CN116314989A - 液流电池的充放电配置方法、装置及系统 - Google Patents

液流电池的充放电配置方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供的液流电池的充放电配置方法、装置及系统，属于电池控制领域。所述方法包括：当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，获取峰谷电价时段和峰谷电价；基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益；根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置；基于所述充放电配置设置液流电池。通过结合液流电池长寿命的特点，给出了不同峰谷电价分布下每千瓦时储能系统每天收益最大的充放电策略，有利于充分调整液流电池的工作状态和充放电功率。

Description

液流电池的充放电配置方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及电池控制领域，特别涉及一种液流电池的充放电配置方法、装置及系统。
背景技术
移动互联网、云计算、大数据等高新技术的兴起带动了全球数据中心规模的迅速增长。据统计，2021年数据中心电耗占到了全国总耗电量的2.6％，且这一比例会持续上升，预计2025年将会超过4％。数据中心是“能耗大户”，必然也是新能源消纳、节能降碳的重要领域。储能技术在数据中心的应用是从基本概念发展走向低碳经济不可或缺的技术前提，成为推动能源转型的必要条件。
目前传统数据中心采用市电+铅酸UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)，供电+柴油发电机作为紧急备用电源的供电模式。常规UPS采用铅酸电池，其循环寿命短，不适合作为储能电池，并不能起到消纳绿电或者利用峰谷电价差来降低运营成本的目的。此外，其作为沉睡资产利用率低，造成资源浪费。电池每天处于浮充状态，其健康状态不可知，不利于及时发现故障。
发明内容
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种液流电池的充放电配置方法、装置及系统。
本申请一些实施例提供一种液流电池的充放电配置方法，所述方法包括：
当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，获取峰谷电价时段和峰谷电价；
基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益；
根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置；
基于所述充放电配置设置液流电池。
可选地，所述基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益，包括：
基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
确定所述储能时间不超过多个所述峰谷电价时段中的最小时段；其中，所述峰谷电价时段包括峰值电价时段和低谷电价时段，所述低谷电价时段包括谷电电价时段和平电电价时段；
基于所述储能时间，利用多个所述峰值电价时段放电的收益减去多个所述低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
获取所述液流电池的电池循环效率，利用所述电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
可选地，当所述峰谷电价时段仅包含一个峰值电价时段时，所述基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益，包括：
基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
确定所述储能时间不超过所述峰谷电价时段的最小值；
基于所述储能时间，利用一个峰值电价时段放电的收益减去一个低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
使用电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
可选地，在所述基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益之后，所述方法还包括：
将所述峰值电价时段的IT负载功率的最小值作为储能系统额定功率；
根据所述储能系统额定功率和储能时间计算得到储能系统容量。
可选地，在所述根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置之后，所述方法还包括：
基于储能系统额定功率、预留空间系数、电堆体积功率密度进行计算得到电堆体积；其中，所述预留空间系数至少基于所述液流电池的预留管道、电池管理系统占用的体积空间进行设定。
本申请一些实施例还提供一种液流电池的充放电配置系统，所述系统包括数据中心机房、电堆、电解储液罐、连接管道、处理器：
