CN108110826A - 液流电池装置的能量回收的控制方法及系统 - Google Patents

液流电池装置的能量回收的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液流电池装置的能量回收的控制系统及方法，控制系统包括功率变换器、储能电源模块和BMS控制器；功率变换器用于对液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，并向外部设备供电；BMS控制器用于切换储能电源模块的工作模式；储能电源模块用于进行自身充电，还向液流电池装置供电。本发明完成了对电池组中的剩余能量的回收，解决了现有的液流电池装置存在的漏电流问题；当停止液流电池装置时，能够通过蓄电池实现液流电池装置的继续工作，当液流电池装置处于停机状态时，实现通过蓄电池对液流电池装置进行黑启动，且克服了现有的液流电池装置中的电源模块中包含多个模块的缺陷，从而减小了设备体积，降低了投资成本。

Description

液流电池装置的能量回收的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及液流电池储能管理技术领域，特别涉及一种液流电池装置的能量回收的控制方法及系统。
背景技术
由于液流电池具有设计灵活、充放电性能好、选址自由、安全环保、维护费用低等优点，因此能够将其用于风能、太阳能等可再生能源发电系统中。现在液流电池已经成为电网削峰填谷和平衡电力供需等方面的主要选择，在大容量储能领域有广泛的应用前景。
液流电池装置由电池组、电解液、储液灌和管路等部分组成。当液流电池装置工作时，通过外接水泵将电解液从储液罐经由管路输送到电池组中，在电池组内部发生相应的氧化还原反应后，再通过外接水泵将电解液重新压回储液罐中，从而实现电解液的循环流动。现有的液流电池装置在设计时，主要考虑以下两点：
1、液流电池装置停机后的漏电流
当液流电池装置处于停机状态时，水泵不再工作，电池组内的电解液离子浓度可能很高，此时，电池组内的能量将以漏电流的形式释放掉；且由于电解液不发生流动，使电池组内的温度快速上升，当温度超过电池组材料承受的温度范围时，则会导致电池组受损，从而减少电池组的使用寿命。同时，当液流电池装置处于长时间停机状态时，容易造成电池组内电解液变质和沉淀物的析出等情况，从而堵塞电极孔、流道等，影响电池组的使用寿命。因此实际应用中，在液流电池装置处于停机状态时，一般采用对电池组继续放电的方式将电池组内部能量全部释放掉。专利号CN103247814A，专利名称为“液流电池系统漏电保护方法、系统及液流电池系统”中公开了：在液流电池装置处于停机状态下，电池组继续对负载放电，达到放电截止电压时停止放电，从而达到保护电池组的作用；此方法不需要增加额外的设备且属于能量消耗型。专利号CN102354761A，专利名称为“液流电池系统及其停机保护方法和装置”中公开了：将电池组与外部电阻连接，当液流电池装置停机后，通过外接电阻的方式将电池组内的能量消耗掉，从而达到保护电池组的作用。
2、液流电池装置的工作电源的不间断供电
液流电池装置在充放电的过程中需要电池管理装置参与化学反应的控制，实际应用中电池管理装置的供电电源一般采用交流配电网或UPS(Uninterruptible PowerSystem/Uninterruptible Power Supply，不间断电源)来供电。当电池管理装置的供电电源为交流配电网时，一旦交流配电网失电，电池管理装置则停止工作，无法实现不间断工作；若电池管理装置的供电电源为UPS供电，虽然能够实现不间断供电要求的满足，但是，该供电方式增加了设备体积和投资成本。专利号CN104577172A，专利名称为“一种自带工作电源的全钒液流电池”中公开了：电池用电设备的电源由液流电池本身提供，液流电池输出端与DC/DC转换单元连接，DC/DC转换单元再与DC/AC转换单元连接，DC/AC转换单元用于给液流电池用电设备供电。
但是，上述的现有技术中的液流电池装置均存在一些缺陷，具体如下：
(1)通过将电池组与外接电阻的连接，将电池组内的剩余能量进行缓慢放电的方式存在以下缺点：
1)由于外接电阻的阻值不变，当电池组电压变小时，达到放电截止电压所需时间相应增加；2)采样外接电阻的方式属于电能转换成热能的过程，会提高周边环境温度，从而影响其他设备使用或电池组的寿命；3)对于大规模液流电池系统，由于电池组数量可能达到数百个，使用此方法需要更多的电阻和外部辅助设备，导致液流电池系统更加复杂，对电池系统的后期维护带来困难；4)此方法增加了电池成本。
(2)通过液流电池装置自带负载设备将电池组内的剩余能量释放掉的方式存在以下缺点：
若是交流负载设备，则必须保证逆变器能工作，即逆变器直流侧电池组电压值不低于交流电压有效值的峰值，否则无法实现电池组给交流负载放电，当电池组电压小于交流电压有效值的峰值时，电池组无法给负载放电；
