CN114335647A - 液流储能系统的停机保护系统和方法 - Google Patents
液流储能系统的停机保护系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114335647A CN114335647A CN202111663375.2A CN202111663375A CN114335647A CN 114335647 A CN114335647 A CN 114335647A CN 202111663375 A CN202111663375 A CN 202111663375A CN 114335647 A CN114335647 A CN 114335647A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reverse
- electrolyte
- energy storage
- flow
- storage system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
Abstract
本发明提供一种液流储能系统的停机保护系统和方法,该停机保护系统包括:正向流路装置,包括进罐管路和出罐管路;逆向流路装置,包括逆向管路;控制器,可在液流储能系统运行时,控制液流储能系统的电解液在电堆组和电解液储罐之间作正向循环,在液流储能系统接收到停机信号时,控制电堆组中的电解液逆向回流至电解液储罐;正向循环对应的电解液流向为从电解液储罐通过出罐管路流向电堆组,再通过进罐管路从电堆组流向所述电解液储罐;逆向回流对应的电解液流向为从电堆组通过逆向管路回流至电解液储罐。本发明的技术方案通过将液流储能系统停机时存留在电堆组中的电解液抽回,避免电堆内产生自放电现象,提高了电堆的寿命和储能系统的可靠性。
Description
技术领域
本发明主要涉及液流储能系统,具体地涉及一种液流储能系统的停机保护系统和方法。
背景技术
目前我国正在大力发展新能源发电产业,在能源结构中,新能源占比逐年增加,而化石能源逐年减少。鉴于风电和太阳能等新能源发电方式的随机性和不可控性,电网的调峰调频将面临挑战。为了确保电网满足时刻变化的负荷需求和稳定可靠运行,需建设大量的储能电站。
抽水蓄能的储能方式是传统成熟的技术,然而考虑到地形、自然环境和离负荷中心距离等因素,具备建设抽水蓄能电站条件的地方有限,故化学储能在储能市场中将起到重要的作用。在各种化学储能技术路线中,液流储能系统具有安全性好、寿命长、无污染、衰减小等诸多优势,特别是在长时间储能和对于安全性要求较高的应用场景,其优势更为突出,因此液流储能技术将在储能市场上具有很强的竞争力。
然而,对于大容量液流储能系统,随着电堆容量的增大,停机后电堆内存留的电解液较多,存留在电堆内的电解液将产生自放电现象,从而导致能量损失。此外,留存在电堆内部的电解液可能在电堆内的主流道和分支流道处产生局部过热,使电解液产生析出结晶,导致堵塞流道、损坏质子膜,以及使电堆内发生局部短路,损坏电堆。因此,如何有效地避免留存在电堆内的电解液自放电和避免对储能系统部件的损害是亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种液流储能系统实现安全稳定停机的保护系统和方法。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种液流储能系统的停机保护系统,所述液流储能系统包括电堆组和电解液储罐,所述停机保护系统包括:正向流路装置,包括进罐管路和出罐管路;逆向流路装置,包括逆向管路;控制器,配置为在所述液流储能系统运行时,控制所述液流储能系统的电解液在所述电堆组和电解液储罐之间进行正向循环,在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐;其中,所述正向循环对应的电解液流向为从所述电解液储罐通过出罐管路流向所述电堆组,再通过进罐管路从所述电堆组流向所述电解液储罐;所述逆向回流对应的电解液流向为从所述电堆组通过所述逆向管路回流至所述电解液储罐。
在本发明的一实施例中,所述正向流路装置包括正向泵和第一阀门,所述逆向流路装置包括逆向泵和第二阀门,所述出罐管路和所述逆向管路独立设置或部分重合,在所述液流储能系统运行时,控制所述液流储能系统的电解液进行正向循环,在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐包括:在所述液流储能系统运行时,开启所述正向泵和第一阀门,关闭所述逆向泵和第二阀门;在所述液流储能系统接收到停机信号时,关闭所述正向泵和第一阀门,开启所述第二阀门和逆向泵。
在本发明的一实施例中,所述控制器被配置为:监测逆向回流时间;根据所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述逆向泵和所述第二阀门的时间点;或所述逆向流路装置还包括流量变送器,所述流量变送器监测逆向流路流量,所述控制器被配置为:根据所述流量变送器所测得的流量与所述逆向回流时间的积分所计算出的回液量的监测结果,确定关闭所述逆向泵和第二阀门的时间点。
在本发明的一实施例中,根据所述流量变送器所测得的流量与逆向回流时间的积分所计算出的回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述逆向泵和所述第二阀门的时间点包括:
当所述逆向流路回液量达到第一回液量阈值或所述逆向回流时间达到第一时长时,关闭所述逆向泵和所述第二阀门。