所述电堆放置在所述数据中心机房内，所述电解储液罐放置在所述数据中心机房外空地或以蓄水池的形式建在地下，所述电堆和所述电解储液罐通过所述连接管道相连；
所述数据中心机房用于放置所述电堆；
所述电堆用于发生电化学反应；
所述电解储液罐用于存储所述电化学反应的电解液；
所述连接管道用于输送电解液；
所述处理器用于执行上述任一种所述液流电池的充放电配置方法的步骤。
可选地，所述系统还包括共享液流电池储能电站、连接管路、备用电源、绿电消纳站：
所述共享液流电池储能电站和所述电解储液罐通过所述连接管路连接，所述绿电消纳站和所述电解储液罐通过所述连接管路连接；
所述共享液流电池储能电站用于为所述液流电池提供共享电解液；
所述备用电源用于为所述液流电池提供定量电解液；
所述绿电消纳站用于消纳弃风弃光以产生电解液。
所述连接管路用于输送电解液；
本申请一些实施例还提供一种液流电池的充放电配置装置，所述装置包括：
接收模块，用于当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，获取峰谷电价时段和峰谷电价；
计算模块，用于基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益；
输出模块，用于根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置，基于所述充放电配置设置液流电池。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述液流电池的充放电配置方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述液流电池的充放电配置方法的步骤。
本申请提供的一种液流电池的充放电配置方法、装置及系统，通过结合液流电池长寿命的特点，给出了不同峰谷电价分布下每千瓦时储能系统每天收益最大的充放电策略，有利于充分调整液流电池的工作状态和充放电功率。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本邻域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性地示出了本申请一些实施例提供的一种液流电池的充放电配置方法的流程示意图；
图2示意性地示出了本申请一些实施例提供的另一种液流电池的充放电配置方法的流程示意图之一；
图3示意性地示出了本申请一些实施例提供的另一种液流电池的充放电配置方法的流程示意图之二；
图4示意性地示出了本申请一些实施例提供的一种液流电池的充放电配置方法的数据中心负荷曲线图；
图5示意性地示出了本申请一些实施例提供的一种液流电池的充放电配置系统的结构分布示意图；
图6示意性地示出了本申请一些实施例提供的一种液流电池的充放电配置系统的应用示意图；
图7示意性地示出了本申请提供的一种液流电池的充放电配置装置的结构示意图；
图8示意性地示出了用于执行根据本申请一些实施例的方法的计算处理设备的框图；
图9示意性地示出了用于保持或者携带实现根据本申请一些实施例的方法的程序代码的存储单元。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本邻域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1示意性地示出了本申请提供的一种液流电池的充放电配置方法的流程示意图，所述方法包括：
步骤101，当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，获取峰谷电价时段和峰谷电价；
需要说明的是，当接收到一个指示如何使用液流电池进行充电或放电的命令时，获取在一天内不同时段内用电的价格不同的情况下，哪些时段属于峰时(需要付出较高的电费)，哪些时段属于谷时(需要付出较低的电费)，以及这些时段的具体电费是多少。通常情况下，电力公司会根据当地的用电情况和供电能力，将一天分成几个时段，每个时段内的电价都不同。平时电价是指在一天内峰谷电价时段之外的电价。平时电价通常比峰谷电价略低，但也要比谷电价高。平时电价是电力公司为应对一天内用电需求的波动而设定的一种电价。谷电价是指在一天内用电需求最低的时段内的电价。谷电价通常是一天内最低的电价，因为在这个时段内，电力公司的供电能力比较充足，用电需求也较低，因此可以给用户提供较低的电价。峰电价是指在一天内用电需求最高的时段内的电价。峰电价通常是一天内最高的电价，因为在这个时段内，电力公司的供电能力受到极大的考验，用电需求也较大，因此需要向用户收取较高的电费以满足需求。通过获取平电谷电峰电价的信息，可以帮助液流电池的控制系统更加合理地进行充放电操作，以达到节省电费的目的。示例性的，在峰时放电，在平时充电，或者在峰时放电，在谷时充电。其中平时电价指的是在峰谷电价时段之外的电价。
在本申请实施例中，当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，我们需要首先获取当前时间所处的峰谷电价时段，以及该时段的峰谷电价。然后，我们需要根据当前的电量情况和预定的充放电配置，确定是否需要进行充电或放电。如果需要充电，则根据峰谷电价时段和峰谷电价，选择在谷时或平时进行充电，以达到节省电费的目的。如果需要放电，则根据峰谷电价时段和峰谷电价，选择在峰时或平时放电，以达到节省电费的目的。
