液流电池的SOC与可放电容量的实时一致性，能够实现任意时刻、任意状态下液流电池实际容量的精确确定。

Description

液流电池实际容量确定方法及其装置
技术领域
本发明属于液流电池技术领域，具体涉及一种液流电池实际容量确定方法及其装置。
背景技术
液流电池由于其具有长寿命、安全性高、过充过放能力强、环境友好等优点成为大规模储能的理想选择之一，其主要应用市场包括可再生能源电站和用户侧智能微网(居民区、工业区、公共设施)等，相应地，液流电池系统可以实现谷电峰用、平衡负荷和提高电能质量等多种功能。
液流电池的荷电状态(SOC)是反应电池容量的重要参数之一，在相关国家标准中的定义为：电池实际(剩余)可放出的瓦时容量与实际可放出的最大瓦时容量的比值。荷电状态(SOC)是表征电池系统某一特定条件下最大可放电容量的参数。通常在在实际运行过程中，电力系统或上级调度系统更为关注的是电池系统可实际充放出的容量，当液流电池的某些运行参数，例如温度、运行模式、电解液流量、电解液温度等参数处于非额定状态下，上述SOC检测装置所获得SOC并不能直接反应为液流电池可实际放出的电量，如果单纯用SOC来反应可充放电容量，可能会造成液流电池调度不准确，过充过放，或者调度系统判断错误等问题，从而严重影响整个储能系统及电站的运行效率和稳定性。现有技术中监测SOC的常规方法有电位滴定方式、分光光度方式或电位检测方式。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种液流电池实际容量确定方法及其装置。
本发明的技术手段如下：
一种液流电池实际容量确定方法，包括如下步骤：
步骤1：监测液流电池SOC；
步骤2：获知液流电池当前运行状态参数；
步骤3：根据监测的液流电池SOC、所获知的液流电池当前运行状态参数，结合液流电池实际容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系确定液流电池实际容量；
进一步地，所述液流电池实际容量具体包括液流电池实际可放电容量；所述液流电池运行状态参数至少包括：放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量；所述液流电池实际可放电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)；其中，Cd为液流电池实际可放电容量；Cr为液流电池额定放电容量；R(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；
进一步地，所述液流电池实际容量还包括液流电池实际可充电容量；所述液流电池运行状态参数还包括：充电功率与额定功率的比值；所述液流电池实际可充电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)；其中，Cc为液流电池实际可充电容量；C′r为液流电池额定充电容量；R′(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；
进一步地，所述液流电池运行状态参数还包括液流电池运行模式、环境温度、电解液压力、正负极储罐电解液液面差、电解液浓度中的至少一种；
进一步地，在步骤3之前还具有如下步骤：
事先对液流电池在不同SOC、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同SOC、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存；
所述步骤3具体为：根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R(SOC,P)、R(T,P)和R(F,P)，进而结合Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)获得液流电池实际可放电容量Cd；根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的充电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R′(SOC,P)、R′(T,P)和R′(F,P)，进而结合Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)获得液流电池实际可充电容量Cc。
一种液流电池实际容量确定装置，包括：
用于监测液流电池SOC的SOC监测模块；
用于获知液流电池当前运行状态参数的参数获知模块；
与SOC监测模块、参数获知模块相连接的实际容量确定模块；所述实际容量确定模块用于根据监测到的液流电池SOC、所获知的液流电池当前运行状态参数，结合液流电池实际容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系确定液流电池实际容量；
进一步地，所述液流电池实际容量具体包括液流电池实际可放电容量；所述液流电池运行状态参数至少包括：放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量；所述液流电池实际可放电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)；其中，Cd为液流电池实际可放电容量；Cr为液流电池额定放电容量；R(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；
进一步地，所述液流电池实际容量还包括液流电池实际可充电容量；所述液流电池运行状态参数还包括：充电功率与额定功率的比值；所述液流电池实际可充电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)；其中，Cc为液流电池实际可充电容量；C′r为液流电池额定充电容量；R′(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；
进一步地，所述液流电池运行状态参数还包括液流电池运行模式、环境温度、电解液压力、正负极储罐电解液液面差、电解液浓度中的至少一种；
进一步地，所述确定装置还包括与实际容量确定模块相连接的存储模块；所述存储模块用于事先对液流电池在不同SOC、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同SOC、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存；