在本发明的一实施例中,所述正向流路装置中的出罐管路与所述逆向流路装置的逆向管路重合,且在重合管路上装设有双向泵和第三阀门,在所述液流储能系统运行时,控制所述液流储能系统的电解液进行正向循环,在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐包括:在所述液流储能系统运行时,开启所述第三阀门,并控制所述双向泵作正向运行;在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述双向泵作逆向运行。
在本发明的一实施例中,所述控制器被配置为:监测逆向回流时间;根据所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述双向泵和所述第三阀门的时间点;或所述逆向流路装置还包括流量变送器,所述流量变送器监测逆向流路流量,所述控制器被配置为:根据所述流量变送器所测得的流量与所述逆向回流时间的积分所计算出的回液量的监测结果,确定关闭所述双向泵和所述第三阀门的时间点。
在本发明的一实施例中,停机保护系统还包括变频器,控制所述双向泵作逆向运行包括:所述控制器控制所述变频器的输出由正相序变为负相序。
在本发明的一实施例中,根据所述流量变送器所测得的流量与逆向回流时间的积分所计算出的回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述双向泵和第三阀门的时间点包括:当所述逆向流路回液量达到第一回液量阈值或所述逆向回流时间达到第一时长时,关闭所述双向泵和第三阀门。
在本发明的一实施例中,所述第一回液量阈值为切断所述电堆组的液流回路中自放电通路所对应的回流电解液体积。
在本发明的一实施例中,所述第一时长为切断所述电堆组的液流回路中自放电通路所对应的电解液回流时长。
在本发明的一实施例中,所述进罐管路位于所述电解液储罐内的管体上设有进气孔。
本发明还提供一种液流储能系统的停机保护方法,所述液流储能系统包括电堆组和电解液储罐,所述方法包括:在所述液流储能系统运行时,控制所述液流储能系统的电解液在所述电堆组和电解液储罐之间进行正向循环;在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐;其中,所述正向循环对应的电解液流向为从所述电解液储罐流向所述电堆组,再从所述电堆组流向所述电解液储罐;所述逆向回流对应的电解液流向为从所述电堆组逆向回流至所述电解液储罐。
在本发明的一实施例中,还包括,根据对逆向流路回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定终止逆向流路的时间点。
在本发明的一实施例中,根据对逆向流路回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定终止逆向流路的时间点包括:当所述逆向流路回液量达到第一回液量阈值或所述逆向回流时间达到第一时长时,终止逆向流路。
本发明的液流储能系统的停机保护系统和方法在液流储能系统停机后,通过逆向流路装置将液流储能系中存留的电解液排回到电解液储罐,从而避免电堆内产生自放电现象,使电堆在停机后得到有效保护,提高了电堆的寿命和储能系统的可靠性,以及液流储能系统的综合效率。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明,其中:
图1是本发明一实施例的一种液流储能系统的停机保护系统的示例性框架图;
图2是本发明一实施例的一种液流储能系统的停机保护系统的示例性流程图;
图3是本发明另外一实施例的一种液流储能系统的停机保护系统的示例性框架图;
图4是本发明另外一实施例的一种液流储能系统的停机保护系统的示例性流程图;
图5是本发明一实施例的一种液流储能系统的停机保护方法的示例性流程图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
此外,尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的,但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的,其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外,要求不仅仅通过所使用的实际术语,而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时,或将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。
接下来通过具体的实施例详细说明本发明的液流储能系统的停机保护系统。
参考图1所示的一实施例的液流储能系统的停机保护系统的组成示意图。
如图1所示,液流储能系统的停机保护系统100包括正向流路装置、逆向流路装置和控制器。液流储能系统包括电堆组110和电解液储罐120。其中,图1的实施例中的三个电堆组110仅为示意,实际的电堆组是由一个或一个以上的电堆经过串联和/或并联而成,有一个或多个电解液储罐120。本申请中的电堆组110的数量和电解液储罐120的数量以及电堆组的连接方式不以上述实施例为限。