步骤102，基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益；
需要说明的是，储能时间是指液流电池在充电或放电过程中的时间。在充电过程中，液流电池储存能量，而在放电过程中，液流电池释放能量。储能时间的长短取决于液流电池的容量和充放电速度。系统收益是指液流电池在充放电过程中获得的收益。示例性的，如果当前是峰谷电价时段，并且峰谷电价比平时低，那么液流电池可能会从电网购入电力并储存起来，然后在峰谷电价时段结束后向电网输出电力，从而获得收益。反之，如果当前是峰谷电价时段，并且峰谷电价比平时高，那么液流电池可能会向电网输出电力并获得收益。计算储能时间和系统收益的目的是为了优化液流电池的充放电配置，使得液流电池在充放电过程中获得最大的收益。这可以通过对液流电池的充放电进行建模来实现，并使用数学优化算法，可以得到当前峰谷电价时段和峰谷电价下，液流电池储能时间和系统收益的最优值。
在本申请实施例中，示例性的，假设当前的峰谷电价时段是在早上7点到晚上10点，峰电价是每度0.6元，谷电价是每度0.4元，平时电价是每度0.5元。在这种情况下，如果我们计算出液流电池在峰时充电效率是80％，在谷时充电效率是90％，在平时充电效率是85％，那么我们就可以根据这些信息，判断是否在峰谷电价时段内进行充电，以及在哪个时段进行充电。同时，我们还可以计算出使用液流电池的充放电系统在不同时段内可以获得的收益，并根据收益的大小来决定是否使用液流电池的充放电系统。
具体地，如果当天有N个峰值电价时段，则其IRR最大的理想充放电策略为N个满容量的谷充峰放，此时储能时长T储满足：
Figure BDA0004061235920000071
其中，Tg1-Tg(N-1)表示N个高峰电价之间谷电或者平电的时间，T峰1-T峰N表示N个峰值电价时间。
此时，每千瓦时储能系统每天的收益可表示为：
Figure BDA0004061235920000072
其中，x表示的为两个相邻峰值电价时间段中为谷电时段的个数。从表达式可以看出，随着x的数值增大，也即谷电参与充电的次数增多，收益WN单调递增。需要说明的是，内部收益率(Internal Rate ofReturn(IRR))，就是资金流入现值总额与资金流出现值总额相等、净现值等于零时的折现率。如果不使用电子计算机，内部收益率要用若干个折现率进行试算，直至找到净现值等于零或接近于零的那个折现率。内部收益率，是一项投资渴望达到的报酬率，是能使投资项目净现值等于零时的折现率。
步骤103，根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置；
在本申请实施例中，在计算出储能时间后，就可以根据储能时间来调整充电和放电的时间。示例性的，如果储能时间为6小时，那么可以在谷电(平电)时段的前6小时内进行充电，在峰电时段的后6小时内进行放电。然后，在计算出系统收益后，就可以根据系统收益来评估充放电配置的效果。如果系统收益较高，说明充放电配置效果较好；如果系统收益较低，则说明充放电配置效果较差。此外，在确定充放电配置时，还需要考虑储能系统的负载能力。储能系统的负载能力是指储能系统的最大充放电能力。如果储能系统的负载能力过低，则可能无法在峰电时段完成充放电任务，从而导致系统收益降低。另外，还需要考虑电网的负荷情况。如果电网的负荷过大，则可能导致储能系统无法把电能充放入电网，从而导致系统收益降低。为了获得最大的经济效益，需要根据储能时间和系统收益来确定充放电配置，并且在确定充放电配置时要考虑储能系统的负载能力和电网的负荷情况。
步骤104，基于所述充放电配置设置液流电池。
在本申请实施例中，根据确定的充放电配置来调整液流电池的工作状态。在设置液流电池时，需要根据充放电配置来决定液流电池的充电或放电状态。示例性的，如果充放电配置为谷电充峰电放，则在谷电时段应该将液流电池设置为充电状态，在峰电时段应该将液流电池设置为放电状态。同时，还需要根据充放电配置来调整液流电池的充放电功率。示例性的，如果充放电配置为谷电充峰电放，则在谷电时段应该尽可能地大幅度充电，在峰电时段应该尽可能地大幅度放电。此外，还可以根据充放电配置来调整液流电池的循环次数。示例性的，如果充放电配置为谷电充峰电放，则可以适当增加液流电池的循环次数。
可选地，如图2所示，所述步骤102，包括：
步骤201，基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
在本申请实施例中，基于所述峰谷电价时段获取储能时间是指根据电价的峰谷时段来确定储能时间的长度。在获取储能时间时，需要考虑电价的峰谷时段的数量和时长。
步骤202，确定所述储能时间不超过多个所述峰谷电价时段中的最小时段；其中，所述峰谷电价时段包括峰值电价时段和低谷电价时段，所述低谷电价时段包括谷电电价时段和平电电价时段；
在本申请实施例中，在确定储能时间时，要保证储能时间不超过峰谷电价时段中最小的时段。这是因为，如果储能时间超过峰谷电价时段中最小的时段，则可能会出现以下情况：储能系统无法在峰电时段完成充放电任务，从而导致系统收益降低。储能系统在谷电时段过多地充电，导致电价差收益降低。因此，为了获得最大的经济效益，在确定储能时间时，需要保证储能时间不超过峰谷电价时段中最小的时段。