若是直流负载设备，直流负载设备工作电压范围相比液流电池电压范围小很多，因此在某些工况下，电池组无法放电给直流负载设备；
因此，上述(1)中采用外接电阻的方式和(2)中采用的自带的负载设备的方式，其实质都是将电池组内的剩余电量通过外接介质消耗掉，并没有实现能量的回收，从容降低了液流电池系统的效率；
(3)对于现有技术中的液流电池装置中的用电设备(如水泵等)的电源依赖于液流电池装置自身的液流电池装置，存在以下缺陷：
1)当液流电池处于零电压或电压低于DC/DC转换器工作电压时，电池组则无法继续工作，无法启动液流电池装置；2)在液流电池装置停机状态下，无法实现液流电池装置的黑启动功能；3)电源模块中包含多个模块增加了设备体积和投资成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中液流电池装置存在的没有实现对能量进行回收；当停止液流电池装置时，无法实现液流电池装置的继续工作；当液流电池装置处于停机状态时，无法实现对液流电池装置的黑启动功能；且现有的液流电池装置中的电源模块中包含多个模块，增加了设备体积和投资成本等缺陷，目的在于提供一种液流电池装置的能量回收的控制方法及系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种液流电池装置的能量回收的控制系统，所述控制系统包括功率变换器、储能电源模块和BMS(Battery Management System，电池管理系统)控制器；
所述BMS控制器分别与所述功率变换器和所述储能电源模块通信连接；所述功率变换器用于当所述液流电池装置处于放电模式时，对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，并将所述直流电压转换成交流电压，并向外部设备供电；
所述功率变换器还用于当所述液流电池装置处于充电模式时，将外部设备输入的交流电压转换成直流电压，并向所述液流电池装置供电；
所述BMS控制器用于控制所述液流电池装置，并根据所述功率变换器输出的所述直流电压切换所述储能电源模块的工作模式；
所述储能电源模块用于根据所述功率变换器输出的所述直流电压进行自身充电，还用于向所述液流电池装置供电。
较佳地，所述功率变换器包括DC/DC变换器和第一DC/AC变换器，所述DC/DC变换器通过所述第一DC/AC变换器与所述外部设备电连接；
所述DC/DC变换器与所述液流电池装置电连接；
当所述液流电池装置处于放电模式时，所述DC/DC变换器用于对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理；所述第一DC/AC变换器用于将所述DC/DC变换器输出的直流电压转换成交流电压，并向所述外部设备供电；
当所述液流电池装置处于充电模式时，所述第一DC/AC变换器用于将所述外部设备提供的交流电压转换成直流电压，并向所述DC/DC变换器提供直流电压，给所述液流电池装置供电。
较佳地，所述储能电源模块包括控制开关、蓄电池和第二DC/AC变换器，所述控制开关分别与所述DC/DC变换器、所述蓄电池和所述第二DC/AC变换器电连接，所述蓄电池与所述第二DC/AC变换器电连接；
所述液流电池装置两端分别与所述第二DC/AC变换器和所述DC/DC变换器电连接；
所述控制开关用于控制所述蓄电池与所述DC/DC变换器之间的连接或者断开；
所述第二DC/AC变换器用于将所述蓄电池或所述DC/DC变换器传输的直流电压转换成交流电压，并向所述液流电池装置供电。
较佳地，所述BMS控制器用于判断所述DC/DC变换器升压处理后的电压值，或者所述第一DC/AC变换器输出的直流电压的电压值是否达到第一设定电压阈值，若是，则控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行断开，并将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行连接；若否，控制所述DC/DC变换器继续对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或者，继续控制所述第一DC/AC变换器输出的直流电压进行升压处理，直至升压处理后的电压值达到所述第一设定电压阈值。
较佳地，所述BMS控制器还用于判断所述液流电池装置输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值，若是，则停止对所述蓄电池的充电处理；若否，继续对所述蓄电池进行充电处理，直至所述液流电池装置输出的直流电压小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值。