如前述,图1中实施例的停机保护系统包括正向流路装置、逆向流路装置和控制器160。其中,正向流路装置包括出罐管路140和进罐管路130;逆向流路装置包括逆向管路150;控制器160可在液流储能系统运行时,控制液流储能系统的电解液在电堆组110和电解液储罐120之间进行正向循环。当液流储能系统接收到停机信号时,控制器160可控制电动阀门190和逆向泵182将电堆组110中的电解液逆向回流至电解液储罐120中。在一些实施例中,控制器160例如为液流储能系统的BMS(Battery Management System,电池管理系统)控制器。
该实施例中正向循环对应的电解液流向为从电解液储罐120通过出罐管路140流向电堆组110,再通过进罐管路130从电堆组110流向电解液储罐120。逆向回流对应的电解液流向为从电堆组110通过逆向管路150回流至电解液储罐120。
参考图1所示,在一些实施例中,正向流路装置还包括正向泵181和第一阀门170,逆向流路装置还包括逆向泵182和第二阀门190。其中,出罐管路140和逆向管路150可独立设置。在其他一些实施例中,出罐管路140和逆向管路150也可存在部分重合,对此将在后文展开说明。
在一些实施例中,在所述液流储能系统运行时,控制器控制所述液流储能系统的电解液进行正向循环,在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制器控制正向泵181停止运转和关闭电动阀门170,开启电动阀门190和逆向泵182,将所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐。在液流储能系统运行时,开启正向泵181和第一阀门170,关闭逆向泵182和第二阀门190。如此,电解液从电解液储罐120的出液口流出后经出罐管路140流到电堆组110,随后经进罐管路130和电解液储罐120的进液口流回电解液储罐120,即完成一个正向循环。
当液流储能系统接收到停机信号时,关闭正向泵181和第一阀门170,开启第二阀门190和逆向泵182,如此,存留在电堆组中的电解液在逆向泵182的作用下经逆向管路150回流到电解液储罐120中。
在本发明的一实施例中,控制器160被配置为:监测逆向回流时间;控制器160根据逆向回流时间的监测结果来确定关闭逆向泵182和第二阀门190的时间点。其中,确定该时间点的方法包括当逆向回流时间达到第一时长时,关闭逆向泵182和第二阀门190。所述第一时长为切断所述电堆组的液流回路中自放电通路所对应的电解液回流时长。
在本发明的另一实施例中,逆向流路装置还包括流量变送器111,所述流量变送器监测逆向流路流量。控制器160根据流量变送器111实时监测到的逆向流量与逆向回流时间的积分计算出回液量监测结果,确定关闭所述第二阀门和所述逆向泵的时间点。其中,确定该时间点的方法包括当逆向流路流量达到第一回液量阈值时,关闭逆向泵182和第二阀门190。所述第一回液量阈值为切断所述电堆组的液流回路中自放电通路所对应的回流电解液体积。
为进一步说明本发明的停机保护系统的运行方式,在图1的基础上结合图2所示的液流储能系统的停机保护系统的示例性流程图给出一个更具体的实施例。
在步骤S210中判断液流储能系统是否停机。其中,液流储能系统停机的原因包括故障导致的停机、储能需求变化引起的计划停机或其他原因导致的停机。液流储能系统刚停机后,存留在例如电堆组110、进罐管路130和出罐管路140中的电解液将可能会在电堆组和液路中产生自放电。
若在步骤S210中判断得到液流储能系统已停机,则执行步骤S220。具体地,控制器160将控制正向泵181和第一阀门170关闭,随后控制器开启第二阀门190和逆向泵182。存留在电堆组及其流道中的电解液将经逆向管路150逆向回流至电解液储罐120中。
若在步骤S210中判断液流储能系统未收到停机信号,则继续对系统是否停机进行监测。
在步骤S230中,判断逆向泵182的运行时长是否达到需关闭的时间点。具体地,根据第一回液量阈值或逆向回流时间确定关闭逆向泵182和第二阀门190的时间点。关于第一回液量阈值的确定,不同的电堆组和不同的管路布置其值不同,针对性地,对实际的系统进行实测,确保抽回电解液的量达到使电堆组液流回路中切断自放电通路所对应的回液量,换言之,第一回液量阈值与切断电堆组液流回路中自放电通路所需回液量相对应;关于逆向回流时间的确定,不同的电堆组、不同的逆向泵和不同的系统,其值亦不同,针对性地,对实际装设的系统进行实测,确保在逆向泵运行时长达到需关闭的时间点时,抽出电堆组和管路中存留的电解液的量达到切断电堆组自放电通路所需要的量。换言之,所述第一时长与切断所述电堆组的液流回路中自放电通路时所需电解液回流时长相对应。
若在步骤S230中判断得到逆向泵182的运行时长达到需关闭的时间点,则执行步骤S240,关闭第二阀门190和逆向泵182。液流储能系统进入安全停机状态。反之,则维持逆向泵182的运行,并监测逆向泵182的运行时长是否达到需关闭的时间点。
此外,在本申请的另一些实施例中,进罐管路130位于电解液储罐120内高于液面的管体上设有进气孔113。如此,在电解液的逆向回流过程中,如果遇到电解液储罐120内电解液的进罐管路130的出口所在高度低于电解液液面,通过进气孔113可以平衡电堆组110内的压强,以便存留在电堆组中电解液能够顺利地逆向回流,回到电解液储罐。
上述实施例中的停机保护系统在液流储能系统停机后,通过与正向泵并联的逆向泵和电动阀门将存留在电堆组及流道中的电解液逆向回流至电解液储罐,避免了停机后电解液在电堆组及流道中产生自放电,从而使电堆组在停机后得到有效保护,提高了电堆的寿命和储能系统的可靠性以及系统的综合效率。