步骤203，基于所述储能时间，利用多个所述峰值电价时段放电的收益减去多个所述低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
在本申请实施例中，基于所述储能时间，利用多个所述峰值电价时段放电的收益减去多个所述低谷电价时段充电的成本，得到计算结果，是指根据储能时间来计算储能系统的经济效益。在计算经济效益时，需要考虑峰值电价时段放电的收益和低谷电价时段充电的成本。
步骤204，获取所述液流电池的电池循环效率，利用所述电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
在本申请实施例中，考虑到储能电池的循环效率对储能系统收益的影响。
电池循环效率指的是储能电池在充电和放电过程中，所能够转化的有效电能占电能输入的比例。一般来说，电池循环效率越高，储能系统的经济效益就越高。在修正系统收益时，可以根据储能电池的循环效率来调整计算结果。例如，如果电池循环效率为η，则可以将计算结果乘上η，得到系统收益。这样，就可以考虑到储能电池的循环效率对储能系统收益的影响，使得计算结果更准确。
在本申请实施例中，通过上述步骤，可以实现基于峰谷电价的充放电调度，获取最优的储能时间，计算储能系统的经济效益，并考虑电池循环效率的影响。
可选地，当所述峰谷电价时段仅包含一个峰值电价时段时，所述步骤102，包括：
步骤A1，基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
步骤A2，确定所述储能时间不超过所述峰谷电价时段的最小值；
步骤A3，基于所述储能时间，利用一个峰值电价时段放电的收益减去一个低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
步骤A4，使用电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
具体地，如果当天只有一个电价高峰段。则IRR最大的充放电策略为谷电(平电)充，峰电放，充放电的时长T储满足：
Figure BDA0004061235920000091
在公式(1)中，T储指的是液流电池的储能时间，T谷+平,总指的是谷电(平电)充电的时长，T峰指的是峰电放电的时长，
如果当天只有一个电价高峰段，那么IRR最大的充放电策略就是在谷电(平电)时段充电，在峰电时段放电。这样做可以使得系统在电价较低的时段购入电能，在电价较高的时段出售电能，从而获得最大的经济效益。在计算储能时间时，应该满足T储≤min(T谷+平,总,T峰)的限制。这个限制的意思是，储能时间不能超过谷电(平电)时段的时长、一天的总时长或者峰电时段的时长，取决于哪个时段最短。示例性的，假设一天的总时长为24小时，谷电(平电)时段的时长为12小时，峰电时段的时长为6小时。那么，在这种情况下，储能时间T储应该满足T储<＝min(12,6)，即T储<＝6。
需要说明的是，对于液流电池而言，充电效率和放电效率通常是不同的。充电效率指的是在充电过程中，液流电池接受的电能占到总电能的比例。一般来说，液流电池的充电效率在80％～95％之间。放电效率指的是在放电过程中，液流电池释放的电能占到总电能的比例。一般来说，液流电池的放电效率在70％～85％之间。因此，液流电池的充电效率和放电效率是不同的，这也是为什么在一充一放的情况下，液流电池的储能时间T储要取最小值的原因。如果T谷+平,总大于T峰，那么T储就等于T峰，否则T峰就等于T谷+平,总。这样，就可以保证液流电池在峰电时段内充满电。
进一步地，每千瓦时容量储能系统每天的收益W1为：
W1＝(Q峰-Q谷T储-T平(Q平-Q谷))η (4)
其中，Q峰、Q平、Q谷分别为峰、平、谷电价，η表示储能电池的循环效率。循环效率是指在储能电池充电和放电的过程中，储能电池可以输出的电能占输入的电能的比例。T平为平段参与充电的时长。从中可以看出，收益W1随着T平的增加而降低，在满足公式(1)的条件下，T储值越大，储能系统参与的削峰填谷越多，整体获利绝对值最大，但若此时平电开始参与充电，则会降低每千瓦储能系统每天的收益。
进一步地，如果当天有两个电价高峰段，则其IRR最大的理想充放电策略为两个满容量的谷电充峰电放。由于两个峰段之间有平段或者谷段，则其完成两充两放储能时长T储满足：
T储≤min(T谷,T峰1,Tg,T峰2) (5)
其中T峰1，T峰2分别为两个峰段时长，Tg为两个峰段之间谷电或者平电时段的时长。此时，每千瓦时储能系统每天的收益可表示为：
W2＝(2Q峰-Q谷-Q平)η (6)
若两个峰值段中间是谷价电，则按照公式(6)上半部分计算收益，若两个峰值段中间是平价电，则按照公式(6)计算收益。
可选地，如图3所示，在所述步骤102之后，所述方法还包括：
步骤301，将所述峰值电价时段的IT负载功率的最小值作为储能系统额定功率；