所述实际容量确定模块根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R(SOC,P)、R(T,P)和R(F,P)，进而结合Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)获得液流电池实际可放电容量Cd；所述实际容量确定模块根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的充电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R′(SOC,P)、R′(T,P)和R′(F,P)，进而结合Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)获得液流电池实际可充电容量Cc。
与现有技术相比，本发明提供的液流电池实际容量确定方法及其装置具有如下优点：有效梳理了液流电池SOC与各运行参数之间的关系，保证液流电池的SOC与可放电容量的实时一致性，能够实现任意时刻、任意状态下液流电池实际容量的精确确定，实际应用时从根本上避免了能量管理系统仅仅参考单一SOC状态对液流电池进行调度导致的调度指令不匹配、过充过放、甚至调度系统判断错误等问题，有效提高液流电池的调度准确性和快速响应能力，以及储能系统及电站的运行效率和稳定性。
附图说明
图1是本发明液流电池实际容量确定方法的流程图；
图2是本发明液流电池实际容量确定装置的结构框图；
图3是表示SOC在0～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一SOC和放电功率下的R(SOC,P)的曲面关系示例图；
图4是表示电解液温度在0～50℃范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液温度和放电功率下的R(T,P)的曲面关系示例图；
图5是表示电解液流量在0％～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液流量和放电功率下的R(F,P)的曲面关系示例图。
具体实施方式
如图1所示的一种液流电池实际容量确定方法，包括如下步骤：
步骤1：监测液流电池SOC；
步骤2：获知液流电池当前运行状态参数；
步骤3：根据监测的液流电池SOC、所获知的液流电池当前运行状态参数，结合液流电池实际容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系确定液流电池实际容量；
进一步地，所述液流电池实际容量具体包括液流电池实际可放电容量；所述液流电池运行状态参数至少包括：放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量；所述液流电池实际可放电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)；其中，Cd为液流电池实际可放电容量；Cr为液流电池额定放电容量；R(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；进一步地，所述液流电池实际容量还包括液流电池实际可充电容量；所述液流电池运行状态参数还包括：充电功率与额定功率的比值；所述液流电池实际可充电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)；其中，Cc为液流电池实际可充电容量；C′r为液流电池额定充电容量；R′(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；进一步地，所述液流电池运行状态参数还包括液流电池运行模式、环境温度、电解液压力、正负极储罐电解液液面差、电解液浓度中的至少一种；进一步地，在步骤3之前还具有如下步骤：事先对液流电池在不同SOC、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同SOC、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存；所述步骤3具体为：根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R(SOC,P)、R(T,P)和R(F,P)，进而结合Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)获得液流电池实际可放电容量Cd；根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的充电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R′(SOC,P)、R′(T,P)和R′(F,P)，进而结合Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)获得液流电池实际可充电容量Cc。
如图2所示的一种液流电池实际容量确定装置，包括：用于监测液流电池SOC的SOC监测模块；用于获知液流电池当前运行状态参数的参数获知模块；与SOC监测模块、参数获知模块相连接的实际容量确定模块；所述实际容量确定模块用于根据监测到的液流电池SOC、所获知的液流电池当前运行状态参数，结合液流电池实际容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系确定液流电池实际容量；进一步地，所述液流电池实际容量具体包括液流电池实际可放电容量；所述液流电池运行状态参数至少包括：放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量；所述液流电池实际可放电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)；其中，Cd为液流电池实际可放电容量；Cr为液流电池额定放电容量；R(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；进一步地，所述液流电池实际容量还包括液流电池实际可充电容量；所述液流电池运行状态参数还包括：充电功率与额定功率的比值；所述液流电池实际可充电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)；其中，Cc为液流电池实际可充电容量；C′r为液流电池额定充电容量；R′(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；进一步地，所述液流电池运行状态参数还包括液流电池运行模式、环境温度、电解液压力、正负极储罐电解液液面差、电解液浓度中的至少一种；进一步地，所述确定装置还包括与实际容量确定模块相连接的存储模块；所述存储模块用于事先对液流电池在不同SOC、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同SOC、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存；所述实际容量确定模块根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R(SOC,P)、R(T,P)和R(F,P)，进而结合Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)获得液流电池实际可放电容量Cd，具体地，通过SOC监测模块获得液流电池当前的SOC状态，通过参数获知模块获得液流电池当前的放电功率，进一步得出液流电池放电功率与额定功率的比值，然后实际容量确定模块根据液流电池当前的SOC状态、液流电池当前放电功率与额定功率的比值，结合事先预存的不同SOC、以及不同的放电功率与额定功率的比值所对应的实际可放电容量与额定放电容量的各比值R(SOC,P)，得出与液流电池当前SOC状态、以及液流电池当前放电功率与额定功率的比值相对应的R(SOC,P)，同样地，通过参数获知模块获得液流电池当前的电解液温度，然后实际容量确定模块根据液流电池当前的电解液温度、液流电池当前放电功率与额定功率的比值，结合事先预存的不同电解液温度、以及不同的放电功率与额定功率的比值所对应的实际可放电容量与额定放电容量的各比值R(T,P)，得出与液流电池当前电解液温度、以及液流电池当前放电功率与额定功率的比值相对应的R(T,P)，同样地，通过参数获知模块获得液流电池当前的电解液流量，然后实际容量确定模块根据液流电池当前的电解液流量、液流电池当前放电功率与额定功率的比值，结合事先预存的不同电解液流量、以及不同的放电功率与额定功率的比值所对应的实际可放电容量与额定放电容量的各比值R(F,P)，得出与液流电池当前电解液流量、以及液流电池当前放电功率与额定功率的比值相对应的R(F,P)，进一步地，实际容量确定模块根据Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)获得液流电池实际可放电容量Cd，其中，Cr为液流电池额定放电容量，通常由制造商标称，具体为液流电池在标准条件下至少可放出的容量：如SOC为100％、电解液温度为40℃，电解液流量为最大流量的情况下液流电池以额定功率放电得到的容量；所述实际容量确定模块根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的充电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R′(SOC,P)、R′(T,P)和R′(F,P)，进而结合Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)获得液流电池实际可充电容量Cc，具体地，通过SOC监测模块获得液流电池当前的SOC状态，通过参数获知模块获得液流电池当前的充电功率，进一步得出液流电池充电功率与额定功率的比值，然后实际容量确定模块根据液流电池当前的SOC状态、液流电池当前充电功率与额定功率的比值，结合事先预存的不同SOC、以及不同的充电功率与额定功率的比值所对应的实际可充电容量与额定充电容量的各比值R′(SOC,P)，得出与液流电池当前SOC状态、以及液流电池当前充电功率与额定功率的比值相对应的R′(SOC,P)，同样地，通过参数获知模块获得液流电池当前的电解液温度，然后实际容量确定模块根据液流电池当前的电解液温度、液流电池当前充电功率与额定功率的比值，结合事先预存的不同电解液温度、以及不同的充电功率与额定功率的比值所对应的实际可充电容量与额定充电容量的各比值R′(T,P)，得出与液流电池当前电解液温度、以及液流电池当前充电功率与额定功率的比值相对应的R′(T,P)，同样地，通过参数获知模块获得液流电池当前的电解液流量，然后实际容量确定模块根据液流电池当前的电解液流量、液流电池当前充电功率与额定功率的比值，结合事先预存的不同电解液流量、以及不同的充电功率与额定功率的比值所对应的实际可充电容量与额定充电容量的各比值R′(F,P)，得出与液流电池当前电解液流量、以及液流电池当前充电功率与额定功率的比值相对应的R′(F,P)，进一步地，实际容量确定模块根据Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)获得液流电池实际可充电容量Cc，其中，C′r为液流电池额定充电容量，通常由制造商标称，具体为液流电池在标准条件下可充入的最大容量：如SOC为0％、电解液温度为40℃，电解液流量为最大流量的情况下液流电池以额定功率充电得到的容量。
本发明事先预存的液流电池在不同SOC、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值R(SOC,P)可以通过如下过程得出：对不同SOC下的液流电池以不同的恒功率进行放电，不同SOC的取值范围为0％～100％，可以每隔一定SOC区间(例如1％～5％)进行液流电池放电操作，也可以在上述取值范围的每一点SOC下进行液流电池放电操作，采用不同的放电功率(例如0.1Pr、0.2Pr……Pr)，其中Pr为液流电池额定功率，则对应不同的放电功率0.1Pr、0.2Pr……Pr，对应着不同的放电功率与额定功率的比值0.1、0.2、……1，进而得到各SOC状态、以及各放电功率下分别对应的多个液流电池实际放电容量值Cd，即得到液流电池实际可放电容量与SOC、放电功率与额定功率比的对应关系(SOC在0～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一SOC和放电功率下液流电池所放出的实际容量Cd)，进而得出SOC在0～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一SOC和放电功率下的R(SOC,P)(液流电池所放出的实际容量Cd与液流电池额定放电容量Cr的比值)，具体可以使用Orgin、Matlab、CurveExpert等常规拟合软件绘制出SOC在0～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一SOC和放电功率下的R(SOC,P)的曲面关系图，如图3示出了针对某一套液流电池系统的SOC在0～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一SOC和放电功率下的R(SOC,P)的曲面关系示例图，对应图3的曲面关系示例图的表达式为R(SOC,P)＝-17.4673+1.05696x+35.13839y-0.000479652x2-29.95843y2+0.00438xy，其中x表示液流电池SOC，y表示液流电池放电功率与额定功率的比值，不同厂家以及不同规格的液流电池可能会对应不同形状和表达式的曲面关系示例图，但获得过程同上述实验过程。