以下通过另一个实施例对本发明的停机保护系统300进行说明,图3所示是该停机保护系统300的示例性组成示意图,与图1中实施例不同的,该实施例中的正向流路装置中的出罐管路340与逆向流路装置的逆向管路350重合,且在重合管路上装设有双向泵370和第三阀门380。图3中通过‘340(350)’的符号标示示意正向流路装置中的出罐管路340与逆向流路装置的逆向管路350重合。
在图3所示的实施例中,停机保护系统还包括变频器311。该实施例中的停机保护系统300的具体工作过程如下。当液流储能系统运行时,双向泵370正向运转,驱动液流储能系统中的电解液进行正向循环,具体为,控制器360开启第三阀门380,并通过控制变频器来控制双向泵370作正向运行。当液流储能系统接收到停机信号时,控制器360控制变频器311的输出由正相序变为负相序,双向泵370开始逆向运转,驱动电堆组310中的电解液逆向回流至电解液储罐320,具体为,在液流储能系统接收到停机信号时,控制器360通过变频器来控制双向泵370作逆向运行。
在本发明的一实施例中,停机保护系统300的控制器360可监测逆向回流时间,根据所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述双向泵和所述第三阀门的时间点。具体地,当逆向回流时间达到第一时长时,关闭双向泵370和第三阀门380。
在本发明的另一实施例中,停机保护系统300中的逆向流路装置还包括流量变送器390。控制器360可根据流量变送器390所测得的流量与逆向回流时间的积分所计算出的回液量或逆向回流时间的监测结果,确定关闭双向泵370和第三阀门380的时间点。具体地,当逆向流路流量达到第一回液量阈值时,关闭双向泵370和第三阀门380。其中,第一回液量阈值与切断电堆组310液流回路中自放电通路时所需回液量相对应。所述第一时长与切断所述电堆组的液流回路中自放电通路时所需电解液回流时长相对应。
为进一步说明本发明中图3所示的停机保护系统300,在图3的基础上结合图4所示的液流储能系统的停机保护系统的示例性流程图给出一个更具体的实施例。
在步骤S410中判断液流储能系统是否停机。
若在步骤S410中判断得到液流储能系统已停机,则执行步骤S420。具体地,控制器360控制变频器311,使其输出的泵的动力电源相序由正相序变为负相序,从而使得双向泵370做逆向运行,驱动存留在电堆组及流道中的电解液通过逆向管路350逆向回流至电解液储罐320中。
若在步骤S410中判断液流储能系统未收到停机信号,则继续对液流储能系统是否停机进行监测。
在步骤S430中,判断双向泵370的运行时长是否达到需要关闭的时间点。
若在步骤S430中判断得到双向泵370的运行时长达到需要关闭的时间点,则执行步骤S440。具体地,控制器360通过控制变频器,使双向泵停止运行。控制器360还控制第三阀门380关闭。液流储能系统进入安全停机状态。
上述实施例中的其他细节可以参考对图1和图2的说明,在此不再赘述。
上述实施例中的停机保护系统通过使双向泵反向运转,将液流储能系统停机后存留在电堆组及运行管路(包括出罐管路和进罐管路)中的电解液回排至电解液储罐中,避免停机后存留的电解液在电堆组内和电解液储罐的液路中产生自放电现象,使电堆组在停机后得到有效保护,提高了电堆组的寿命和储能系统的可靠性以及系统的综合效率。
本发明还提供一种液流储能系统的停机保护方法,该方法包括以下步骤:
步骤S510:在液流储能系统运行时,控制器控制液流储能系统的电解液在电堆组和电解液储罐之间进行正向循环。
步骤S520:在液流储能系统接收到停机信号时,控制器控制电堆组中的电解液逆向回流至电解液储罐。
其中,结合图1所示,正向循环对应的电解液流向为从电解液储罐120流向电堆组110,再从电堆组110流向电解液储罐120;逆向回流对应的电解液流向为从电堆组110逆向回流至电解液储罐120。
现将上述步骤展开如下。
在本发明的一实施例中,在步骤S510中,根据对逆向流路流回液量或逆向回流时间的监测结果,确定终止逆向流路的时间点。其中,当逆向流路回液量达到第一回液量阈值或逆向回流时间达到第一时长时,终止逆向流路。上述第一回液量阈值与切断电堆组的液流回路中自放电通路时所需回液量相对应。所述第一时长与切断所述电堆组的液流回路中自放电通路时所需电解液回流时长相对应。
本申请的停机保护方法的其他细节可以参考对停机保护系统的说明,在此不再赘述。
本发明的液流储能系统的停机保护方法在液流储能系统停机后,通过逆向流路装置将液流储能系统中电堆组及流道内存留的电解液回排至电解液储罐,从而避免液流储能系统的电堆组和流道内的电解液产生自放电现象,使电堆在停机后得到有效保护,提高了电堆的寿命,并保证液流储能系统的可靠性,以及液流储能系统的综合利用效率。
本申请的技术方案中,通过成本较低的逆向回流管路及逆向泵(或是与正向泵一体的双向泵)的设置,使得液流储能系统的电解液在停机后,实现回流,避免由存留在电堆组和流道内的电解液所导致的自放电,避免因为自放电使电堆损坏,也提高了液流储能系统的综合效率。
本申请的技术方案能够避免由存留在电堆组和流道内部的电解液导致的自放电,继而避免了在电堆及流道内产生的局部过热、电解液产生析出结晶、流道堵塞和损坏电堆的质子膜等情形的出现。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述发明披露仅仅作为示例,而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时,本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字,应当理解的是,此类用于实施例描述的数字,在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明,“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