在本申请实施例中，进行充放电调度时，储能系统的额定功率P储应该设定为峰值电价时段的IT负载功率的最小值。这样做的原因是，峰值电价时段的IT负载功率的最小值往往是在当天的最高电价时段，如果将储能系统的额定功率设置为该值，就可以在保证储能系统的正常运行的同时，尽可能利用高电价时段的收益。但是，在实际应用中，还需要注意一些因素，例如储能系统的实际输出能力以及负载的实际功率需求等，因此，最终的额定功率还需要根据具体情况进行调整。此外，还需要注意，在实际应用中，可能会出现峰值电价时段的IT负载功率的最小值小于储能系统的实际输出能力的情况，此时，就需要根据实际情况进行调整，以保证储能系统的正常运行。具体地，如图4所示，以当地电力高峰期IT负载功率的最小值作为储能系统额定功率。
P储＝min(PIT,峰) (7)
其中，P储—储能系统的额定功率(kW)；PIT,峰—电价高峰期IT负载功率(kW)，如图4所示；
充电过程是储能系统和IT负载一起消耗电路上的负载，所以两者功率相加应不超过线路容量的80％(考虑负荷启动及波动影响)。由于放电过程中储能系统承担IT负载，不占据线路容量。则储能系统的功率需要满足：
P储+max(PIT,谷)≤0.8P总线路 (8)
其中，PIT,谷电价低谷期IT负载功率(kW)；P总线路为整个线路的总功率。在满足公式(7)和(8)的情况下，储能功率可以取上限，最大化收益。
步骤302，根据所述储能系统额定功率和储能时间计算得到储能系统容量。
在本申请实施例中，根据储能系统的额定功率和储能时间，可以计算出储能系统的容量。具体来说，可以使用以下公式进行计算：
S储＝P储T储 (9)
其中，额定功率表示储能系统的最大输出功率，储能时间表示储能系统可以提供能量的时间。计算出储能系统的容量后，就可以确定储能系统的具体规模，并根据实际情况进行相应的调整。
在本申请实施例中，通过将所述峰值电价时段的IT负载功率的最小值作为储能系统额定功率，并根据所述储能系统额定功率和储能时间计算得到储能系统容量，可以有效地确定储能系统的规模，并优化充放电策略，提高储能系统的使用效率。这有助于提升储能系统的经济性，并达到节能减排的目的。
可选地，在所述步骤103之后，所述方法还包括：
基于储能系统额定功率、预留空间系数、电堆体积功率密度进行计算得到电堆体积；其中，所述预留空间系数至少基于所述液流电池的预留管道、电池管理系统占用的体积空间进行设定。
在本申请实施例中，根据储能系统的额定功率、预留空间系数和电堆体积功率密度进行计算，可以得到电堆体积。具体来说，可以使用以下公式进行计算：
V电堆＝P储/(αW电堆) (10)
电堆体积＝额定功率/(预留空间系数*电堆体积功率密度)
其中，α为预留空间系数，W电堆为电堆体积功率密度，额定功率表示储能系统的最大输出功率，预留空间系数至少基于液流电池的预留管道、电池管理系统占用的体积空间进行设定，电堆体积功率密度表示电堆的体积和功率之间的比值。计算出电堆体积后，可以根据电堆体积以及液流电池的电池体积功率密度来计算液流电池的数量。具体来说，可以使用以下公式进行计算：液流电池数量＝电堆体积/电池体积功率密度。其中，电池体积功率密度表示液流电池的体积和功率之间的比值。最后，根据计算出的液流电池数量和液流电池的规格参数，即可获得储能系统的详细配置方案。
如图5所示，提供了一种液流电池的充放电配置系统，所述系统包括数据中心机房1、电堆11、电解储液罐12、连接管道13、处理器14：
所述电堆11放置在所述数据中心机房1内，所述电解储液罐12放置在所述数据中心机房1外空地或以蓄水池的形式建在地下，所述电堆11和所述电解储液罐12通过所述连接管道相连，所述处理器14放置在机柜中；
所述数据中心机房1用于放置所述电堆；
所述电堆11用于发生电化学反应；
所述电解储液罐12用于存储所述电化学反应的电解液；
所述连接管道13用于输送电解液；
所述处理器14用于执行以上任一项所述的液流电池的充放电配置方法的步骤。
在本申请实施例中，对于室外储液罐(池)的体积V储液罐，通过计算得到的容量与电解液的体积能量密度得到，即：
V储液罐＝(S储+S备)/(βW电解液) (11)
其中，β为储液罐中电解液占据的百分比，W电解液为电解液的体积能量密度。
电堆、储液罐分开配置的结构设计方案使得液流电池这种本质安全、长寿命、低能量密度的储能形式用于数据中心成为可能。特别的，提出了液流电池+共享电解液+新能源消纳的模式，使得液流电池具备了低成本、低碳、高资源利用率替代柴油发电机的能力，在降低成本的同时，也增加了周边清洁能源的消纳，同时具备经济与社会效益。结合液流电池长寿命的特点，给出了不同峰谷电价分布下每千瓦时储能系统每天收益最大的充放电策略，有利于充分利用当地峰谷电价分布，提高数据中心加储能项目的经济性。
可选地，如图6所示，所述系统还包括共享液流电池储能电站15、连接管路16、备用电源17、绿电消纳站18：
所述共享液流电池储能电站15和所述电解储液罐12通过所述连接管路16连接，所述绿电消纳站18和所述电解储液罐12通过所述连接管路连接；
所述共享液流电池储能电站15用于为所述液流电池提供共享电解液；
所述备用电源17用于为所述液流电池提供定量电解液；
所述绿电消纳站18用于消纳弃风弃光以产生电解液。
所述连接管路16用于输送电解液；