较佳地，所述控制开关包括第一触点、第二触点和第三触点；
所述第一触点用于与所述DC/DC变换器的输出端连接；
所述第二触点用于与所述蓄电池的输入端连接或断开；
所述第三触点用于与所述第二DC/AC变换器的输入端连接或断开。
较佳地，所述液流电池装置包括电池组、正极储液罐、负极储液罐和水泵；
所述水泵与所述第二DC/AC变换器电连接，且与所述正极储液罐和所述负极储液罐连接，用于将所述正极储液罐和所述负极储液罐的电解液输送至所述电池组中进行电化学反应；
所述电池组的正电极和负电极与所述DC/DC变换器电连接。
较佳地，所述液流电池装置还包括管路、阀门和风机；
所述电池组、所述正极储液罐、所述负极储液罐和所述水泵之间均通过所述管路进行连接；
所述阀门设置在所述水泵与所述正极储液罐之间、所述水泵与所述负极储液罐之间的所述管路上，用于调节所述水泵中的电解液流量；
所述风机用于对所述电池组进行冷却处理。
本发明还提供一种液流电池装置的能量回收的控制方法，所述控制方法利用权利要求1所述的液流电池装置的能量回收的控制系统实现，所述控制方法包括：
S1、获取所述控制系统的工作模式，当所述液流电池装置处于放电模式时，通过所述功率变换器对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，并将所述直流电压转换成交流电压，并向外部设备供电；
当所述液流电池装置处于充电模式时，通过所述功率变换器将外部设备输入的交流电压转换成直流电压，并向所述液流电池装置供电；
S2、所述BMS控制器控制所述液流电池装置，并根据所述功率变换器输出的所述直流电压切换所述储能电源模块的工作模式，所述储能电源模块进行自身充电或向所述液流电池装置供电。
较佳地，所述功率变换器包括DC/DC变换器和第一DC/AC变换器，所述DC/DC变换器通过所述第一DC/AC变换器与所述外部设备电连接；
所述储能电源模块包括控制开关、蓄电池和第二DC/AC变换器，所述控制开关分别与所述DC/DC变换器、所述蓄电池和所述第二DC/AC变换器电连接，所述蓄电池与所述第二DC/AC变换器电连接；
所述液流电池装置两端分别与所述第二DC/AC变换器和所述DC/DC变换器电连接；
步骤S1之前还包括：SA1、当启动液流电池装置时，通过所述蓄电池向所述第二DC/AC变换器供电；
SA2、所述第二DC/AC变换器将所述蓄电池提供的直流电压转换成交流电压，并向所述液流电池装置供电；
SA3、当所述液流电池装置处于放电模式时，所述液流电池装置发生电化学反应，并向所述DC/DC变换器输出直流电压；
当所述液流电池装置处于充电模式时，所述液流电池装置发生电化学反应，并接收所述DC/DC变换器提供的直流电能；
步骤S2的具体步骤包括：
SA21、所述DC/DC变换器对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或，所述第一DC/AC变换器将交流电压转换成直流电压，并通过所述BMS控制器判断升压处理后的电压值或转换后的直流电压的电压值是否达到第一设定电压阈值，若是，则控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行断开，并将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行连接；
若否，控制所述DC/DC变换器继续对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或者，继续控制所述第一DC/AC变换器进行直流电压升压处理，直至升压处理后的电压值达到所述第一设定电压阈值。
较佳地，步骤S2还包括：
SB21、当关闭液流电池装置时，控制所述控制开关将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行断开，并将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接；
SB22、所述DC/DC变换器对所述蓄电池进行充电处理，并通过所述BMS控制器判断所述液流电池装置输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值，若是，则停止对所述蓄电池的充电处理；
若否，继续对所述蓄电池进行充电处理，直至所述液流电池装置输出的直流电压小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值。
较佳地，步骤SA1中的所述通过所述蓄电池向所述第二DC/AC变换器供电的步骤之前还包括：
控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接。
较佳地，所述控制开关包括第一触点、第二触点和第三触点；
所述第一触点与所述DC/DC变换器的输出端电连接或断开；所述第二触点与所述蓄电池的输入端电连接或断开；所述第三触点与所述第二DC/AC变换器的输入端电连接或断开。
较佳地，所述液流电池装置包括电池组、正极储液罐、负极储液罐和水泵；
所述水泵与所述第二DC/AC变换器电连接，且与所述正极储液罐和所述负极储液罐连接；
所述电池组的正电极和负电极与所述DC/DC变换器电连接；
步骤SA3具体包括：
控制所述水泵将所述正极储液罐和所述负极储液罐的电解液输送至所述电池组中进行电化学反应；
当所述液流电池装置处于放电模式时，将所述电池组的电化学反应产生的直流电压传输给所述DC/DC变换器；当所述液流电池装置处于充电模式时，将所述DC/DC变换器输出的直流电能传输给所述液流电池装置。
较佳地，所述液流电池装置还包括管路、阀门和风机；
所述电池组、所述正极储液罐、所述负极储液罐和所述水泵之间均通过所述管路进行连接；
所述阀门设置在所述水泵与所述正极储液罐之间、所述水泵与所述负极储液罐之间的所述管路上；
所述风机用于对所述电池组进行冷却处理；
步骤SA3还包括：
通过所述阀门调节所述水泵中的液体流量。
本发明的积极进步效果在于：
本发明中，当启动液流电池装置时，通过蓄电池实现对液流电池装置的供电，当所述液流电池装置处于放电模式时，液流电池装置发生电化学反应，并向DC/DC变换器输出直流电压进行升压处理或者当所述液流电池装置处于充电模式时，所述第一DC/AC变换器将交流电压转换成直流电压，若升压处理后的电压值或转换后的直流电压值达到第一设定电压阈值，则控制控制开关将蓄电池与DC/DC变换器进行断开，并将DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行连接；
当关闭液流电池装置时，控制控制开关将DC/DC变换器与第二DC/AC变换器进行断开，并将蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接，对蓄电池进行充电处理，若液流电池装置输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或蓄电池的工作电压值，则停止对蓄电池的充电处理，从而完成了对电池组中的剩余能量的回收，解决了现有的液流电池装置存在的漏电流问题；同时，当停止液流电池装置时，能够通过蓄电池实现液流电池装置的继续工作，实现工作电源的电力全部来自液流电池本身；当液流电池装置处于停机状态时，实现通过蓄电池对液流电池装置进行黑启动，且克服了现有的液流电池装置中的电源模块中包含多个模块的缺陷，从而减小了设备体积，降低了投资成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的液流电池装置的能量回收的控制系统的第一结构示意图；
图2为本发明实施例1的液流电池装置的能量回收的控制系统的第二结构示意图；
图3为本发明实施例2的液流电池装置的能量回收的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例的液流电池装置的能量回收的控制系统包括功率变换器1、储能电源模块2和BMS控制器3。
所述BMS控制器3分别与所述功率变换器1和所述储能电源模块2通信连接。
所述功率变换器1包括DC/DC变换器11和第一DC/AC变换器12，所述DC/DC变换器11通过所述第一DC/AC变换器12与外部设备电连接。
所述DC/DC变换器11与液流电池装置4电连接，用于对所述液流电池装置4输出的直流电压进行升压处理。
当所述液流电池装置处于放电模式时，所述DC/DC变换器用于对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理；所述第一DC/AC变换器12用于将所述DC/DC变换器11输出的直流电压转换成交流电压，并向所述外部设备供电。其中，所述外部设备包括配电网等。
同时，当所述液流电池装置处于充电模式时，所述第一DC/AC变换器12还用于将所述外部设备传输的交流电压转换成直流电压，再通过所述DC/DC变换器11传输给液流电池装置4，对液流电池装置4中进行供电。
所述储能电源模块2包括控制开关21、蓄电池22和第二DC/AC变换器23。所述控制开关21分别与所述DC/DC变换器11、所述蓄电池22和所述第二DC/AC变换器23电连接，所述蓄电池22与所述第二DC/AC变换器电23连接；
具体地，其中，所述控制开关21包括第一触点211、第二触点212和第三触点213；
所述第一触点211用于与所述DC/DC变换器11的输出端连接；
所述第二触点212用于与所述蓄电池22的输入端连接或断开；
所述第三触点213用于与所述第二DC/AC变换器23的输入端连接或断开。
所述液流电池装置4两端分别与所述第二DC/AC变换器23和所述DC/DC变换器11电连接；
所述控制开关21用于控制所述蓄电池22与所述DC/DC变换器11之间的连接或者断开。
所述BMS控制器3用于判断所述DC/DC变换器11升压处理后的电压值，或者所述第一DC/AC变换器输出的直流电压的电压值是否达到第一设定电压阈值，若是，则控制所述控制开关21将所述蓄电池22与所述DC/DC变换器11进行断开，并将所述DC/DC变换器11与所述第二DC/AC变换器23进行连接；若否，控制所述DC/DC变换器11继对所述液流电池装置4输出的直流电压进行升压处理，或者，继续控制所述第一DC/AC变换器输出的直流电压进行升压处理，直至升压处理后的电压值达到所述第一设定电压阈值；
所述BMS控制器3还用于判断所述液流电池装置4输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池22的工作电压值，若是，则停止对所述蓄电池22的充电处理；若否，继续对所述蓄电池22进行充电处理，直至所述液流电池装置4输出的直流电压小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池22的工作电压值。
所述第二DC/AC变换器23用于将所述蓄电池22或所述DC/DC变换器11传输的直流电压转换成交流电压，并向所述液流电池装置4供电。
所述液流电池装置4包括电池组41、正极储液罐42、负极储液罐43、水泵44、管路45、阀门46和风机47；
所述水泵44与所述第二DC/AC变换器23电连接，且与所述正极储液罐42和所述负极储液罐43连接，用于将所述正极储液罐42和所述负极储液罐43的电解液输送至所述电池组41中进行电化学反应；
所述电池组41的正电极和负电极与所述DC/DC变换器11电连接。
所述电池组41、所述正极储液罐42、所述负极储液罐43和所述水泵44之间均通过所述管路45进行连接；
所述阀门46设置在所述水泵44与所述正极储液罐42之间、所述水泵44与所述负极储液罐43之间的所述管路45上，用于调节所述水泵44中的电解液流量；
所述风机47用于对所述电池组41进行冷却处理。
本发明中，当启动液流电池装置4时，通过蓄电池22实现对液流电池装置4的供电，液流电池装置4发生电化学反应，并向DC/DC变换器11输出直流电压进行升压处理，若达到第一设定电压阈值，则控制所述控制开关21将蓄电池22与DC/DC变换器11进行断开，并将DC/DC变换器11与所述第二DC/AC变换器23进行连接。
当关闭液流电池装置4时，控制所述控制开关21将DC/DC变换器11与所述第二DC/AC变换器进行断开，并将蓄电池22与所述DC/DC变换器11进行连接，对蓄电池22进行充电处理，若液流电池装置4输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或蓄电池22的工作电压值，则停止对蓄电池22的充电处理，实现将液流电池装置4内部剩余能量转移至蓄电池22中，从而完成了对电池组41中的剩余能量的回收，解决了现有的液流电池装置4存在的漏电流问题；同时，当停止液流电池装置4时，能够通过蓄电池22实现液流电池装置4的继续工作，实现工作电源的电力全部来自液流电池本身；当液流电池装置4处于停机状态时，实现通过蓄电池22对液流电池装置4进行黑启动，且克服了现有的液流电池装置4中的电源模块中包含多个模块的缺陷，从而减小了设备体积，降低了投资成本。
实施例2
如图3所示，本实施例的液流电池装置的能量回收的控制方法包括：
S101、当启动液流电池装置时，控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接，通过所述蓄电池向所述第二DC/AC变换器供电；
S102、所述第二DC/AC变换器将所述蓄电池提供的直流电压转换成交流电压，并向所述液流电池装置供电；
S103、获取所述液流电池装置的工作模式，的当所述液流电池装置处于放电模式时，所述液流电池装置发生电化学反应，并向所述DC/DC变换器输出直流电压；
当所述液流电池装置处于充电模式时，所述液流电池装置发生电化学反应，并接收所述DC/DC变换器提供的直流电能；
其中，所述液流电池装置包括电池组、正极储液罐、负极储液罐、水泵、管路、阀门和风机；
所述水泵与所述第二DC/AC变换器电连接，且与所述正极储液罐和所述负极储液罐连接；
所述电池组的正电极和负电极与所述DC/DC变换器电连接；
所述电池组、所述正极储液罐、所述负极储液罐和所述水泵之间均通过所述管路进行连接；
所述阀门设置在所述水泵与所述正极储液罐之间、所述水泵与所述负极储液罐之间的所述管路上；
所述风机用于对所述电池组进行冷却处理。
具体地，步骤S103包括：
S1031、控制所述水泵将所述正极储液罐和所述负极储液罐的电解液输送至所述电池组中进行电化学反应；
S1032、当所述液流电池装置处于放电模式时，将所述电池组的电化学反应产生的直流电压传输给所述DC/DC变换器；当所述液流电池装置处于充电模式时，将所述DC/DC变换器输出的直流电能传输给所述液流电池装置；
其中，通过所述阀门调节所述水泵中的液体流量。
S104、所述DC/DC变换器对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或，所述第一DC/AC变换器将交流电压转换成直流电压，并通过所述BMS控制器判断升压处理后的电压值或转换后的直流电压的电压值是否达到第一设定电压阈值，若是，则控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行断开，并将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行连接；
若否，控制所述DC/DC变换器继对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或者，继续控制所述第一DC/AC变换器进行直流电压升压处理，直至升压处理后的电压值达到所述第一设定电压阈值；
S105、当关闭液流电池装置时，控制所述控制开关将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行断开，并将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接；
S106、所述DC/DC变换器对所述蓄电池进行充电处理，并通过所述BMS控制器判断所述液流电池装置输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值，若是，则停止对所述蓄电池的充电处理；
若否，继续对所述蓄电池进行充电处理，直至所述液流电池装置输出的直流电压小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值。
其中，所述控制开关包括第一触点、第二触点和第三触点；
所述第一触点与所述DC/DC变换器的输出端电连接或断开；所述第二触点与所述蓄电池的输入端电连接或断开；所述第三触点与所述第二DC/AC变换器的输入端电连接或断开。
本发明中，当启动液流电池装置时，通过蓄电池实现对液流电池装置的供电，液流电池装置发生电化学反应，并向DC/DC变换器输出直流电压进行升压处理，若达到第一设定电压阈值，则控制控制开关将蓄电池与DC/DC变换器进行断开，并将DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行连接；
当关闭液流电池装置时，控制控制开关将DC/DC变换器与第二DC/AC变换器进行断开，并将蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接，对蓄电池进行充电处理，若液流电池装置输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或蓄电池的工作电压值，则停止对蓄电池的充电处理，实现将液流电池装置内部剩余能量转移至蓄电池中，从而完成了对电池组中的剩余能量的回收，解决了现有的液流电池装置存在的漏电流问题；同时，当停止液流电池装置时，能够通过蓄电池实现液流电池装置的继续工作，实现工作电源的电力全部来自液流电池本身；当液流电池装置处于停机状态时，实现通过蓄电池对液流电池装置进行黑启动，且克服了现有的液流电池装置中的电源模块中包含多个模块的缺陷，从而减小了设备体积，降低了投资成本。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括功率变换器、储能电源模块和BMS控制器；
所述BMS控制器分别与所述功率变换器和所述储能电源模块通信连接；所述功率变换器用于当所述液流电池装置处于放电模式时，对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，并将所述直流电压转换成交流电压，并向外部设备供电；
所述功率变换器还用于当所述液流电池装置处于充电模式时，将外部设备输入的交流电压转换成直流电压，并向所述液流电池装置供电；
所述BMS控制器用于控制所述液流电池装置，并根据所述功率变换器输出的所述直流电压切换所述储能电源模块的工作模式；
所述储能电源模块用于根据所述功率变换器输出的所述直流电压进行自身充电，还用于向所述液流电池装置供电。
2.如权利要求1所述的液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述功率变换器包括DC/DC变换器和第一DC/AC变换器，所述DC/DC变换器通过所述第一DC/AC变换器与所述外部设备电连接；
所述DC/DC变换器与所述液流电池装置电连接；
当所述液流电池装置处于放电模式时，所述DC/DC变换器用于对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理；所述第一DC/AC变换器用于将所述DC/DC变换器输出的直流电压转换成交流电压，并向所述外部设备供电；
当所述液流电池装置处于充电模式时，所述第一DC/AC变换器用于将所述外部设备提供的交流电压转换成直流电压，并向所述DC/DC变换器提供直流电压，给所述液流电池装置供电。
3.如权利要求2所述的液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述储能电源模块包括控制开关、蓄电池和第二DC/AC变换器，所述控制开关分别与所述DC/DC变换器、所述蓄电池和所述第二DC/AC变换器电连接，所述蓄电池与所述第二DC/AC变换器电连接；
所述液流电池装置两端分别与所述第二DC/AC变换器和所述DC/DC变换器电连接；
所述控制开关用于控制所述蓄电池与所述DC/DC变换器之间的连接或者断开；
所述第二DC/AC变换器用于将所述蓄电池或所述DC/DC变换器传输的直流电压转换成交流电压，并向所述液流电池装置供电。
4.如权利要求3所述的液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述BMS控制器用于判断所述DC/DC变换器升压处理后的电压值，或者所述第一DC/AC变换器输出的直流电压的电压值是否达到第一设定电压阈值，若是，则控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行断开，并将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行连接；若否，控制所述DC/DC变换器继续对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或者，继续控制所述第一DC/AC变换器输出的直流电压进行升压处理，直至升压处理后的电压值达到所述第一设定电压阈值。
5.如权利要求3所述的液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述BMS控制器还用于判断所述液流电池装置输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值，若是，则停止对所述蓄电池的充电处理；若否，继续对所述蓄电池进行充电处理，直至所述液流电池装置输出的直流电压小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值。
6.如权利要求3所述的液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述控制开关包括第一触点、第二触点和第三触点；
所述第一触点用于与所述DC/DC变换器的输出端连接；
所述第二触点用于与所述蓄电池的输入端连接或断开；
所述第三触点用于与所述第二DC/AC变换器的输入端连接或断开。
7.如权利要求3所述的液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述液流电池装置包括电池组、正极储液罐、负极储液罐和水泵；
所述水泵与所述第二DC/AC变换器电连接，且与所述正极储液罐和所述负极储液罐连接，用于将所述正极储液罐和所述负极储液罐的电解液输送至所述电池组中进行电化学反应；
所述电池组的正电极和负电极与所述DC/DC变换器电连接。
8.如权利要求7所述的液流电池装置的能量回收的控制系统，其特征在于，所述液流电池装置还包括管路、阀门和风机；
所述电池组、所述正极储液罐、所述负极储液罐和所述水泵之间均通过所述管路进行连接；
所述阀门设置在所述水泵与所述正极储液罐之间、所述水泵与所述负极储液罐之间的所述管路上，用于调节所述水泵中的电解液流量；
所述风机用于对所述电池组进行冷却处理。
9.一种液流电池装置的能量回收的控制方法，其特征在于，所述控制方法利用权利要求1所述的液流电池装置的能量回收的控制系统实现，所述控制方法包括：
S1、获取所述控制系统的工作模式，当所述液流电池装置处于放电模式时，通过所述功率变换器对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，并将所述直流电压转换成交流电压，并向外部设备供电；
当所述液流电池装置处于充电模式时，通过所述功率变换器将外部设备输入的交流电压转换成直流电压，并向所述液流电池装置供电；
S2、所述BMS控制器控制所述液流电池装置，并根据所述功率变换器输出的所述直流电压切换所述储能电源模块的工作模式，所述储能电源模块进行自身充电或向所述液流电池装置供电。
10.如权利要求9所述的液流电池装置的能量回收的控制方法，其特征在于，所述功率变换器包括DC/DC变换器和第一DC/AC变换器，所述DC/DC变换器通过所述第一DC/AC变换器与所述外部设备电连接；
所述储能电源模块包括控制开关、蓄电池和第二DC/AC变换器，所述控制开关分别与所述DC/DC变换器、所述蓄电池和所述第二DC/AC变换器电连接，所述蓄电池与所述第二DC/AC变换器电连接；
所述液流电池装置两端分别与所述第二DC/AC变换器和所述DC/DC变换器电连接；
步骤S1之前还包括：SA1、当启动液流电池装置时，通过所述蓄电池向所述第二DC/AC变换器供电；
SA2、所述第二DC/AC变换器将所述蓄电池提供的直流电压转换成交流电压，并向所述液流电池装置供电；
SA3、当所述液流电池装置处于放电模式时，所述液流电池装置发生电化学反应，并向所述DC/DC变换器输出直流电压；
当所述液流电池装置处于充电模式时，所述液流电池装置发生电化学反应，并接收所述DC/DC变换器提供的直流电能；
步骤S2的具体步骤包括：
SA21、所述DC/DC变换器对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或，所述第一DC/AC变换器将交流电压转换成直流电压，并通过所述BMS控制器判断升压处理后的电压值或转换后的直流电压的电压值是否达到第一设定电压阈值，若是，则控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行断开，并将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行连接；
若否，控制所述DC/DC变换器继续对所述液流电池装置输出的直流电压进行升压处理，或者，继续控制所述第一DC/AC变换器进行直流电压升压处理，直至升压处理后的电压值达到所述第一设定电压阈值。
11.如权利要求10所述的液流电池装置的能量回收的控制方法，其特征在于，步骤S2还包括：
SB21、当关闭液流电池装置时，控制所述控制开关将所述DC/DC变换器与所述第二DC/AC变换器进行断开，并将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接；
SB22、所述DC/DC变换器对所述蓄电池进行充电处理，并通过所述BMS控制器判断所述液流电池装置输出的直流电压是否小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值，若是，则停止对所述蓄电池的充电处理；
若否，继续对所述蓄电池进行充电处理，直至所述液流电池装置输出的直流电压小于第二设定电压阈值和/或所述蓄电池的工作电压值。
12.如权利要求10所述的液流电池装置的能量回收的控制方法，其特征在于，步骤SA1中的所述通过所述蓄电池向所述第二DC/AC变换器供电的步骤之前还包括：
控制所述控制开关将所述蓄电池与所述DC/DC变换器进行连接。
13.如权利要求10所述的液流电池装置的能量回收的控制方法，其特征在于，所述控制开关包括第一触点、第二触点和第三触点；
所述第一触点与所述DC/DC变换器的输出端电连接或断开；所述第二触点与所述蓄电池的输入端电连接或断开；所述第三触点与所述第二DC/AC变换器的输入端电连接或断开。
14.如权利要求10所述的液流电池装置的能量回收的控制方法，其特征在于，所述液流电池装置包括电池组、正极储液罐、负极储液罐和水泵；
所述水泵与所述第二DC/AC变换器电连接，且与所述正极储液罐和所述负极储液罐连接；
所述电池组的正电极和负电极与所述DC/DC变换器电连接；
步骤SA3具体包括：
控制所述水泵将所述正极储液罐和所述负极储液罐的电解液输送至所述电池组中进行电化学反应；
当所述液流电池装置处于放电模式时，将所述电池组的电化学反应产生的直流电压传输给所述DC/DC变换器；当所述液流电池装置处于充电模式时，将所述DC/DC变换器输出的直流电能传输给所述液流电池装置。
15.如权利要求14所述的液流电池装置的能量回收的控制方法，其特征在于，所述液流电池装置还包括管路、阀门和风机；
所述电池组、所述正极储液罐、所述负极储液罐和所述水泵之间均通过所述管路进行连接；
所述阀门设置在所述水泵与所述正极储液罐之间、所述水泵与所述负极储液罐之间的所述管路上；
所述风机用于对所述电池组进行冷却处理；
步骤SA3还包括：
通过所述阀门调节所述水泵中的液体流量。
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