Claims (14)
1.一种液流储能系统的停机保护系统,所述液流储能系统包括电堆组和电解液储罐,所述停机保护系统包括:
正向流路装置,包括进罐管路和出罐管路;
逆向流路装置,包括逆向管路;
控制器,配置为在所述液流储能系统运行时,控制所述液流储能系统的电解液在所述电堆组和电解液储罐之间进行正向循环,在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐;
其中,所述正向循环对应的电解液流向为从所述电解液储罐通过出罐管路流向所述电堆组,再通过进罐管路从所述电堆组流向所述电解液储罐;所述逆向回流对应的电解液流向为从所述电堆组通过所述逆向管路回流至所述电解液储罐。
2.根据权利要求1所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,所述正向流路装置包括正向泵和第一阀门,所述逆向流路装置包括逆向泵和第二阀门,所述出罐管路和所述逆向管路独立设置或部分重合,在所述液流储能系统运行时,控制所述液流储能系统的电解液进行正向循环,在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐包括:
在所述液流储能系统运行时,开启所述正向泵和第一阀门,关闭所述逆向泵和第二阀门;
在所述液流储能系统接收到停机信号时,关闭所述正向泵和第一阀门,开启所述第二阀门和所述逆向泵。
3.根据权利要求2所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,所述控制器被配置为:监测逆向回流时间;根据所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述逆向泵和所述第二阀门的时间点;
或所述逆向流路装置还包括流量变送器,所述流量变送器监测逆向流路流量,所述控制器被配置为:根据所述流量变送器所测得的流量与所述逆向回流时间的积分所计算出的回液量的监测结果,确定关闭所述逆向泵和第二阀门的时间点。
4.根据权利要求3所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,根据所述流量变送器所测得的流量与逆向回流时间的积分所计算出的回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述逆向泵和所述第二阀门的时间点包括:
当所述逆向流路回液量达到第一回液量阈值或所述逆向回流时间达到第一时长时,关闭所述逆向泵和所述第二阀门。
5.根据权利要求1所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,所述正向流路装置中的出罐管路与所述逆向流路装置的逆向管路重合,且在重合管路上装设有双向泵和第三阀门,在所述液流储能系统运行时,控制所述液流储能系统的电解液进行正向循环,在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐包括:
在所述液流储能系统运行时,开启所述第三阀门,并控制所述双向泵作正向运行;
在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制所述双向泵作逆向运行。
6.根据权利要求5所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,所述控制器被配置为:监测逆向回流时间;根据所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述双向泵和所述第三阀门的时间点;
或所述逆向流路装置还包括流量变送器,所述流量变送器监测逆向流路流量,所述控制器被配置为:根据所述流量变送器所测得的流量与所述逆向回流时间的积分所计算出的回液量的监测结果,确定关闭所述双向泵和所述第三阀门的时间点。
7.根据权利要求5所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,还包括变频器,控制所述双向泵作逆向运行包括:
所述控制器控制所述变频器的输出由正相序变为负相序。
8.根据权利要求6所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,根据所述流量变送器所测得的流量与逆向回流时间的积分所计算出的回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定关闭所述双向泵和第三阀门的时间点包括:
当所述逆向流路回液量达到第一回液量阈值或所述逆向回流时间达到第一时长时,关闭所述双向泵和第三阀门。
9.根据权利要求4或8所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,所述第一回液量阈值为切断所述电堆组的液流回路中自放电通路所对应的回流电解液体积。
10.根据权利要求1所述的液流储能系统的停机保护系统,其特征在于,所述进罐管路位于所述电解液储罐内的管体上设有进气孔。
11.一种液流储能系统的停机保护方法,所述液流储能系统包括电堆组、电解液储罐和控制器,所述方法包括:
在所述液流储能系统运行时,控制器控制所述液流储能系统的电解液在所述电堆组和电解液储罐之间进行正向循环;
在所述液流储能系统接收到停机信号时,控制器控制所述电堆组中的电解液逆向回流至所述电解液储罐;
其中,所述正向循环对应的电解液流向为从所述电解液储罐流向所述电堆组,再从所述电堆组流向所述电解液储罐;所述逆向回流对应的电解液流向为从所述电堆组逆向回流至所述电解液储罐。
12.根据权利要求11所述的液流储能系统的停机保护方法,其特征在于,还包括,根据对逆向流路回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定终止逆向流路的时间点。
13.根据权利要求12所述的液流储能系统的停机保护方法,其特征在于,根据对逆向流路回液量或所述逆向回流时间的监测结果,确定终止逆向流路的时间点包括:
当所述逆向流路回液量达到第一回液量阈值或所述逆向回流时间达到第一时长时,终止逆向流路。
14.根据权利要求13所述的液流储能系统的停机保护方法,其特征在于,所述第一回液量阈值为切断所述电堆组的液流回路中自放电通路所对应的回流电解液体积。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111663375.2A CN114335647A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 液流储能系统的停机保护系统和方法 |
PCT/CN2022/142866 WO2023125673A1 (zh) | 2021-12-31 | 2022-12-28 | 液流储能系统的停机保护系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111663375.2A CN114335647A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 液流储能系统的停机保护系统和方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114335647A true CN114335647A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=81020466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111663375.2A Pending CN114335647A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 液流储能系统的停机保护系统和方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114335647A (zh) |
WO (1) | WO2023125673A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115036540A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-09 | 佛山市清极能源科技有限公司 | 一种燃料电池系统停机方法 |
WO2023125673A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 寰泰储能科技股份有限公司 | 液流储能系统的停机保护系统和方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102201590A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-09-28 | 北京化工大学 | 一种酸性锌单液流储能电池 |
CN103199285A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-07-10 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 一种液流电池停机保护方法及液流电池系统 |
TWI525890B (zh) * | 2015-02-25 | 2016-03-11 | 行政院原子能委員會核能研究所 | 多功能整合型液流電池模組 |
CN112941540A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 湖南钒谷新能源技术有限公司 | 一种钒电解液生产系统及生产方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140193673A1 (en) * | 2013-01-04 | 2014-07-10 | Ashlawn Energy, LLC | Polarity switching flow battery system and method |
CN104882620B (zh) * | 2015-04-24 | 2017-04-26 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置 |
JP6950979B2 (ja) * | 2019-07-29 | 2021-10-20 | 株式会社岐阜多田精機 | レドックスフロー電池 |