在本申请实施例中，解决柴油发电机初始投资大，碳排放高的问题。同时解决常规储能电池配置长时储能容量造成的初始投资过大，资产利用率的问题：液流电池的储液罐与周围共享液流电池储能电站管道连接，通过电解液共享的商业模式，使得液流电池可以在不储存更多容量电解液的同时，具备紧急情况下长时供应电能的能力，实现低碳、低成本替代柴油发电机的目标。此外，共享电解液来源于周围光伏、风电等绿电，增加了数据中心。如图6所示。其内容包含：削峰填谷：数据中心电力正常供应情况下，液流电池储能系统利用峰谷电价差降低运营成本。备用电源：预留定量电解液，可解决数据中心短时停电的电力供应问题。替代柴油发电机：通过与周围共享储能连接，使得液流电池具备长时供应电力替代柴油发电机的能力。绿电消纳：通过利用消纳弃风弃光产生的电解液，达到间接利用绿电，提升清洁能源利用水平的目的。
图7示意性地示出了本申请提供的一种液流电池的充放电配置装置30的结构示意图，所述装置包括：
接收模块301，用于当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，获取峰谷电价时段和峰谷电价；
计算模块302，用于基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益；
输出模块303，用于根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置，基于所述充放电配置设置液流电池。
可选地，所述计算模块302，还用于：
基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
确定所述储能时间不超过多个所述峰谷电价时段中的最小时段；其中，所述峰谷电价时段包括峰值电价时段和低谷电价时段，所述低谷电价时段包括谷电电价时段和平电电价时段；
基于所述储能时间，利用多个所述峰值电价时段放电的收益减去多个所述低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
获取所述液流电池的电池循环效率，利用所述电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
可选地，当所述峰谷电价时段仅包含一个峰值电价时段时，所述计算模块302，还用于：
基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
确定所述储能时间不超过所述峰谷电价时段的最小值；
基于所述储能时间，利用一个峰值电价时段放电的收益减去一个低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
使用电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
可选地，所述计算模块302，还用于：
将所述峰值电价时段的IT负载功率的最小值作为储能系统额定功率；
根据所述储能系统额定功率和储能时间计算得到储能系统容量。
可选地，所述输出模块303，还用于：
基于储能系统额定功率、预留空间系数、电堆体积功率密度进行计算得到电堆体积；其中，所述预留空间系数至少基于所述液流电池的预留管道、电池管理系统占用的体积空间进行设定。
本申请实施例通过结合液流电池长寿命的特点，给出了不同峰谷电价分布下每千瓦时储能系统每天收益最大的充放电策略，有利于充分调整液流电池的工作状态和充放电功率。
以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本邻域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本邻域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的计算处理设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(示例性的，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
示例性的，图8示出了可以实现根据本申请的方法的计算处理设备。该计算处理设备传统上包括处理器410和以存储器420形式的计算机程序产品或者非瞬态计算机可读介质。存储器420可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器420具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码431的存储空间430。示例性的，用于程序代码的存储空间430可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码431。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为如参考图9所述的便携式或者固定存储单元。该存储单元可以具有与图8的计算处理设备中的存储器420类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以示例性的以适当形式进行压缩。通常，存储单元包括计算机可读代码431’，即可以由示例性的诸如410之类的处理器读取的代码，这些代码当由计算处理设备运行时，导致该计算处理设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本文中所称的“一个实施例”、“实施例”或者“一个或者多个实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在本申请的至少一个实施例中。此外，请注意，这里“在一个实施例中”的词语例子不一定全指同一个实施例。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本邻域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液流电池的充放电配置方法，其特征在于，所述方法包括：
当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，获取峰谷电价时段和峰谷电价；
基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益；
根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置；
基于所述充放电配置设置液流电池。
2.根据权利要求1所述的液流电池的充放电配置方法，其特征在于，所述基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益，包括：
基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
确定所述储能时间不超过多个所述峰谷电价时段中的最小时段；其中，所述峰谷电价时段包括峰值电价时段和低谷电价时段，所述低谷电价时段包括谷电电价时段和平电电价时段；
基于所述储能时间，利用多个所述峰值电价时段放电的收益减去多个所述低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
获取所述液流电池的电池循环效率，利用所述电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
3.根据权利要求1所述的液流电池的充放电配置方法，其特征在于，当所述峰谷电价时段仅包含一个峰值电价时段时，所述基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益，包括：
基于所述峰谷电价时段获取储能时间；
确定所述储能时间不超过所述峰谷电价时段的最小值；
基于所述储能时间，利用一个峰值电价时段放电的收益减去一个低谷电价时段充电的成本，得到计算结果；
使用电池循环效率对所述计算结果进行修正得到系统收益。
4.根据权利要求1所述的液流电池的充放电配置方法，其特征在于，在所述基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益之后，所述方法还包括：
将所述峰值电价时段的IT负载功率的最小值作为储能系统额定功率；
根据所述储能系统额定功率和储能时间计算得到储能系统容量。
5.根据权利要求4所述的液流电池的充放电配置方法，其特征在于，在所述根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置之后，所述方法还包括：
基于储能系统额定功率、预留空间系数、电堆体积功率密度进行计算得到电堆体积；其中，所述预留空间系数至少基于所述液流电池的预留管道、电池管理系统占用的体积空间进行设定。
6.一种液流电池的充放电配置系统，其特征在于，所述系统包括数据中心机房、电堆、电解储液罐、连接管道、处理器：
所述电堆放置在所述数据中心机房内，所述电解储液罐放置在所述数据中心机房外空地或以蓄水池的形式建在地下，所述电堆和所述电解储液罐通过所述连接管道相连；
所述数据中心机房用于放置所述电堆；
所述电堆用于发生电化学反应；
所述电解储液罐用于存储所述电化学反应的电解液；
所述连接管道用于输送电解液；
所述处理器用于执行所述权利要求1～5中任一项所述的液流电池的充放电配置方法。
7.根据权利要求6所述的液流电池的充放电的配置系统，其特征在于，所述系统还包括共享液流电池储能电站、连接管路、备用电源、绿电消纳站：
所述共享液流电池储能电站和所述电解储液罐通过所述连接管路连接，所述绿电消纳站和所述电解储液罐通过所述连接管路连接；
所述共享液流电池储能电站用于为所述液流电池提供共享电解液；
所述备用电源用于为所述液流电池提供定量电解液；
所述绿电消纳站用于消纳弃风弃光以产生电解液；
所述连接管路用于输送电解液。
8.一种液流电池的充放电配置装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于当接收到确定液流电池的充放电配置命令时，获取峰谷电价时段和峰谷电价；
计算模块，用于基于所述峰谷电价时段和所述峰谷电价进行计算得到储能时间和系统收益；
输出模块，用于根据所述储能时间和所述系统收益确定充放电配置，基于所述充放电配置设置液流电池。
9.一种计算处理设备，其特征在于，包括：
存储器，其中存储有计算机可读代码；
一个或多个处理器，当所述计算机可读代码被所述一个或多个处理器执行时，所述计算处理设备执行如权利要求1-5中任一项所述的液流电池的充放电配置方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求1-5中任一项所述的液流电池的充放电配置方法。
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