本发明事先预存的液流电池在不同电解液温度、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值R(T,P)可以通过如下过程得出：对不同电解液温度下的液流电池以不同的恒功率进行放电，不同电解液温度的取值范围为0℃～50℃，可以每隔一定电解液温度区间(例如2℃)进行液流电池放电操作，也可以在上述取值范围的每一点电解液温度下进行液流电池放电操作，采用不同的放电功率(例如0.1Pr、0.2Pr……Pr)，其中Pr为液流电池额定功率，则对应不同的放电功率0.1Pr、0.2Pr……Pr，对应着不同的放电功率与额定功率的比值0.1、0.2、……1，进而得到各电解液温度、以及各放电功率下分别对应的多个液流电池实际放电容量值Cd，即得到液流电池实际可放电容量与电解液温度、放电功率与额定功率比的对应关系(电解液温度在0～50℃范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液温度和放电功率下液流电池所放出的实际容量Cd)，进而得出电解液温度在0～50℃范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液温度和放电功率下的R(T,P)(液流电池所放出的实际容量Cd与液流电池额定放电容量Cr的比值)，具体可以使用Orgin、Matlab、CurveExpert等常规拟合软件绘制出电解液温度在0～50℃范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液温度和放电功率下的R(T,P)的曲面关系图，如图4示出了针对某一套液流电池系统的电解液温度在0～50℃范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液温度和放电功率下的R(T,P)的曲面关系示例图，对应图4曲面关系示例图的表达式为R(T,P)＝(35355900-3260090t-1041160000y+997749000y2-13511200ty)/(1+6355.3459t-1351.31452y-11521500t2+7291280y2-15034.47789ty)，其中t表示电解液温度，y表示液流电池放电功率与额定功率的比值，不同厂家以及不同规格的液流电池可能会对应不同形状和表达式的曲面关系示例图，但获得过程同上述实验过程。
本发明事先预存的液流电池在不同电解液流量、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值R(F,P)可以通过如下过程得出：对不同电解液流量下的液流电池以不同的恒功率进行放电，不同电解液流量的取值范围为最大电解液流量的0％～100％，可以每隔一定电解液流量区间(例如5％)进行液流电池放电操作，也可以在上述取值范围的每一点电解液流量下进行液流电池放电操作，采用不同的放电功率(例如0.1Pr、0.2Pr……Pr)，其中Pr为液流电池额定功率，则对应不同的放电功率0.1Pr、0.2Pr……Pr，对应着不同的放电功率与额定功率的比值0.1、0.2、……1，进而得到各电解液流量、以及各放电功率下分别对应的多个液流电池实际放电容量值Cd，即得到液流电池实际可放电容量与电解液流量、放电功率与额定功率比的对应关系(电解液流量在0％～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液流量和放电功率下液流电池所放出的实际容量Cd)，进而得出电解液流量在0％～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液流量和放电功率下的R(F,P)(液流电池所放出的实际容量Cd与液流电池额定放电容量Cr的比值)，具体可以使用Orgin、Matlab、CurveExpert等常规拟合软件绘制出电解液流量在0％～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液流量和放电功率下的R(F,P)的曲面关系图，如图5示出了针对某一套液流电池系统的电解液流量在0％～100％范围内、放电功率在0～Pr之间，任一电解液流量和放电功率下的R(F,P)的曲面关系示例图，对应图5曲面关系示例图的表达式为R(F,P)＝(99.81343-57.90947f-34.2676y-17.13953y2+10.06235y3)/(1-0.50034f+0.03846f2+0.0677f3-0.58371y+0.146692)，其中f表示电解液流量，y表示液流电池放电功率与额定功率的比值，不同厂家以及不同规格的液流电池可能会对应不同形状和表达式的曲面关系示例图，但获得过程同上述实验过程。
类似地，针对不同液流电池，采用上述实验过程同样可以得出SOC在0～100％范围内、充电功率在0～Pr之间，任一SOC和充电功率下的R′(SOC,P)的曲面关系图，得出电解液温度在0～50℃范围内、充电功率在0～Pr之间，任一电解液温度和充电功率下的R′(T,P)的曲面关系图，得出电解液流量在0％～100％范围内、充电功率在0～Pr之间，任一电解液流量和充电功率下的R′(F,P)的曲面关系示例图。
本发明提供的液流电池实际容量确定方法及其装置具有如下优点：有效梳理了液流电池SOC与各运行参数之间的关系，保证液流电池的SOC与可放电容量的实时一致性，能够实现任意时刻、任意状态下液流电池实际容量的精确确定，实际应用时从根本上避免了能量管理系统仅仅参考单一SOC状态对液流电池进行调度导致的调度指令不匹配、过充过放、甚至调度系统判断错误等问题，有效提高液流电池的调度准确性和快速响应能力，以及储能系统及电站的运行效率和稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液流电池实际容量确定方法，所述确定方法包括如下步骤：
步骤1：监测液流电池SOC；
步骤2：获知液流电池当前运行状态参数；
步骤3：根据监测的液流电池SOC、所获知的液流电池当前运行状态参数，结合液流电池实际容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系确定液流电池实际容量；
所述液流电池实际容量具体包括液流电池实际可放电容量；所述液流电池运行状态参数至少包括：放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量；所述液流电池实际可放电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)；其中，Cd为液流电池实际可放电容量；Cr为液流电池额定放电容量；R(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值。
2.根据权利要求1所述的液流电池实际容量确定方法，其特征在于所述液流电池实际容量还包括液流电池实际可充电容量；所述液流电池运行状态参数还包括：充电功率与额定功率的比值；所述液流电池实际可充电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)；其中，Cc为液流电池实际可充电容量；C′r为液流电池额定充电容量；R′(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值。
3.根据权利要求2所述的液流电池实际容量确定方法，其特征在于所述液流电池运行状态参数还包括液流电池运行模式、环境温度、电解液压力、正负极储罐电解液液面差、电解液浓度中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的液流电池实际容量确定方法，其特征在于在步骤3之前还具有如下步骤：
事先对液流电池在不同SOC、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同SOC、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存；
所述步骤3具体为：根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R(SOC,P)、R(T,P)和R(F,P)，进而结合Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)获得液流电池实际可放电容量Cd；根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的充电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R′(SOC,P)、R′(T,P)和R′(F,P)，进而结合Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)获得液流电池实际可充电容量Cc。
5.一种液流电池实际容量确定装置，其特征在于所述确定装置包括：
用于监测液流电池SOC的SOC监测模块；
用于获知液流电池当前运行状态参数的参数获知模块；
与SOC监测模块、参数获知模块相连接的实际容量确定模块；所述实际容量确定模块用于根据监测到的液流电池SOC、所获知的液流电池当前运行状态参数，结合液流电池实际容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系确定液流电池实际容量；
所述液流电池实际容量具体包括液流电池实际可放电容量；所述液流电池运行状态参数至少包括：放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量；所述液流电池实际可放电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)；其中，Cd为液流电池实际可放电容量；Cr为液流电池额定放电容量；R(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值；R(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池放电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可放电容量与液流电池额定放电容量的比值。
6.根据权利要求5所述的液流电池实际容量确定装置，其特征在于所述液流电池实际容量还包括液流电池实际可充电容量；所述液流电池运行状态参数还包括：充电功率与额定功率的比值；所述液流电池实际可充电容量与液流电池SOC、液流电池运行状态参数之间的对应关系为Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)；其中，Cc为液流电池实际可充电容量；C′r为液流电池额定充电容量；R′(SOC,P)为在不同液流电池SOC、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(T,P)为在不同电解液温度、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值；R′(F,P)为在不同电解液流量、以及不同的液流电池充电功率与液流电池额定功率的比值的情况下，液流电池实际可充电容量与液流电池额定充电容量的比值。
7.根据权利要求6所述的液流电池实际容量确定装置，其特征在于所述液流电池运行状态参数还包括液流电池运行模式、环境温度、电解液压力、正负极储罐电解液液面差、电解液浓度中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的液流电池实际容量确定装置，其特征在于所述确定装置还包括与实际容量确定模块相连接的存储模块；所述存储模块用于事先对液流电池在不同SOC、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的放电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可放电容量与额定放电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同SOC、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液温度、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存，事先对液流电池在不同电解液流量、不同的充电功率与额定功率的比值的情况下运行时的实际可充电容量与额定充电容量的各比值进行预存；
所述实际容量确定模块根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的放电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R(SOC,P)、R(T,P)和R(F,P)，进而结合Cd＝Cr*R(SOC,P)*R(T,P)*R(F,P)获得液流电池实际可放电容量Cd；所述实际容量确定模块根据监测的液流电池SOC，以及液流电池当前的充电功率与额定功率的比值、电解液温度和电解液流量，确定相对应的参数R(′SOC,P)、R′(T,P)和R′(F,P)，进而结合Cc＝C′r*R′(SOC,P)*R′(T,P)*R′(F,P)获得液流电池实际可充电容量Cc。
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