CN112103535A (zh) * | 2020-10-16 | 2020-12-18 | 蔚蓝(广东)新能源科技有限公司 | 提高金属空气电池搁置性能的方法及金属空气电池系统 |
CN114335647A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-12 | 寰泰储能科技股份有限公司 | 液流储能系统的停机保护系统和方法 |
-
2021
- 2021-12-31 CN CN202111663375.2A patent/CN114335647A/zh active Pending
-
2022
- 2022-12-28 WO PCT/CN2022/142866 patent/WO2023125673A1/zh unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102201590A (zh) * | 2011-04-22 | 2011-09-28 | 北京化工大学 | 一种酸性锌单液流储能电池 |
CN103199285A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-07-10 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 一种液流电池停机保护方法及液流电池系统 |
TWI525890B (zh) * | 2015-02-25 | 2016-03-11 | 行政院原子能委員會核能研究所 | 多功能整合型液流電池模組 |
CN112941540A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 湖南钒谷新能源技术有限公司 | 一种钒电解液生产系统及生产方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023125673A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 寰泰储能科技股份有限公司 | 液流储能系统的停机保护系统和方法 |
CN115036540A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-09 | 佛山市清极能源科技有限公司 | 一种燃料电池系统停机方法 |
CN115036540B (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-08 | 佛山市清极能源科技有限公司 | 一种燃料电池系统停机方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023125673A1 (zh) | 2023-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114335647A (zh) | 液流储能系统的停机保护系统和方法 | |
US8349509B2 (en) | Fuel cell system and fuel cell system failure judgment method | |
EP3053209B1 (en) | Fast starting fuel cell | |
CN107516905B (zh) | 一种多元耦合储能系统 | |
CN103348522B (zh) | 用于燃料电池的再循环回路 | |
CN110048147B (zh) | 一种具备混液功能的全钒液流电池管路系统 | |
CN102013503A (zh) | 燃料电池备用电源控制系统及其控制方法 | |
CN104836319A (zh) | 一种一体化燃料电池供电系统 | |
CN109830711A (zh) | 一种燃料电池系统及控制系统 | |
CN102906921A (zh) | 燃料电池系统 | |
WO2009011324A1 (ja) | 燃料電池システム及び移動体 | |
CN104134810A (zh) | 一种高效的燃料流量及压力可控的燃料电池电源系统 | |
CN100527508C (zh) | 燃料电池系统及其液体排出方法 | |
CN110071315B (zh) | 一种控制液流电池储能系统混合电解液的方法和系统 | |
JP2016009518A (ja) | 燃料電池システムの運転方法 | |
CN102738486A (zh) | 燃料电池系统 | |
US11094949B2 (en) | Fuel cell system | |
CN110247082B (zh) | 一种燃料电池供氢系统 | |
CN107195932B (zh) | 液流电池容量稳定调控方法、系统及液流电池 | |
CN102261054A (zh) | 以风光互补发供电的气动盾形闸门系统 | |
US8092946B2 (en) | Fuel cell system and control method of the system | |
JP6053013B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP6200009B2 (ja) | 燃料電池システムの運転方法 | |
JP2015170440A (ja) | 燃料電池システム | |
CN219658749U (zh) | 一种液流电堆系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |