CN109375114A - 一种铁铬液流电池单电堆测试系统 - Google Patents

一种铁铬液流电池单电堆测试系统 Download PDF

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赵莉
孙健
唐小亮
江远标
高杰
申鹏
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Abstract

本发明提供了一种铁铬液流电池单电堆测试系统，包括电压巡检仪，单电堆连接电压巡检仪输入端和双向DC/DC变换器一端，双向DC/DC变换器另一端连接双向DC/AC变流器一端，双向DC/AC变流器另一端连接电网；单电堆连接正负极储罐，正负极储罐连接电加热器；液流电池管理系统FBMS连接电压巡检仪输出端、双向DC/DC变换器、双向DC/AC变流器、正负极储罐及电加热器。本发明提供的系统克服了现有技术的不足，实现了对铁铬液流电池单电堆的测试，可以了解电堆当前的运行状态；通过FBMS可以对各种参数条件和充放电流程进行控制，确保测试环境符合设计要求。系统结构简单，性能可靠，可以作为电堆出厂检验的平台。

Description

一种铁铬液流电池单电堆测试系统
技术领域
本发明涉及液流电池测试技术领域，尤其涉及一种铁铬液流电池单电堆测试系统。
背景技术
铁铬液流电池储能系统的作用是在峰电期间将电网过剩的电能储存起来，在谷电期间再将所储存的电能返送回电网，其核心是电池堆。铁铬液流电池储能系统往往由多个电池堆构成，单体电池堆(简称单电堆)的稳定运行，决定了整个系统的运行性能。
针对新研制的铁铬液流电池储能系统，必须对其进行性能测试，测试各种参数条件以及不同的工艺控制流程和充放电流程对单电堆性能的影响，这是对单电堆进行出厂检验的重要环节。
现有技术中还没有能够对铁铬液流电池单电堆进行测试的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:如何实现铁铬液流电池单电堆的测试。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：包括电压巡检仪，单电堆连接电压巡检仪输入端和双向DC/DC变换器一端，双向DC/DC变换器另一端连接双向DC/AC变流器一端，双向DC/AC变流器另一端连接电网；
单电堆连接正负极储罐，正负极储罐连接电加热器；
液流电池管理系统FBMS连接电压巡检仪输出端、双向DC/DC变换器、双向DC/AC变流器、正负极储罐及电加热器。
优选地，所述电压巡检仪连接双向DC/DC变换器的控制开关，在系统故障时，断开单电堆与双向DC/DC变换器，实现对单电堆的保护。
优选地，所述双向DC/AC变流器另一端与电网连接的管路上设有第一断路器。
优选地，所述液流电池管理系统FBMS的电源输入端连接电网。
更优选地，所述液流电池管理系统FBMS的电源输入端与电网连接的管路上设有第二断路器。
优选地，所述电加热器的电源输入端连接电网。
更优选地，所述电加热器的电源输入端与电网连接的管路上设有第二断路器。
液流电池管理系统FBMS所述单电堆输出直流电，经过双向DC/DC变换器升高为另一直流电，再经过双向DC/AC变流器转换成交流电，与交流电网连接；电压巡检仪检测单电堆内部各单体电池的电压和单电堆的总电压；FBMS从电压巡检仪获取单电堆的电压信号；FBMS监视单电堆、正负极储罐、加热器的运行状态，并监视双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的运行状态。
优选地，所述针对不同的测试要求，FBMS对双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的参数进行设置，改变双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的运行状态，以适应测试要求。
本发明提供的系统克服了现有技术的不足，实现了对铁铬液流电池单电堆的测试，可以了解电堆当前的运行状态；通过FBMS可以对各种参数条件和充放电流程进行控制，确保测试环境符合设计要求。系统结构简单，性能可靠，可以作为电堆出厂检验的平台。
附图说明
图1为本实施例提供的铁铬液流电池单电堆测试系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
图1为本实施例提供的铁铬液流电池单电堆测试系统结构示意图，所述的铁铬液流电池单电堆测试系统包括单电堆及辅助设备、正负极储罐及辅助设备、电加热器及辅助设备、双向DC/DC变换器、电压巡检仪、液流电池管理系统FBMS、双向DC/AC变流器、断路器等。
单电堆连接电压巡检仪输入端和双向DC/DC变换器一端，双向DC/DC变换器另一端连接双向DC/AC变流器一端，双向DC/AC变流器另一端连接第一断路器一端，第一断路器另一端连接电网。液流电池管理系统FBMS连接第二断路器一端、电压巡检仪输出端、双向DC/DC变换器、双向DC/AC变流器、正负极储罐及电加热器，第二断路器另一端连接电网。单电堆连接正负极储罐，正负极储罐连接电加热器，电加热器连接第三断路器一端，第三断路器另一端连接电网。电压巡检仪还连接双向DC/DC变换器。
其中：
电压巡检仪用于测试单电堆内部各单体电池的电压和单电堆的总电压。同时具备故障输出功能，通过硬接线与双向DC/DC变换器连接，能快速断开单电堆与双向DC/DC变换器，实现对单电堆的保护。
双向DC/DC变换器用于直流升压和降压，可以实现能量的双向流动。
双向DC/AC变流器，用于直流和交流的转换，可以实现能量的双向流动。
液流电池管理系统FBMS，实时监测系统的状态，实现对电堆辅助系统的控制。通过FBMS实现充电和放电的转换。FBMS在监测到来自电堆内部或外部的异常时采取预设的应对措施，保护系统并尽可能避免系统内设备的损坏。
第一断路器，为双向DC/AC变流器和电网之间提供电气连接。
第二断路器，为FBMS和电网之间提供电气连接。
第三断路器，为电加热器和电网之间提供电气连接。
本实施例提供的铁铬液流电池单电堆测试系统使用时，单电堆输出直流电，经过双向DC/DC变换器升高为另一直流电，再经过双向DC/AC变流器转换成交流电，由第一断路器与交流380V电网连接。双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器保证系统能量的双向流动。电压巡检仪检测单电堆内部各单体电池的电压和单电堆的总电压，同时具备故障输出功能，通过硬接线与双向DC/DC变换器连接，能快速断开单电堆与双向DC/DC变换器，实现对单电堆的保护。
系统通过FBMS监视单电堆、正负极储罐、加热器的运行状态；FBMS从电压巡检仪获取单电堆的电压信号；FBMS监视双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的运行状态，并可对双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的参数进行设置，改变他们的运行状态，以适应测试要求。FBMS通过第二断路器从交流380V电网取电。
铁铬液流电池系统运行的理想温度为65℃，初始利用电加热使电解液从环境温度加热到65℃。电加热器通过第三断路器从电网取电。电加热器对正负极储罐内的电解液进行加热。
在具体的实施过程中，可以通过传感器、电压巡检仪等测试设备监视系统的流量、压力、温度、电压等参数，可以了解电堆当前的运行状态；通过FBMS对各种参数条件和充放电流程进行控制，确保测试环境符合设计要求。
本实施例提供的铁铬液流电池单电堆测试系统可以作为电堆出厂检验的平台。
应当理解的是，虽然在这里可能使用量术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：包括电压巡检仪，单电堆连接电压巡检仪输入端和双向DC/DC变换器一端，双向DC/DC变换器另一端连接双向DC/AC变流器一端，双向DC/AC变流器另一端连接电网；
单电堆连接正负极储罐，正负极储罐连接电加热器；
液流电池管理系统FBMS连接电压巡检仪输出端、双向DC/DC变换器、双向DC/AC变流器、正负极储罐及电加热器。
2.如权利要求1所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：所述电压巡检仪连接双向DC/DC变换器的控制开关，在系统故障时，断开单电堆与双向DC/DC变换器，实现对单电堆的保护。
3.如权利要求1所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：所述双向DC/AC变流器另一端与电网连接的管路上设有第一断路器。
4.如权利要求1所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：所述液流电池管理系统FBMS的电源输入端连接电网。
5.如权利要求4所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：所述液流电池管理系统FBMS器的电源输入端与电网连接的管路上设有第二断路器。
6.如权利要求1所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：所述电加热器的电源输入端连接电网。
7.如权利要求6所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：所述电加热器的电源输入端与电网连接的管路上设有第二断路器。
8.如权利要求1所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：所述单电堆输出直流电，经过双向DC/DC变换器升高为另一直流电，再经过双向DC/AC变流器转换成交流电，与交流电网连接；电压巡检仪检测单电堆内部各单体电池的电压和单电堆的总电压；FBMS从电压巡检仪获取单电堆的电压信号；FBMS监视单电堆、正负极储罐、加热器的运行状态，并监视双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的运行状态。
9.如权利要求1或8所述的一种铁铬液流电池单电堆测试系统，其特征在于：针对不同的测试要求，FBMS对双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的参数进行设置，改变双向DC/DC变换器和双向DC/AC变流器的运行状态，以适应测试要求。
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