JP6491347B2 - フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、soc検出装置の冗長設計に基づくフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステム - Google Patents

フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、soc検出装置の冗長設計に基づくフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6491347B2
JP6491347B2 JP2017542255A JP2017542255A JP6491347B2 JP 6491347 B2 JP6491347 B2 JP 6491347B2 JP 2017542255 A JP2017542255 A JP 2017542255A JP 2017542255 A JP2017542255 A JP 2017542255A JP 6491347 B2 JP6491347 B2 JP 6491347B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soc
flow battery
output
flow
capacity
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.)
Active
Application number
JP2017542255A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018503099A (ja
Inventor
宇 張
宇 張
毅 鄒
毅 鄒
華民 張
華民 張
穎 李
穎 李
暁麗 王
暁麗 王
希 韓
希 韓
楽聡 韓
楽聡 韓
涛 張
涛 張
相坤 馬
相坤 馬
洪貴 趙
洪貴 趙
Original Assignee
大連融科儲能技術発展有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN201410613631.0A external-priority patent/CN105572594B/zh
Priority claimed from CN201510613258.3A external-priority patent/CN106549177B/zh
Application filed by 大連融科儲能技術発展有限公司 filed Critical 大連融科儲能技術発展有限公司
Publication of JP2018503099A publication Critical patent/JP2018503099A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6491347B2 publication Critical patent/JP6491347B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537Electric variables
    • H01M8/04604Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04611Power, energy, capacity or load of the individual fuel cell
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/20Indirect fuel cells, e.g. fuel cells with redox couple being irreversible
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/10Fuel cells in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Description

本発明は、フロー電池技術分野に属し、具体的には、フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステムに関する。
フロー電池は、長寿命で安全性が高く、過度充放電能力が強く、環境に影響しない等の長所を備え、大規模エネルギーの蓄積において、一つの理想的な選択になっている。主な応用として、再生可能なエネルギー発電所及びユーザ側のインテリジェント・マイクロネットワーク(住民区、工業区、公共設施)等を含み、フロー電池システムは、閑暇に流れる電力をピーク時間に使用可能で、負荷均衡及び電力量品質向上等の多種機能を実現できる。
荷電状態(SOC)は電池電量状態を示すパラメータであり、電池システムの精確な制御及び管理を実現する最も直接的な依拠であり、フロー電池の最も重要なパラメータの一つでもあり、実時間の精確な荷電状態は、電池システムの信頼性の高い運転の保証、電池の使用効果の向上及び電池寿命の延長に対して何れも重要な作用を奏する。フロー電池の有効な制御及び管理を確保し、良好な充放電気特性及び長久の使用寿命を取得するために、フロー電池の荷電状態を継続実時間で検出し、真実で精確な実時間SOC値を記録する必要があり、且つ該値によりフロー電池を更に制御して相応の運転策略を、例えば電解液流量の調整、充放電モードの変更等を、実行する。また、電池管理システムは、更に、取得されたSOC値を上級のエネルギー管理システムにフィードバックし、その管理調整に重要な参考及び依拠を提供する。SOC検出装置により取得されたSOC値の精確程度(即ち、真値との偏差)はフロー電池ひいては発電所級のエネルギー蓄積システムの運転の安全性及び安定性に直接影響を与える。
フロー電池の荷電状態(SOC)は、主に正極電解液及び負極電解液の実時間電圧差を監視測定することで取得され、該電圧差が電解液濃度と直接関係があるので、フロー電池システムを作動させる過程で、正負極電解液貯蔵タンクにある電解液が循環ポンプの駆動で電解液循環管路及び電堆を流れ、電堆において電気化学反応を起こし、電堆内に入った電解液の活性物質の濃度が変化し、その後、電解液は正負極電解液貯蔵タンク内に戻り、貯蔵タンク内にある電解液と混合される。よって、フロー電池の異なる位置にある正負極電解液の電圧差が異なり、フロー電池のどんな位置、例えば電堆入口、電堆出口及び正負極電解液貯蔵タンク、にある電解液の電圧差は、いずれもフロー電池の実時間荷電状態(SOC)を直接に反映することができない。従来の技術によるフロー電池システムの荷電状態は、普通フロー電池の単一位置にある正負極電解液電圧差だけを監視測定することで、フロー電池システム全体の荷電状態(SOC)を反映するものであり、且つ出力・容量設定及び充放電段階等の複数の要素を考慮しない。このような方法は、簡単に統一標準に基づき処理するだけであって、全面的な監視測定及び実時間で精確な荷電状態(SOC)を計算できない。
また、従来の技術は、一つの監視測定箇所に一つのSOC検出装置を配置したので、SOC検出装置が損壊された場合、参考・対比データが欠如し、電池管理システムにおいて該検出のSOC値が正確値であるのか判断できず、そのまま不精確なSOC値を参考してフロー電池を制御・調整してしまい、フロー電池本体及び発電所級のエネルギー蓄積システムの運転安全性及び安定性に無視できない影響を与える。具体的に、SOC検出装置が液漏れ、閉塞、監視測定位置の電位センサーの精度や、電圧センサーの精度の偏差等の状況が生じた場合、該SOC検出装置がフィードバックするSOC値と真値との間に大きい偏差を生じる。現在の国内外において行われている複数のメガワット級のフロー電池項目から分かるように、ある状況においては、SOC検出装置により電池管理システムにフィードバックされるSOC値とSOC真値との差異が10%を超えるものもある。SOC検出装置が不精確なSOC値を電池管理システム及び上級エネルギー管理システムにフィードバックする場合、不精確なSOCがフロー電池の後続的な運転及び管理に影響し、更に管理調整指令とフロー電池の実際の状態に厳重に合わなくなり、フロー電池が強行に過充電や、過放電操作を行うようになるので、エネルギー蓄積システムの全体の運転効率及び安定性に厳しい影響を与える。これが、長期間になると、電池システム容量及び性能の大幅の低下、電堆の焼損、電池システムが継続して作動できない等の問題が起こる。
実際の運転過程において、電力システム或は上級管理調整システムが注目するのは、電池システムの実際に充放電できる容量であり、フロー電池のある運転パラメータ、例えば温度、運転モード、電解液流量、電解液温度等のパラメータが非定格状態にあるとき、前記SOC検出装置により取得されたSOCが直接フロー電池の実際放出可能な電量を反映することと認められない。ただ、SOCのみを充放電容量としたら、フロー電池への管理調整が精確でなく、過度充放電、或は管理調整システムによる判断錯誤等の問題を引き起こすことになり、エネルギー蓄積システム及び発電所の全体の運転効率及び安定性に厳しい影響がある。
また、フロー電池の交流側の入出力特性は、ユーザが関心を持つ問題であり、ユーザがフロー電池を正確に使用する前提のものである。然し、フロー電池は、磁力ポンプ、熱交換システム、通風システム、電池管理システム及びセンサー等の補助消費電力を備えており、フロー電池を充放電する時、補助消費電力を運転させるために、額外の消費電力及びエネルギーを提供しなければならず、フロー電池の交流側の入出力特性は従来の蓄電池と明らかに区別される。次に、フロー電池の自己放電も従来の電池と明らかに異なり、時間の制限が小さい反面、受容量出力比による影響が大きい。更に、フロー電池は、通常の蓄電池と同様に、エネルギー蓄積インバーター及び変圧器の交直流変換効率にも関する。以上の要因によりフロー電池の交流側の入出力特性を精確に見積ることができず、例えば現在のシステム状態において、異なる運転モード下で、交流側で受け取られる最大出力はどのぐらいか、或いは交流側が充電或は放電できる最大エネルギーはどのくらいかなどは、ユーザがより関心がある部分である。
本発明は以上の問題を解決するためになされたものであり、フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、SOC検出装置が冗長設計されたフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステムを提供することを目的とする。
本発明の技術手段は次の通りである。
上記した課題を解決するために、この発明に係るフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法は、電堆、正極電解液貯蔵タンク、負極電解液貯蔵タンク及び電解液循環管路を備えるフロー電池システムを備え、少なくとも2対の異なる監視箇所のSOCを確定し、何れか1対の監視箇所が、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路、或は電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路にある手順1と、各対の監視箇所の対応するSOCにより、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得する手順2と、を備える如く構成した。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が3対になる場合には、前記手順2は具体的に、SOC=A×SOC+B×SOC+C×SOCを利用してフロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCであるのが望ましい。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が2対になる場合には、前記手順2は具体的に、SOC=A×SOC+B×SOC、SOC=A×SOC+C×SOC、或いはSOC=B×SOC+C×SOCを利用し、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、上記各公式において各係数の合計は1となり、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCであるのが望ましい。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記手順2の前に、更に、フロー電池システムの出力と容量との比率結果により係数A、B、Cを設定する手順を備えるのが望ましい。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が3対になる場合には、前記フロー電池システムの出力と容量との比率結果により配置係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
(1)フロー電池システムの出力と容量との比率が第一所定値と同等又はそれ以上であるか否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(2)を施行し、否定判断の場合には、手順(3)を施行し、
(2)0.1≦A≦0.3、0.5≦B≦0.8、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行し、
(3)フロー電池システムの出力と容量との比率が第二所定値未満であるか否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(4)を施行し、否定判断の場合には、手順(5)を施行し、
(4)0.1≦A≦0.3、0.1≦B≦0.3、0.5≦C≦0.8に設定し、手順2を施行し、
(5)SOC=(SOC+SOC+SOC)/3により、各ペアの監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、手順(6)を施行し、
(6)0<SOC≦20%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.33≦B≦0.6及び0.1≦C≦0.33に設定し、前記手順2を施行し、
20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、前記手順2を施行し、
80%<SOC<100%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.1≦B≦0.33及び0.33≦C≦0.6に設定し、手順2を施行するのが望ましい。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が2対になる場合には、前記フロー電池システムの出力と容量との比率結果により係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
(i)フロー電池システムの出力と容量との比率が第一所定値と同等又はそれ以上であるか否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(ii)を施行し、否定判断の場合には、手順(iii)を施行し、
(ii)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦B≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.7≦B≦0.9、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行し、
(iii)フロー電池システムの出力と容量との比率が第二所定値未満であるか否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(iv)を施行し、否定判断の場合には、手順(v)を施行し、
(iv)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.1≦B≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
(v)SOC=(SOC+SOC)/2、SOC=(SOC+SOC)/2、或いはSOC=(SOC+SOC)/2により、何れかの2対の監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、手順(vi)を施行し、
(vi)0<SOC≦20%とするとき、
SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦B≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.5≦B≦0.8、0.2≦C≦0.5に設定し、前記手順2を施行し、
20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、
80%<SOC<100%とするとき、
SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.2≦B≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行するのが望ましい。
上記した課題を解決するために、この発明に係るフロー電池システムの荷電状態監視測定システムは、電堆、正極電解液貯蔵タンク、負極電解液貯蔵タンク及び電解液循環管路を備えるフロー電池システムを備え、何れかの1対の監視箇所が、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中、或は電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中に配置される如く構成される。
また、上記フロー電池システムの荷電状態監視測定システムにおいて、前記監視測定システムは、更に、監視測定装置に接続され、各対の監視箇所がそれぞれ対応するSOCに基づき、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得するためのSOC取得モジュールを備えるのが望ましい。
また、上記フロー電池システムの荷電状態監視測定システムにおいて、前記監視箇所が3対になる場合には、前記SOC取得モジュールは、SOC=A×SOC+B×SOC+C×SOCを利用して、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その中、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCであるのが望ましい。
また、上記フロー電池システムの荷電状態監視測定システムにおいて、前記監視箇所が2対になる場合には、前記SOC取得モジュールは、SOC=A×SOC+B×SOC、SOC=A×SOC+C×SOC、或はSOC=B×SOC+C×SOCを利用して、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、上記各公式において各係数の合計は1となり、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCであるのが望ましい。
上記した課題を解決するために、この発明に係るSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池は、同一の監視箇所に少なくとも2対のSOC検出装置が設置され、前記監視箇所は、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び負極電解液出口管路中、又は電堆の正極電解液入口管路及び負極電解液入口管路中の何れか1対の位置である如く構成される。
また、上記SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池において、前記SOC検出装置の接続方式は直列接続或は並列接続であるのが望ましい。
また、上記SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池において、前記フロー電池は更に電池管理システムを備え、前記電池管理システムは、運転状態にあるSOC検出装置が検出した信号により、計算し、各SOC検出装置が対応するSOC値を取得するSOC計算モジュールと、算出された各SOC値を比較することで、故障状態にあるSOC検出装置を確定するSOC故障判断モジュールと、前記故障状態にあるSOC検出装置の両端のバルブを閉める操作を施行するSOC故障除去モジュールとを、備えるのが望ましい。
また、上記SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池において、前記SOC故障判断モジュールは、所定の故障判断手順により故障状態にあるSOC検出装置を確定し、前記故障判断手順は以下の手順を備える。
運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対以上である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、計算により取得された各SOC値と他のSOC値との差をそれぞれ比較し、現在のSOC値と他のSOC値との差値が全部設定された故障閾値Y以上である時、現在のSOC値が対応するSOC検出装置は故障状態であると判定し、SOC故障除去モジュールを起動するものであり、運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、2対のSOC検出装置の開放電圧が設定された故障閾値範囲Y内にあるか否かをそれぞれ判定し、故障閾値範囲Y内にない時、現在のSOC検出装置は故障状態であると判定し、SOC故障除去モジュールを起動するものであるのが望ましい。
また、上記SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池において、前記SOC故障除去モジュールを起動した後、前記SOC計算モジュールは新たにSOCの計算を行い、SOC故障判断モジュールは継続して算出された各SOC値を比較し、故障状態にあるSOC検出装置を新たに確定する。
また、上記SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池において、前記フロー電池の同一監視箇所において、互いに冗長な関係にある少なくともN対のSOC検出装置が設置され、その内、N−M対のSOC検出装置が運転状態にあり、M対のSOC検出装置がスタンバイ状態にあり、2≦N−M<N、N≧3であるのが望ましい。
また、上記SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池において、前記電池管理システムは、更に、スタンバイSOC検出装置を制御することで、スタンバイ状態と運転状態との間の切換を実現する状態切換モジュールを備えるのが望ましい。
また、上記SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池において、前記電池管理システムの状態切換モジュールは、SOC故障除去モジュールがSOC検出装置の両端のバルブへの閉鎖操作を施行した後、自動的にスタンバイSOC検出装置の両端のバルブの起動を制御し、スタンバイSOC検出装置をスタンバイ状態から運転状態に切換るのが望ましい。
上記した課題を解決するために、本発明に係るフロー電池の実容量確定方法は、上記に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法により、フロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとして取得する手順一と、フロー電池の現在運転状態パラメータを取得する手順二と、取得されたフロー電池SOC、及び取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータにより、及びそれらとフロー電池の実容量とフロー電池SOC、及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係に基づき、フロー電池の実容量を確定する手順三と、備える如く構成される。
また、上記フロー電池の実容量確定方法において、前記フロー電池の実容量は、フロー電池の実際放電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、少なくとも、放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量を備え、前記フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの間の対応関係は、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、Cは、フロー電池の定格放電容量であり、R(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(T,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定方法において、前記フロー電池の実容量は、更に、フロー電池の実際充電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、充電出力と定格出力との比率を備え、前記フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、C´は、フロー電池の定格充電容量であり、R´(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定方法において、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、フロー電池運転モード、環境温度、電解液圧力、正・負極槽内の電解液液面の差、電解液濃度からなる群の少なくとも一種を備えるのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定方法において、フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶するのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定方法おいて、前記手順三は具体的に、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在の放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得し、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)に基づいてフロー電池の実際充電可能容量Cを取得するのがのぞましい。
上記した課題を解決するために、この発明に係るフロー電池の実容量確定装置は、上記に記載のフロー電池システムの荷電状態監視測定システムと、フロー電池の現在運転状態パラメータを取得するためのパラメータ取得モジュールと、フロー電池システムの荷電状態監視測定システム、及びパラメータ取得モジュールに接続される実容量確定モジュールとを備え、フロー電池システムの荷電状態監視測定システムが備えるSOC取得モジュールより取得されたフロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとし、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータ、及びフロー電池の実容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係に基づいて、フロー電池の実容量を確定する如く構成される。
また、上記フロー電池の実容量確定装置において、前記フロー電池の実容量は、フロー電池の実際放電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、少なくとも放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量を備え、前記フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)であり、その内、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、Cは、フロー電池の定格放電容量であり、R(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(T,P)は、異なる電解液温度、及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(F,P)は、異なる電解液流量、及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定方法において、前記フロー電池の実容量は、更に、フロー電池の実際充電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、充電出力と定格出力との比率を備え、前記フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)であり、その内、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、C´は、フロー電池の定格充電容量であり、R´(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(T,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定装置において、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、フロー電池運転モード、環境温度、電解液圧力、正・負極槽内の電解液レベル差及び電解液濃度からなる群の少なくとも一種を備えるのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定装置において、前記確定装置は、更に、実容量確定モジュールに接続される記憶モジュールを備え、前記記憶モジュールは、フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶するのが望ましい。
また、上記フロー電池の実容量確定装置において、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得し、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)に基づいてフロー電池の実際充電可能容量Cを取得するのが望ましい。
上記した課題を解決するために、この発明に係るフロー電池の交流側の入出力特性見積方法は、前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする、フロー電池の交流側の入出力特性見積方法であって、前記見積方法は、上記に記載のフロー電池の実容量確定方法によりフロー電池の実容量を確定する手順と、直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量及び確定されたフロー電池の実容量により、フロー電池交流側が実際提供・吸収電量を取得する手順と、を備える如く構成される。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、フロー電池交流側の実際吸収電量は、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、フロー電池の交流側の実際提供電量は、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、その中、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する手順を更に備え、その中、E´は,フロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eは、フロー電池の交流側の定格放出電量であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、フロー電池の交流側の実際提供出力は、PACO=PLF×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、フロー電池交流側の実際吸収出力はPACI=PLC/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その中、PACOは、フロー電池の交流側が実際に提供した出力であり、PACIは、フロー電池の交流側が実際に吸収した出力であり、PLCは、フロー電池の充電出力であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であり、PLFは、フロー電池の放電出力であり、フロー電池の交流側の実際提供出力PACO或はフロー電池交流側の実際吸収出力PACIは、ユーザの需要により、予め設定された既知量である時、さらに対応するフロー電池の充電出力PLC或はフロー電池の放電出力PLFを取得できるのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断し、肯定判断時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値未満である時、先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得するのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、前記フロー電池の交流側の出力の変化発生時間間隔が所定の時間間隔以下か否かを判断することで、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを確定するのが望ましい。
上記した課題を解決するために、この発明に係るフロー電池の交流側の入出力特性見積システムは、前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする、フロー電池の交流側の入出力特性見積システムであって、前記見積システムは、上記に記載のフロー電池の実容量確定装置と、フロー電池の実容量確定装置に接続される見積モジュールとを備え、前記見積モジュールは、直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量、及び確定されたフロー電池の実容量により、フロー電池交流側が実際提供・吸収する電量を取得する如く構成される。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積システムにおいて、前記見積モジュールは、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池の交流側の実際提供電量を取得し、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池交流側の実際吸収電量を取得し、その中、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積システムにおいて、前記見積モジュールは、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、その中、E´はフロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eはフロー電池の交流側の定格放出電量であるのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積システムにおいて、フロー電池の交流側の実際提供出力は、PACO=PLF×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、フロー電池交流側の実際吸収出力はPACI=PLC/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その内、PACOはフロー電池の交流側が実際に提供した出力であり、PACIはフロー電池の交流側が実際に吸収した出力であり、PLCは、フロー電池の充電出力であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であり、PLFは、フロー電池の放電出力であり、フロー電池の交流側の実際提供出力PACO或はフロー電池交流側の実際吸収出力PACIが、ユーザの需要により予め設定された既知量である時、さらに対応するフロー電池の充電出力PLC或はフロー電池の放電出力PLFを取得できるのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積システムにおいて、前記見積システムは、更に、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断するための出力変化判断モジュールと、フロー電池SOCとSOC閾値とを比較するための比較モジュールを備え、フロー電池の交流側の出力変化が頻繁に変化する時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値以下であれば、先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得するのが望ましい。
また、上記フロー電池の交流側の入出力特性見積システムにおいて、前記出力変化判断モジュールは、フロー電池の交流側の出力の変化発生時間間隔が所定の時間間隔以下か否かを判断することで、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを確定するのがのぞましい。
従来の技術と比べて、本発明で提供するフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、SOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステムは、下記のような有益な効果を備える。
1、フロー電池システムの複数の監視箇所の荷電状態により、さらにフロー電池システムの荷電状態を取得することで、荷電状態(SOC)の監視測定結果が真値に一層接近するようにし、監視測定が精確且つ全面的で、フロー電池システムの異なる監視箇所の荷電状態を便利に実時間に取得することができ、SOC測定の冗長性を実現することができる。且つ一部の監視箇所に設置される監視測定装置に故障が発生した場合、依然として荷電状態の監視測定結果を実時間且つ精確に取得することを保証できるので、フロー電池の使用効率を向上させ、電池の使用寿命を延長し、フロー電池システムを精確に管理することができる。
2、電池管理システムが取得したSOC検出値が精確か否かを迅速に判断でき、且つ迅速に故障のSOC検出装置の運転を停止させることで、従来のSOC検出数値が失効しやすく且つ不精確になる問題を有効に解決し、フロー電池の運転全過程において監視測定されたSOC値が常に参考可能な精確値になることを保証し、フロー電池の使用寿命を延長し、フロー電池の安全・安定運転能力を向上させることができる。SOC検出装置の取替・メンテナンス過程においてフロー電池を停止する必要がない。SOCの検出を中断せず、フロー電池の正常な運転及び管理調整を保証し、フロー電池の停止頻度を大きく減少させ、フロー電池の運転効率及び出力能力を向上させる。電池管理システム及び上級エネルギー管理システムがどのような時間でも精確なSOC値を受取できることを保証し、失効のSOC値を参考したことによる錯誤操作の施行の可能性を大幅に低下させ、フロー電池の安全管理及び管理調整を実現し、フロー電池の不正常な出力による、エネルギー蓄積発電所の他の機器(例えばインバーター、発電機器、用電負荷等)への影響を低下させ、エネルギー蓄積発電所及び送電網システムの全体の安全性及び安定性を向上させる。
3、有効にフロー電池SOCと各運転パラメータとの関係を整合して、フロー電池のSOCと放電容量の実時間の一致化を保証し、任意時刻、任意状態でのフロー電池の実容量の精確な確定を実現でき、実際に応用するときエネルギー管理システムが単一のSOC状態だけを参考してフロー電池を管理調整することにより管理調整指令がマッチングしなく、過度に充放電し、ひいては管理調整システムの判断錯誤を起こす等の問題を基本的に回避し、フロー電池の管理調整の精確性及び急速の反響能力、及びエネルギー蓄積システム及び発電所の運転効率及び安定性を有効に向上させる。
4、フロー電池の補助機器、インバーター機器及び変圧機器によるフロー電池の直流側及び交流側のエネルギー及び効率への影響を十分に考慮したので、フロー電池の交流側の入出力特性を精確に見積ることができる方法を提供し、ユーザのフロー電池へのより合理的な使用において、より精確で詳細及び参考性がある指導を提供する。該方法は簡単に実行しやすく、実際に応用意義が大きく、良好に普及する応用価値を備えており、フロー電池の商業化、規模化応用の推進に重要な意義がある。
本発明の実施例或は従来技術の技術方案についてより明瞭的に説明するために、以下、実施例或は従来の技術について説明する際に必要である図面に対して、簡単に説明する。以下、説明される図面は本発明の一部の実施例であって、当業者は、容易に想到できる条件下において、これらの図面により他の図面を取得することができる。
本発明の第一実施形態に係るフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係るフロー電池システムの荷電状態監視測定システムの構造を示す概略図である。 本発明の第三実施形態に係るSOC検出装置の冗長設計に基づいたフロー電池の構造を示す概略図である。 本発明の第三実施形態に係るSOC検出装置の冗長設計に基づいたフロー電池の電池管理システムの構造を示す概略図である。 本発明の第三実施形態に係る異なるSOC検出装置の冗長構造を示す概略図である。 本発明の第三実施形態に係る異なるSOC検出装置の冗長構造を示す概略図である。 本発明の第三実施形態に係る異なるSOC検出装置の冗長構造を示す概略図である。 本発明の第三実施形態に係るSOC検出装置の冗長設計に基づいたフロー電池の故障判断手順を示すフローチャートである。 本発明の第四実施形態に係るフロー電池の実容量確定方法を示すフローチャートである。 本発明の第五実施形態に係るフロー電池の実容量確定装置の構造を示すブロック図である。 本発明の第四実施形態及び第五実施形態に係るSOCが0〜100%であり、放電出力が0〜Prであり、如何なるSOCと放電出力条件下でのR(SOC,P)の曲面関係を示す図である。 本発明の第四実施形態及び第五実施形態に係る電解液温度が0〜50℃であり、放電出力が0〜Prであり、如何なる電解液温度と放電出力条件下でのR(T,P)の曲面関係を示す図である。 本発明の第四実施形態及び第五実施形態に係る電解液流量が0%〜100%であり、放電出力が0〜Prであり、如何なる電解液流量と放電出力条件下でのR(F,P)の曲面関係を示す図である。 本発明の第六実施形態に係るフロー電池の交流側の入出力特性見積方法を示すフローチャートである。 本発明の第七実施形態に係るフロー電池の交流側の入出力特性見積システムの構造を示すブロック図である。 本発明の第六実施形態及び第七実施形態に係るフロー電池とフロー電池の交流側との接続を示す概略図である。 本発明の第六実施形態及び第七実施形態に係るフロー電池の無負荷運転時の出力及び容量特性曲線を示す概略図である。 本発明の第六実施形態及び第七実施形態に係るエネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率とエネルギー蓄積インバーターの出入力の電力比との関係を示す曲線図である。
本発明の実施例の目的、技術方案及び長所をより明瞭にさせるために、以下、本発明の実施例の図面に基づき、本発明の実施例の技術方案について明瞭・十分に説明する。勿論、以下に説明される実施例は本発明の一部分の実施例であり、全部の実施例ではない。本発明の実施例に基づき、当業者が容易に想到できる条件下で取得される全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
先ず、図面に基づいて、本発明の第一実施形態に係るフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法について説明する。図1に示すように、フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法は、電堆、正極電解液貯蔵タンク、負極電解液貯蔵タンク及び電解液循環管路からなるフロー電池システムを備え、少なくとも2対の異なる監視箇所のSOCを確定し、何れか1対の監視箇所が、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路、或は電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路にある手順1と、各対の監視箇所の対応するSOCにより、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得する手順2と、を備える。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が3対になる場合には、前記手順2は具体的に、SOC=A×SOC+B×SOC+C×SOCを利用してフロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が2対になる場合には、前記手順2は具体的に、SOC=A×SOC+B×SOC、SOC=A×SOC+C×SOC、或いはSOC=B×SOC+C×SOCを利用し、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、上記各公式において各係数の合計は1となり、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記手順2の前に、更に、フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により係数A、B、Cを設定する手順を備える。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が3対になる場合には、前記フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により配置係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
(1)フロー電池システムの出力と容量との比率が第一所定値と同等又はそれ以上か否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(2)を施行し、否定判断の場合には、手順(3)を施行する。
(2)0.1≦A≦0.3、0.5≦B≦0.8、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行する。
(3)フロー電池システムの出力と容量との比率が第二所定値以下か否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(4)を施行し、否定判断の場合には、手順(5)を施行する。
(4)0.1≦A≦0.3、0.1≦B≦0.3、0.5≦C≦0.8に設定し、手順2を施行する。
(5)SOC=(SOC+SOC+SOC)/3により、各ペアの監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、手順(6)を施行する。
(6)0<SOC≦20%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.33≦B≦0.6及び0.1≦C≦0.33に設定し、前記手順2を施行する。
20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、前記手順2を施行する。
80%<SOC<100%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.1≦B≦0.33及び0.33≦C≦0.6に設定し、手順2を施行する。
また、上記フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、前記監視箇所が2対になる場合は、前記フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
(i)フロー電池システムの出力と容量との比率が第一所定値と同等又はそれ以上か否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(ii)を施行し、否定判断の場合には、手順(iii)を施行する。
(ii)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦B≦0.9に設定し、前記手順2を施行する。
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行する。
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.7≦B≦0.9、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行する。
(iii)フロー電池システムの出力と容量との比率が第二所定値未満であるか否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(iv)を施行し、否定判断の場合には、手順(v)を施行する。
(iv)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行する。
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行する。
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.1≦B≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行する。
(v)SOC=(SOC+SOC)/2、SOC=(SOC+SOC)/2、或いはSOC=(SOC+SOC)/2により、何れかの2対の監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、手順(vi)を施行する。
(vi)0<SOC≦20%とするとき、
SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦B≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.5≦B≦0.8、0.2≦C≦0.5に設定し、前記手順2を施行し、
20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、
80%<SOC<100%とするとき、
SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.2≦B≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行する。
図2は本発明の第二実施形態に係るフロー電池システムの荷電状態監視測定システムの構造概略図であり、図2に示すように、この発明に係るフロー電池システムの荷電状態監視測定システムは、電堆1、正極電解液貯蔵タンク2、負極電解液貯蔵タンク3及び電解液循環管路からなるフロー電池システムを備え、何れかの1対の監視箇所が、正極電解液貯蔵タンク2内及び負極電解液貯蔵タンク3内、電堆1の正極電解液出口管路及び電堆1の負極電解液出口管路中、或は電堆1の正極電解液入口管路及び電堆1の負極電解液入口管路中に配置される。また、前記監視測定システムは、更に、監視測定装置に接続され、各対の監視箇所がそれぞれ対応するSOCに基づき、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得するためのSOC取得モジュール10を備える。また、前記監視箇所が3対になる場合には、前記SOC取得モジュール10は、SOC=A×SOC+B×SOC+C×SOCを利用して、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、ここで、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク2内及び負極電解液貯蔵タンク3内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆1の正極電解液出口管路及び電堆1の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆1の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである。また、前記監視箇所が2対になる場合には、前記SOC取得モジュール10は、SOC=A×SOC+B×SOC(該公式に対応する2対の監視箇所はそれぞれ、正極電解液貯蔵タンク2内及び負極電解液貯蔵タンク3内、及び電堆1の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中に配置)、或いはSOC=A×SOC+C×SOC(該公式に対応する2対の監視箇所はそれぞれ、正極電解液貯蔵タンク2内及び負極電解液貯蔵タンク3内、及び電堆1の正極電解液入口管路及び電堆1の負極電解液入口管路中に配置)、或いはSOC=B×SOC+C×SOC(該公式に対応する2対の監視箇所はそれぞれ、電堆1の正極電解液出口管路及び電堆1の負極電解液出口管路中、及び電堆1の正極電解液入口管路及び電堆1の負極電解液入口管路中に配置)を利用して、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得する。ここで、A、B、Cは係数であり、上記各公式において各係数の合計は1となり、SOCは対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク2内及び負極電解液貯蔵タンク3内のSOCであり、SOCは対応する監視箇所である電堆1の正極電解液出口管路及び電堆1の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは対応する監視箇所である電堆1の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである。本発明はフロー電池システムの出力と容量との比率により係数A、B、Cを配置し、その内、第一所定値が実際応用時に5をとることができ、第二所定値が実際応用時に0.2をとることができる。また、監視箇所は正極電解液貯蔵タンク2内及び負極電解液貯蔵タンク3内に配置され、好ましくは、正極電解液貯蔵タンク2及び負極電解液貯蔵タンク3内の中部位置に配置されるのがよい。
本発明の第二実施形態において、電位滴定方式、分光光度方式或は電位検出方式により少なくとも2対の異なる監視箇所のSOCを確定し、相応する監視測定装置は電位滴定装置、分光光度装置或は電位検出装置であり、その内、電位滴定方式及び分光光度方式は従来の技術における正負極電解液内の各価数のイオン含有量を確定する方式でSOCを確定する。以下、具体的に電位検出方式で異なる監視箇所対に対応するSOCを確定する過程について説明する。
本発明の第二実施形態において、前記電解液循環管路は、電堆の正極電解液出口管路6と、電堆の負極電解液出口管路7と、電堆の正極電解液入口管路8と、電堆の負極電解液入口管路9とを備える。前記電位検出装置4は具体的に、第一電位監視モジュール41と、第二電位監視モジュール42と、この第一電位監視モジュール41及び第二電位監視モジュール42に接続される電位差取得モジュール43とを備える。前記正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内に1対の監視測定装置を構成し、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内にそれぞれ第一電位監視モジュール41及び第二電位監視モジュール42が配置され、これにより正極電解液貯蔵タンク内の正極電解液電位及び負極電解液貯蔵タンク内の負極電解液電位を検出し、さらに電位差取得モジュール43が正極電解液電位と負極電解液電位との差値を取得する。前記電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中に1対の監視測定装置を構成し、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中にそれぞれ第一電位監視モジュール41及び第二電位監視モジュール42が配置され、電堆の正極電解液出口管路中の正極電解液電位、及び電堆の負極電解液出口管路中の負極電解液電位を検出し、さらに電位差取得モジュール43が正極電解液電位と負極電解液電位との差値を取得する。前記電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中に1対の監視測定装置を構成し、電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路に、それぞれ第一電位監視モジュール41及び第二電位監視モジュール42が配置され、電堆の正極電解液入口管路中の正極電解液電位、及び電堆の負極電解液入口管路中の負極電解液電位を検出し、さらに電位差取得モジュール43が正極電解液電位と負極電解液電位との差値を取得する。前記電位検出装置は、電位測定計或はSOC電池等として良い。電位検出装置が各対の監視箇所の正・負極電解液電位差(正・負極電解液電位差の検出による電解液のSOC状態を確定)を取得した後、加重平均法を利用してフロー電池システムの荷電状態SOCを取得しても良く、他の経験公式を利用してSOCを取得しても良い。前記第一電位監視モジュール41及び第二電位監視モジュール42は電解液にある電極により電位を測定し、具体的にそれぞれ検出電極を備えてもよく、それぞれ検出電極及び参照電極(即ち、参照電極法で正・負極電解液の間の電位差を検出して電解液のSOC状態を確定)を備えてもよい。
本発明の第一実施形態及び第二実施形態に係るフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステムは、フロー電池システムの複数の監視箇所の荷電状態を総合し、さらにフロー電池システムの荷電状態を取得することにより、荷電状態(SOC)の監視測定結果が実の数値により近づき、測定が精確で全面的になると共に、フロー電池システムの異なる監視箇所の実時間荷電状態を便利に取得することができ、SOC測定の冗長性を実現することができる。また、一部の監視箇所に設置された監視測定装置に故障が生じた場合には、依然として荷電状態の監視測定結果を実時間で精確に得ることを保証することができ、よってフロー電池の使用効率の向上に有利であり、電池の使用寿命を延長させ、フロー電池システムを精確に管理することができる。表1に、フロー電池システムの異なる荷電状態の監視測定方法による監視測定誤差比較データを示し、その内、監視測定誤差データは以下に説明する状況に対応する。第一状況において、電堆入口にある電荷状態SOCをフロー電池システムの電荷状態SOCとし、第二状況において、電堆出口にある電荷状態SOCをフロー電池システムの電荷状態SOCとし、第三状況において、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内の電荷状態SOCをフロー電池システムの電荷状態SOCとし、及び第四状況において、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中、及び電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中に配置される三対の監視箇所の電荷状態SOCを総合して、フロー電池システムの電荷状態SOCとする。表1に示すように、本発明の荷電状態(SOC)監視測定結果は誤差がかなり小さく、その結果は精確である。
図3は本発明の第三実施形態に係るSOC検出装置の冗長設計に基づいたフロー電池の構造概略図であり、図3に示すように、同一の監視箇所に少なくとも2対のSOC検出装置11が設置される冗長設計によりSOC測定値の精確度を保証する。前記監視箇所は正極電解液貯蔵タンク2内及び負極電解液貯蔵タンク3内、電堆の電解液入口管路或は電堆の電解液出口管路のうちの何れか1対の位置であり、即ち、それぞれ各前記SOC検出装置11の正極が正極電解液貯蔵タンク2内に配置され、SOC検出装置11の負極が負極電解液貯蔵タンク3内に配置され、或はSOC検出装置11の正極が電堆の正極電解液入口管路に接続され、SOC検出装置11の負極が電堆の負極電解液入口管路に接続され、或はSOC検出装置11の正極が電堆の正極電解液出口管路に接続され、SOC検出装置11の負極が電堆の負極電解液出口管路に接続されることができる。図4は本発明の第三実施形態に係るSOC検出装置の冗長設計に基づいたフロー電池の電池管理システムの構造概略図であり、図4に示すように、前記電池管理システムは、SOC計算モジュール、SOC故障判断モジュール及びSOC故障除去モジュール備える。その内、前記SOC計算モジュールは、運転状態にあるSOC検出装置が検出した信号に基づき計算して、各対のSOC検出装置が対応するSOC値を取得し、前記SOC故障判断モジュールは、算出された各SOC値を比較することにより、故障状態にあるSOC検出装置を確定し、前記SOC故障判断モジュールは、所定の故障判断手順により故障状態にあるSOC検出装置を確定する。図6は本発明の第三実施形態に係るSOC検出装置の冗長設計に基づいたフロー電池の故障判断手順のフローチャートであり、図6の示すように、前記故障判断手順が運転状態にあるSOC検出装置の対個数により、以下の二種の状況に分けられる。
すなわち、
1.運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対以上である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、次の通りである:計算により取得された各SOC値と他のSOC値との差をそれぞれ比較し、現在のSOC値と他のSOC値との差値が全部設定された故障閾値Y(例えば5%)以上である時、現在のSOC値が対応するSOC検出装置は故障状態であると判定し、SOC故障除去モジュールを起動する。
2.運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は次の通りである:前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、2対のSOC検出装置の開放電圧が所定の故障閾値範囲Y内にあるか否かをそれぞれ判定し、現在のSOC検出装置の開放電圧が故障閾値範囲Y内にない時、現在のSOC検出装置の状態は故障状態であると判定し、SOC故障除去モジュールを起動する。
その内、前記故障閾値範囲Yは、フロー電池システムが待機状態にあるとき、その電堆にある対応入口数量の単電池の開放電圧の電圧値を示し、現在の電堆単節の開放電圧が1.55Vである時、Y値の閾値範囲は一般的に1.53〜1.57Vである。前記故障閾値範囲Yは、実際のSOC検出装置、電堆にある単電池数量及び接続構造により具体的に設定され、例えば一つの電堆の電解液入口管路に並列接続される1対のSOC検出装置(一個のSOC単電池セルを内蔵)を設定する場合、電堆にある対応入口数量単電池の開放電圧値=電堆総電圧/単電池個数である。また、例えば、一つの電堆の電解液入口管路に並列接続されるN対のSOC検出装置(M個のSOC単電池セルを内蔵)を設定する場合、電堆にある対応入口数量の単電池の開放電圧値=M*電堆総電圧/単電池個数である。また、例えば、直列に接続される三つの電堆の電解液出口管路に接続される1対のSOC検出装置を設定する場合、電堆にある対応入口数量単電池の開放電圧値=三つの電堆総電圧/三つの電堆の単電池個数総数である。前記SOC故障除去モジュールが起動した後、前記SOC計算モジュールは新たにSOCを計算し、SOC故障判断モジュールが継続して算出された各SOC値に対して比較を行い、新たに故障状態にあるSOC検出装置を確定する。好ましくは、前記フロー電池は、同一監視箇所の冗長設計構造において、最も簡単な一つ使用・一つ予備の設計構造を採用してもよく、複数使用・複数予備の設計構造を採用してもよい。即ち、互いに冗長な関係にある少なくともN対のSOC検出装置が設置される場合、ここで、N−M対のSOC検出装置が運転状態にあり、M対のSOC検出装置がスタンバイ状態にあり、2≦N−M<N、N≧3である。その同時に、前記フロー電池が適時に故障状態にあるSOC検出装置を取替できないことに応対するために、依然としてSOC値測定の精確性を保証する必要があり、或はスタンバイ状態のSOC検出装置を運転状態に切換する必要がある等の場合がある。前記SOC検出装置の冗長設計構造に基づき、前記電池管理システムは、SOC計算モジュール、SOC故障判断モジュール、SOC故障除去モジュールが設置されるうえで、更に状態切換モジュールが設置され、前記状態切換モジュールは、スタンバイSOC検出装置のスタンバイ状態と運転状態との切換を制御し、例えば、状態切換モジュールは、SOC故障除去モジュールがSOC検出装置の両端のバルブへの閉鎖操作を施行した後、自動的にスタンバイSOC検出装置の両端のバルブの起動を制御し、スタンバイSOC検出装置をスタンバイ状態から運転状態に切換するように制御する。或は故障のSOC検出装置は故障を排除した後、再び運転状態へ切換させ、且つスタンバイSOC検出装置両端のバルブを閉鎖させて、該スタンバイSOC検出装置が運転状態からスタンバイ状態に切換するように制御する。電池システムが切換操作を完成した後、前記SOC計算モジュールが新たに計算するとともに、SOC故障判断モジュールは継続して算出された各SOC値に対して比較を行って、新たに故障状態にあるSOC検出装置を確定することにより、SOC値測定の連続性及び有効性を保証する。
本発明の第三実施形態に係るSOC検出装置は、SOC電池及び電位計を採用してよいが、それだけに限定することではない。図5(a)、図5(b)及び図5(c)は本発明の第三実施形態に係る異なるSOC検出装置の冗長構造の概略図であり、以下、図5(a)、図5(b)及び図5(c)に基づいて前記SOC検出装置が冗長設計であるフロー電池についてさらに詳しく説明する。
図5(a)に示すように、C1〜C4は一組のSOC検出装置を示し、その監視箇所は電堆入口管路(図示のR+、電堆の正極入口管路、R−、電堆の負極入口管路)であり、C1〜C4の先端及び後端には、それぞれ状態切換モジュールにより制御されるバルブが取付けられ、C1〜C4の流体通路関係は互いに並列に接続される関係であり、現在の状態をC1〜C3は運転状態で、C4のバルブは閉めるように設定し、即ち、スタンバイ状態に設定し、C1〜C3から測定されたSOC値により、対応する平均値計算し、且つ該当平均値をフロー電池のSOC値とする。ある時刻t1において、C1の測定値により得られたSOC値とC2、C3の測定値により得られたSOC値との差異が何れも5%を上回ることを発見し、所定の故障判断手順(図7に図示)により、C1が故障であることを判断することができる。この時、C1の前後端バルブを閉鎖し、故障状態にあるC1を停用して取替し、或はスタンバイ状態のC4のバルブを開放し、新たにSOCを計算するとともに、引き続き算出された各SOC値に対して比較をおこなって、新たに故障状態にあるSOC検出装置を確定することにより、SOC値測定の連続性及び有効性を保証する。その中、現在電池システムがC1の取替を許可しない状況であれば、直接にSOCの計算をC2、C3より測定されたSOC平均値に調整し、フロー電池システムを引き続き運転させる。現在電池システムがC1の取替を許可すれば、C1の取替を完了した後、スタンバイ状態にあるC1を運転状態に切換することができ、この時SOCの計算をC1〜C3で測定されたSOC平均値に調整することができる。もし、C4の前後両端バルブを起動したら、即ち、スタンバイ状態のC4を運転状態に切換したら、この時のSOCの計算をC2〜C4で測定されたSOC平均値に調整することができる。
図5(b)に示すように、C1〜C3は一組のSOC検出装置を示し、その監視箇所は電堆出口管路(図中のL+、電堆の正極出口管路、L−、電堆の負極出口管路)に位置し、C1〜C3の先端及び後端には、それぞれバルブが取付けられ、C1〜C3の流体通路関係は互いに直列に接続される関係であり、C1〜C3から測定されたSOC値により、対応する平均値計算し、且つ該当平均値をフロー電池のSOC値とする。ある時刻t2において、C2の測定値により得られたSOC値とC1、C3の測定値により得られたSOC値との差異が何れも5%を上回ることを発見し、所定の故障判断手順(図7に図示)により、C2が故障であることを判断することができる。この時C2の前後端バルブを閉鎖し、現在SOCの計算をC1、C3から測定されたSOC平均値に調整し、フロー電池システムを引き続き運転させる。また、電池システムがC2の取替を許可する場合には、C2を取替した後、スタンバイ状態にあるC2を運転状態に切換し、この時SOCの計算をC1〜C3から測定されたSOC平均値に調整することができる。
図5(c)に示すように、C1、C2は一組のSOC電池を示し、その監視箇所は電解液貯蔵タンク側に位置し、液面の段差を利用して電解液をSOC電池に流入する。その中、C1、C2の流体通路関係は互いに並列に接続される関係であり、且つ現在のC1及びC2はそれぞれ運転状態にある。C1〜C2から測定されたSOC値により対応する平均値計算し、且つ該当平均値をフロー電池のSOC値とする。ある時刻t3において、C1、C2の測定値に差異が存在し、その差異は何れも5%を上回ることを発見し、所定の故障判断手順(図7に図示)により、C2は故障であり、C1は正常であることを判断することができる。この時、C2の前後端バルブを閉鎖し、その同時SOCの計算をC1で測定された数値によりSOCを計算するように調整し、フロー電池システムを引き続いて運転させるとともに、電池システムが取替を許可する状況下において、故障状態のC2を取り換える。C2の取替を完了した後、C2の前後端バルブ(スタンバイ状態のC2を運転状態に切換する)を開放し、この時のSOCの計算をC1、C2から測定されたSOC平均値に調整することができる。
図7は本発明の第四実施形態に係るフロー電池の実容量確定方法のフローチャートであり、該フロー電池の実容量確定方法は、上記に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法により、フロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとして取得する手順一と、フロー電池の現在運転状態パラメータを取得する手順二と、取得されたフロー電池SOC、及び取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータにより、さらにフロー電池の実容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係に基づき、フロー電池の実容量を確定する手順三と、を備える。
また、上記フロー電池の実容量確定方法において、前記フロー電池の実容量は、フロー電池の実際放電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、少なくとも、放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量を備え、前記フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの間の対応関係は、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、Cは、フロー電池の定格放電容量であり、R(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(T,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率である。また、前記フロー電池の実容量は、更に、フロー電池の実際充電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、充電出力と定格出力との比率を備え、前記フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)であり、その内、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、C´は、フロー電池の定格充電容量であり、R´(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率である。また、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、フロー電池運転モード、環境温度、電解液圧力、正・負極電解液貯蔵タンク内の電解液液面の差、電解液濃度からなる群の少なくとも一種を備える。また、フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶する。
また、前記手順三は具体的に、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在の放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得し、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)に基づいてフロー電池の実際充電可能容量Cを取得する。
図8は本発明の第五実施形態に係るフロー電池の実容量確定装置の構造ブロック図である。図8に示すように、フロー電池の実容量確定装置は、上記に記載のフロー電池システムの荷電状態監視測定システムと、フロー電池の現在運転状態パラメータを取得するためのパラメータ取得モジュールと、フロー電池システムの荷電状態監視測定システム、及びパラメータ取得モジュールに接続される実容量確定モジュールとを備え、フロー電池システムの荷電状態監視測定システムが備えるSOC取得モジュールより取得されたフロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとし、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータ、及びフロー電池の実容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係に基づいて、フロー電池の実容量を確定するように構成される。また、前記フロー電池の実容量は、フロー電池の実際放電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、少なくとも放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量を備え、前記フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、Cは、フロー電池の定格放電容量であり、R(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(T,P)は、異なる電解液温度、及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(F,P)は、異なる電解液流量、及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率である。また、上記のフロー電池の実容量確定装置において、前記フロー電池の実容量は、更に、フロー電池の実際充電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、充電出力と定格出力との比率を備え、前記フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)であり、その内、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、C´は、フロー電池の定格充電容量であり、R´(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(T,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率である。また、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、フロー電池運転モード、環境温度、電解液圧力、正・負極電解液貯蔵タンク内の電解液レベル差及び電解液濃度からなる群の少なくとも一種を備える。また、上記のフロー電池の実容量確定装置において、前記確定装置は、更に、実容量確定モジュールに接続される記憶モジュールを備え、前記記憶モジュールは、フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶する。また、上記のフロー電池の実容量確定装置において、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得する。具体的に、フロー電池システムの荷電状態監視測定システムによりフロー電池の現在SOC状態を取得し、パラメータ取得モジュールによりフロー電池の現在放電出力を取得し、さらにフロー電池の放電出力と定格出力との比率を取得した後、実容量確定モジュールが、フロー電池の現在SOC状態、フロー電池の現在放電出力と定格出力との比率により、さらに事前に予め記憶された異なるSOC、及び異なる放電出力と定格出力との各比率R(SOC,P)に基づき、フロー電池の現在SOC状態、及びフロー電池の現在放電出力と定格出力との比率に対応するR(SOC,P)を取得する。同様に、パラメータ取得モジュールによりフロー電池の現在電解液温度を取得した後、実容量確定モジュールは、フロー電池の現在電解液温度、フロー電池の現在放電出力と定格出力との比率により、さらに事前に予め記憶された異なる電解液温度、及び異なる放電出力と定格出力との比率が対応する実際放電可能容量と定格放電容量との各比率R(T,P)に基づいて、フロー電池の現在電解液温度、及びフロー電池の現在放電出力と定格出力との比率に対応するR(T,P)を取得する。同様に、パラメータ取得モジュールによりフロー電池の現在電解液流量を取得した後、実容量確定モジュールは、フロー電池の現在電解液流量、フロー電池の現在放電出力と定格出力との比率により、さらに事前に予め記憶された異なる電解液流量、及び異なる放電出力と定格出力との比率が対応する実際放電可能容量と定格放電容量との各比率R(F,P)に基づいて、フロー電池の現在電解液流量、及びフロー電池の現在放電出力と定格出力との比率に対応するR(F,P)を取得する。
実容量確定モジュールは、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得し、その中、Cはフロー電池の定格放電容量であり、一般的に、メーカにより公称され、具体的にフロー電池が標準条件で放電可能な容量である。例えば、SOCが100%であり、電解液温度が40℃であり、電解液流量が最大流量である場合には、フロー電池の定格出力放電により得られる容量になる。前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量に基づき、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)、及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)により、フロー電池の実際充電可能容量Cを取得し、具体的に、フロー電池システムの荷電状態監視測定システムによりフロー電池の現在SOC状態を取得し、パラメータ取得モジュールによりフロー電池の現在充電出力を取得し、さらにフロー電池の充電出力と定格出力との比率を取得した後、実容量確定モジュールは、フロー電池の現在SOC状態、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率により、さらに事前に予め記憶された異なるSOC、及び異なる充電出力と定格出力との比率に対応する実際充電可能容量と定格充電容量との各比率R´(SOC,P)に基づき、フロー電池の現在SOC状態、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率に対応するR´(SOC,P)を取得する。同様に、パラメータ取得モジュールによりフロー電池の現在電解液温度を取得した後、実容量確定モジュールは、フロー電池の現在電解液温度、フロー電池の現在充電出力と定格出力との比率により、さらに事前に予め記憶された異なる電解液温度、及び異なる充電出力と定格出力との比率に対応する実際充電可能容量と定格充電容量との各比率R´(T,P)に基づき、フロー電池の現在電解液温度、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率に対応するR´(T,P)を取得する。同様に、パラメータ取得モジュールによりフロー電池の現在電解液流量を取得した後、実容量確定モジュールは、フロー電池の現在電解液流量、フロー電池の現在充電出力と定格出力との比率により、事前に予め記憶された異なる電解液流量、及び異なる充電出力と定格出力との比率に対応する実際充電可能容量と定格充電容量との各比率R´(F,P)に基づき、フロー電池の現在電解液流量、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率に対応するR´(F,P)を取得する。また、前記実容量確定モジュールはC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)により、フロー電池の実際充電可能容量Cを取得し、その中、C´はフロー電池の定格充電容量であり、一般的に、メーカにより公称され、具体的にフロー電池の標準条件で充電可能な最大容量である。例えば、SOCが0%であり、電解液温度が40℃であり、電解液流量が最大流量である場合には、フロー電池の定格出力充電により得られる容量になる。
本発明の第四実施形態及び第五実施形態において、事前に予め記憶されたフロー電池の異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で、運転時の実際放電可能容量と定格放電容量との各比率R(SOC,P)は、下記の過程を通じて取得される。異なるSOCを用いるフロー電池に対して、異なる定格出力で放電を行い、異なるSOC値が0%〜100%であり、一定のSOC値(例えば1%〜5%)ごとにフロー電池の放電操作を行ってもよく、上記値取り範囲内の各点SOCにおいて、フロー電池の放電操作をおこなってもよく、異なる放電出力(例えば、0.1Pr、0.2Pr、.....Pr)を採用し、ここで、Prはフロー電池の定格出力であり、異なる放電出力0.1Pr、0.2Pr、.....Prに対応し、異なる放電出力と定格出力との比率0.1、0.2、…、1に対応し、さらに各SOC状態及び各放電出力下において、それぞれ対応する複数のフロー電池の実際放電可能容量値Cを取得し、即ち、フロー電池の実際放電可能容量とSOC、放電出力と定格出力の比の対応関係(SOCが0〜100%程度にあり、放電出力が0〜Pr程度にあり、如何なるSOC及び放電出力下において、フロー電池が放出した実際放電可能容量C)を取得し、さらにSOCが0〜100%であり、放電出力が0〜Prであり、如何なるSOC及び放電出力条件下でのR(SOC,P)(フロー電池が放出した実際放電可能容量Cとフロー電池の定格放電容量Cとの比率)を取得し、具体的にOrigin、Matlab、CurveExpert等の常規模擬ソフトウェアを使用して、SOCが0〜100%であり、放電出力が0〜Prであり、且つ如何なるSOC及び放電出力下でのR(SOC,P)の曲面関係図を作成する。図9は、あるフロー電池システムのSOCが0〜100%であり、放電出力が0〜Prであり、如何なるSOCと放電出力でのR(SOC,P)の曲面関係を図示し、図9の曲面関係図に対応する表現式は、R(SOC,P)=-17.4673+1.05696x+35.13839y-0.000479652x-29.95843y+0.00438xyであり、ここで,xはフロー電池SOCであり、yはフロー電池の放電出力と定格出力との比率であり、異なるメーカ製及び異なる規格のフロー電池は、異なる形状及び表現式の曲面関係図に対応することになるが、その取得過程は前記実験の過程と同じである。
本発明の第四実施形態及び第五実施形態において、事前に予め記憶されたフロー電池の異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下において、運転時の実際放電可能容量と定格放電容量との各比率R(T,P)は下記のような過程により取得される。異なる電解液温度でのフロー電池を異なる定格出力で放電し、異なる電解液温度の取値範囲は0℃〜50℃であり、一定の電解液温度区間(例えば2℃)毎においてフロー電池の放電操作を行ってもよく、前記値取り範囲の各点の電解液温度下でフロー電池の放電操作を行ってもよく、異なる放電出力(例えば0.1Pr、0.2Pr、......Pr)を採用し、その内、Prはフロー電池の定格出力であり、対応する異なる放電出力は0.1Pr、0.2Pr、......Prであり、異なる放電出力と定格出力との比率0.1、0.2、......1に対応し、さらに各電解液温度、及び各放電出力下において、それぞれ対応する複数のフロー電池の実際放電可能容量値Cを取得し、即ち、フロー電池の実際放電可能容量と電解液温度、放電出力と定格出力との比の対応関係(電解液温度が0〜50℃範囲にあり、放電出力が0〜Pr程度にあり、如何なる電解液温度と放電出力下で、フロー電池が放出した実際放電可能容量C)を取得し、さらに電解液温度が0〜50℃範囲にあり、放電出力が0〜Pr程度にあり、如何なる電解液温度と放電出力下でのR(T,P)(フロー電池が放出した実際放電可能容量Cとフロー電池の定格放電容量Cとの比率)を取得し、具体的にOrigin、Matlab、CurveExpert等の常規模擬ソフトウェアを使用して、電解液温度が0〜50℃範囲にあり、放電出力が0〜Pr程度にあり、及び如何なる電解液温度と放電出力下においてのR(T,P)曲面関係図を作成する。図10は、あるフロー電池システムの電解液温度が0〜50℃範囲にあり、放電出力が0〜Pr程度にあり、如何なる電解液温度と放電出力下においてのR(T,P)の曲面関係図を示し、図10曲面関係図に対応する表現式は、R(T,P)=(355355900−3260090t−10411600000y+997749000y−13511200ty)/(1+6355.3459t−1351.31452y−11521500t+7291280y−15034.47789ty)であり、その中、tは電解液温度であり、yはフロー電池の放電出力と定格出力との比率であり、異なるメーカ製及び異なる規格のフロー電池は、異なる形状及び表現式の曲面関係図に対応することになるが、その取得過程は前記実験の過程と同じである。
本発明の第四実施形態及び第五実施形態において、事前に予め記憶されたフロー電池の異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下において、運転時の実際放電可能容量と定格放電容量との各比率R(F,P)は、下記のような過程により取得される。異なる電解液流量でのフロー電池は、異なる定格出力で放電を行い、異なる電解液流量値は最大電解液流量の0%〜100%程度であり、一定の電解液流量区間(例えば5%)毎においてフロー電池の放電操作を行ってもよく、前記値取り範囲の各点の電解液流量下でフロー電池の放電操作を行ってもよく、異なる放電出力(例えば0.1Pr、0.2Pr、......Pr)を採用し、その内、Prはフロー電池の定格出力であり、対応する異なる放電出力は0.1Pr、0.2Pr、......Prであり、異なる放電出力と定格出力との比率0.1、0.2、......1に対応し、さらに各電解液流量及び各放電出力下において、それぞれ対応する複数のフロー電池の実際放電可能容量値Cを取得し、即ち、フロー電池の実際放電可能容量と電解液流量、放電出力と定格出力との比の対応関係(電解液流量が0%〜100%範囲にあり、放電出力が0〜Pr範囲にあり、如何なる電解液流量と放電出力下においてのフロー電池が放出した実際放電可能容量C)を取得し、さらに電解液流量が0%〜100%程度にあり、放電出力が0〜Pr程度にあり、如何なる電解液流量と放電出力でのR(F,P)(フロー電池の実際放電可能容量Cとフロー電池の定格放電容量Cとの比率)を取得する。
具体的にOrigin、Matlab、CurveExpert等の常規模擬ソフトウェアを使用して、電解液流量が0%〜100%程度にあり、放電出力が0〜Pr程度にあり、如何なる電解液流量と放電出力でのR(F,P)の曲面関係図を作成する。図11は、あるフロー電池システムの電解液流量が0%〜100%範囲にあり、放電出力が0〜Pr範囲にあり、如何なる電解液流量と放電出力でのR(F,P)の曲面関係図を示し、図11曲面関係図に対応する表示式は、R(F,P)=(99.81343−57.90947f−34.2676y−17.13953y+10.062535y)/(1−0.50034f+0.03846f+0.0677f−0.58371y+0.14669)である。その中、fは電解液流量であり、yはフロー電池の放電出力と定格出力との比率であり、異なるメーカ製及び異なる規格のフロー電池は、異なる形状及び表現式の曲面関係図に対応することになるが、その取得過程は前記実験の過程と同じである。
上記と類似で、異なるフロー電池に対して、上記実験過程と同様に、SOCが0〜100%範囲にあり、充電出力が0〜Pr範囲にあり、如何なるSOC及び充電出力でのR´(SOC,P)の曲面関係図、電解液温度が0〜50℃範囲にあり、充電出力が0〜Pr範囲にあり、如何なる電解液温度と充電出力でのR´(T,P)の曲面関係図、及び電解液流量が0%〜100%範囲にあり、充電出力が0〜Pr範囲にあり、如何なる電解液流量と充電出力でのR´(F,P)の曲面関係図を得ることができる。
図12は本発明の第六実施形態に係るフロー電池の交流側の入出力特性見積方法のフローチャートであり、図14は本発明の第六実施形態に係るフロー電池とその交流側の接続を示す概略図であり、図12及び図14に示すフロー電池の交流側の入出力特性見積方法は、前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とし、前記見積方法は、上記に記載されたフロー電池の実容量確定方法によりフロー電池の実容量を確定する手順と、直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量、及び確定されたフロー電池の実容量に基づき、フロー電池の交流側が実際に提供或は吸収する電量を取得する手順とを備える。
また、上記のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、フロー電池交流側の実際吸収電量は、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、フロー電池の交流側の実際提供電量は、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、その内、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量である。また、前記見積方法は更に下記のような手順を備える。すなわち、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する手順を更に備え、その内、E´は、フロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eは、フロー電池の交流側の定格放出電量である。また、前記フロー電池の交流側の実際提供出力は、PACO=PLF×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、フロー電池交流側の実際吸収出力はPACI=PLC/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その内、PACOは、フロー電池の交流側が実際に提供した出力であり、PACIは、フロー電池の交流側が実際に吸収した出力であり、PLCは、フロー電池の充電出力であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であり、PLFは、フロー電池の放電出力であり、フロー電池の交流側の実際提供出力PACO或はフロー電池交流側の実際吸収出力PACIは、ユーザの需要により、予め設定された既知量である時、さらに対応するフロー電池の充電出力PLC或はフロー電池の放電出力PLFを取得できる。また、前記フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断し、肯定判断時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値未満である時、先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する。また、前記フロー電池の交流側の出力の変化発生時間間隔が所定の時間間隔以下か否かを判断することで、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを確定する。
図13は本発明の第七実施形態に係るフロー電池の交流側の入出力特性見積システムの構造ブロック図であり、図14は本発明の第六実施形態及び第七実施形態に係るフロー電池とその交流側の接続を示す概略図であり、図13及び図14に示すフロー電池の交流側の入出力特性見積システムは、前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする、フロー電池の交流側の入出力特性見積システムであって、前記見積システムは、上記に記載のフロー電池の実容量確定装置と、フロー電池の実容量確定装置に接続される見積モジュールと、を備え、前記見積モジュールは、直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量、及び確定されたフロー電池の実容量により、フロー電池交流側が実際に提供・吸収する電量を取得する。
また、前記見積モジュールは、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池の交流側の実際提供電量を取得し、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池交流側の実際吸収電量を取得し、その中、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量である。また、前記見積モジュールは、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、その中、E´はフロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eはフロー電池の交流側の定格放出電量である。また、前記フロー電池の交流側の実際提供出力は、PACO=PLF×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、フロー電池交流側の実際吸収出力はPACI=PLC/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その中、PACOはフロー電池の交流側が実際に提供した出力であり、PACIはフロー電池の交流側、が実際に吸収した出力であり、PLCは、フロー電池の充電出力であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であり、PLFは、フロー電池の放電出力であり、フロー電池の交流側の実際提供出力PACO或はフロー電池交流側の実際吸収出力PACIが、ユーザの需要により予め設定された既知量である時、さらに対応するフロー電池の充電出力PLC或はフロー電池の放電出力PLFを取得できる。
また、前記見積システムは、更に、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断するための出力変化判断モジュールと、フロー電池SOCとSOC閾値とを比較するための比較モジュールを備え、フロー電池の交流側の出力変化が頻繁に変化する時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値未満であれば、先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する。また、前記出力変化判断モジュールは、フロー電池の交流側の出力の変化発生時間間隔が所定の時間間隔以下か否かを判断することで、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを確定する。SOC閾値は50%をとることができ、所定の時間間隔秒レベル又はその以下でよい。
図14はフロー電池とフロー電池の交流側との接続を示す概略図であり、図14に示すように、フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介してエネルギー蓄積インバーターの一端と接続され、エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して交流バスと接続され、該図において、交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とし、実際に応用するとき、前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介さず、直接にエネルギー蓄積インバーターの一端に接続されてもよく、この時、見積モジュールは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量及び取得されたフロー電池容量情報により、フロー電池交流側が実際に提供或は実際に吸収される電量を取得し、具体的に算式EACO=C×(TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池交流側が実際に提供する電量を取得し、EACI=C/(TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池交流側が実際に吸収した電量を取得し、相応にフロー電池の充電出力或はフロー電池の放電出力を見積する時、採用される算式もフロー電池の交流側が実際に提供する出力は、PACO=PLF×(TE×TE)−EC×TEになり、フロー電池交流側が実際に吸収する出力は、PACI=PLC/(TE×TE)+EC/TEになり、実際の応用において、エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介さず、直接に交流バスに接続されてもよく、即ち、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする。この時、フロー電池の出力端が直流変圧機器を介してエネルギー蓄積インバーターの一端と接続される場合には、見積モジュールが、直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、フロー電池の補助エネルギー消費量、及び取得されたフロー電池容量情報により、フロー電池の交流側が実際に提供或は実際に吸収する電量を取得し、具体的に、算式EACO=C×(TE×TE)−EC×TEを利用してフロー電池の交流側が実際に提供する電量を取得し、EACI=C/(TE×TE)+EC/TEによりフロー電池の交流側が実際に吸収する電量を取得し、相応にフロー電池の充電出力或はフロー電池の放電出力を見積する時、採用される算式もフロー電池の交流側が実際に提供する出力は、PACO=PLF×(TE×TE)−EC×TEになり、フロー電池交流側が実際に吸収する出力は、PACI=PLC/(TE×TE)+EC/TEになり、実際の応用において、前記フロー電池の出力端は直接にエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は直接に交流バスに接続され、つまり、フロー電池とその交流側との間に直流変圧機器或いは交流変圧機器を介設しなくてよい。この時、見積モジュールはエネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、フロー電池の補助エネルギー消費量、及び取得されたフロー電池容量情報により、フロー電池交流側の実際提供・吸収電量を取得し、具体的にEACO=C×TE−EC×TE算式を利用して、フロー電池の交流側が実際に提供した電量を取得し、EACI=C/TE+EC/TEにより、フロー電池交流側が実際に吸収した電量を取得し、相応にフロー電池の充電出力或はフロー電池の放電出力を見積するとき、その採用される算式もフロー電池の交流側の実際提供出力がPACO=PLF×TE−EC×TEになり、フロー電池交流側の実際吸収出力がPACI=PLC/TE+EC/TEになる。また、見積モジュールがフロー電池の交流側電量の計算処理を行うとき、先ず直流変圧機器の入出力電圧状況、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換、交流変圧機器の入出力電圧により、それぞれ対応する直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、及び交流変圧機器の効率を取得する。ある具体的なフロー電池、及び既知のフロー電池とその交流側との間の構造配置及び接続に対して、フロー電池の交流側の定格吸収電量E´及びフロー電池の交流側の定格放出電量Eが何れも既知量であり、E=C×(TE×TE×TE)−EC/TEであり、E´=C´×(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その内、Cはフロー電池の定格放電容量であり、一般的に、メーカにより公称され、具体的にフロー電池が標準条件で放電可能な容量である。例えば、SOCが0%であり、電解液温度が40℃であり、電解液流量が最大流量であるとき、フロー電池の定格出力放電により得た容量である。C´はフロー電池の定格充電容量であり、一般的に、メーカにより公称され、具体的にフロー電池が標準条件で充電可能な容量である。例えば、SOCが0%であり、電解液温度が40℃であり、電解液流量が最大流量であるとき、フロー電池の定格出力充電により得た容量である。
本発明の第六実施形態及び第七実施形態において、フロー電池の補助エネルギー消費量とは、磁力ポンプ、熱交換システム、通風システム、電池管理システム及びセンサー等の補助機器の消費電力を指す。これらの補助消費電力は、前記補助機器の交流バスに電力量と出力の計量機能がある計量器を追加し、且つ計量した電力消耗を統計することにより、相応の補助消費電力を取得してもよく、具体的な補助機器の時間作動計画により相応の補助消費電力を取得してもよい。例えば通風システムの時間作動計画をPM2:00〜PM3:00に開始するようにし、これによりこの時期内の補助エネルギー消費を統計してもよく、フロー電池の直流側状態により補助電力消費を見積してもよい。例えば交流30%出力で放電し、放電過程で直流側出力が交流側出力以上になるので、かりに対応する直流側出力が略40%、フロー電池の現在直流SOCが約50%とすれば、直流特性に基づき、40%の直流出力の放電により直流側SOCが50%から30%まで低下され、この過程で磁力ポンプの消耗は通常10kWhであり、50%〜40%の直流SOCの区間において、磁力ポンプ出力は2kWであり、40%〜30%のSOC区間において、磁力ポンプの出力が5kWである。以上のパラメータを取得したうえ、そのデータが真値に接近するまで、以上の操作を繰り返す。フロー電池が無負荷(自己放電)で運転する場合には、出力及び容量が交流総出口(即ち、フロー電池の交流測)に体現されないので、この時直流側SOC表示だけを注目すればよい。図15はフロー電池が無負荷運転時の出力と容量特性曲線(自放電曲線)を示しており、図16はエネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率とエネルギー蓄積インバーターの入出力の出力比の関係曲線図であり、前記エネルギー蓄積インバーターの入出力の出力比、充電時、具体的にエネルギー蓄積インバーター直流側出力とエネルギー蓄積インバーター交流側出力との比率であり、前記エネルギー蓄積インバーターの入出力の出力比、放電時、具体的にエネルギー蓄積インバーター交流側出力とエネルギー蓄積インバーター直流側出力との比率である。
以上の記載は本発明の好ましい具体な実施形態であり、本発明の保護範囲はこれだけに限定されるものではなく、如何なる当業者が本発明の範囲内で、本発明とその発明の構想に同等の取替或は変更を行ったものも、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
(付記)
(付記1)
電堆、正極電解液貯蔵タンク、負極電解液貯蔵タンク及び電解液循環管路からなるフロー電池システムを備えるフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、
少なくとも2対の異なる監視箇所のSOCを確定し、何れか1対の監視箇所が、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路、或は電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路にある手順1と、
各対の監視箇所が対応するSOCにより、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得する手順2と、を備える、ことを特徴とするフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
(付記2)
監視箇所が3対になる場合には、前記手順2は具体的に、
SOC=A×SOC+B×SOC+C×SOCを利用してフロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液槽電解液貯蔵タンク内及び負極電解液槽電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである、ことを特徴とする付記1に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
(付記3)
監視箇所が2対になる場合には、前記手順2は具体的に、
SOC=A×SOC+B×SOC、SOC=A×SOC+C×SOC、或いはSOC=B×SOC+C×SOCを利用し、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、上記各公式において、各係数の合計は1であり、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液槽電解液貯蔵タンク内及び負極電解液槽電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである、ことを特徴とする付記1に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
(付記4)
手順2の前に、更に、フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により、係数A、B、Cを設定する手順を備える、ことを特徴とする付記2又は3に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
(付記5)
監視箇所が3対になる場合には、前記フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により、配置係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
(1)フロー電池システムの出力と容量との比率が第一所定値と同等又はそれ以上か否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(2)を施行し、否定判断の場合には、手順(3)を施行し、
(2)0.1≦A≦0.3、0.5≦B≦0.8、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行し、
(3)フロー電池システムの出力と容量との比率が第二所定値以下か否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(4)を施行し、否定判断の場合には、手順(5)を施行し、
(4)0.1≦A≦0.3、0.1≦B≦0.3、0.5≦C≦0.8に設定し、手順2を施行し、
(5)SOC=(SOC+SOC+SOC)/3により、各対の監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、手順(6)を施行し、
(6)0<SOC≦20%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.33≦B≦0.6及び0.1≦C≦0.33に設定し、前記手順2を施行し、
20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、前記手順2を施行し、
80%<SOC<100%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.1≦B≦0.33及び0.33≦C≦0.6に設定し、手順2を施行する、ことを特徴とする付記4に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
(付記6)
監視箇所が2対になる場合には、前記フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
(i)フロー電池システムの出力と容量との比率が第一所定値と同等又はそれ以上か否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(ii)を施行し、否定判断の場合には、手順(iii)を施行し、
(ii)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦B≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.7≦B≦0.9、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行し、
(iii)フロー電池システムの出力と容量との比率が第二所定値以下か否かを判断し、肯定判断の場合には、手順(iv)を施行し、否定判断の場合には、手順(v)を施行し、
(iv)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.1≦B≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
(v)SOC=(SOC+SOC)/2、SOC=(SOC+SOC)/2、或いはSOC=(SOC+SOC)/2により、何れかの2対の監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、手順(vi)を施行し、
(vi)0<SOC≦20%とするとき、
SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦B≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.5≦B≦0.8、0.2≦C≦0.5に設定し、前記手順2を施行し、
20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、
80%<SOC<100%とするとき、
SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.2≦B≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行する、ことを特徴とする付記4に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
(付記7)
電堆、正極電解液貯蔵タンク、負極電解液貯蔵タンク及び電解液循環管路からなるフロー電池システムを備えるフロー電池システムの荷電状態監視測定システムにおいて、前記監視測定システムは、
少なくとも2対の異なる監視箇所のSOCを確定する監視測定装置を備え、何れかの1対の監視箇所が、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中、或は電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中に配置される、ことを特徴とするフロー電池システムの荷電状態監視測定システム。
(付記8)
前記監視測定システムは、更に、監視測定装置に接続され、各対の監視箇所がそれぞれ対応するSOCに基づき、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得するためのSOC取得モジュールを備える、ことを特徴とする付記7に記載のフロー電池システムの荷電状態監視測定システム。
(付記9)
監視箇所が3対になる場合には、前記SOC取得モジュールは、SOC=A×SOC+B×SOC+C×SOCを利用して、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1であり、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである、ことを特徴とする付記8に記載のフロー電池システムの荷電状態監視測定システム。
(付記10)
監視箇所が2対になる場合には、前記SOC取得モジュールは、SOC=A×SOC+B×SOC、SOC=A×SOC+C×SOC、或はSOC=B×SOC+C×SOCを利用して、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、上記各公式において各係数の合計は1であり、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである、ことを特徴とする付記8に記載のフロー電池システムの荷電状態監視測定システム。
(付記11)
同一の監視箇所に少なくとも2対のSOC検出装置が設置され、前記監視箇所は、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び負極電解液出口管路中、又は電堆の正極電解液入口管路及び負極電解液入口管路中の何れか1対の位置である、ことを特徴とするSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記12)
前記SOC検出装置の接続方式は、直列接続或は並列接続である、ことを特徴とする付記11に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記13)
前記フロー電池は、更に電池管理システムを備え、前記電池管理システムは、
運転状態にあるSOC検出装置が検出した信号により、計算し、各SOC検出装置が対応するSOC値を取得するSOC計算モジュールと、
算出された各SOC値を比較することで、故障状態にあるSOC検出装置を確定するSOC故障判断モジュールと、
前記故障状態にあるSOC検出装置の両端のバルブを閉める操作を施行するSOC故障除去モジュールと、を備える、ことを特徴とする付記11に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記14)
前記SOC故障判断モジュールは、所定の故障判断手順により故障状態にあるSOC検出装置を確定し、前記故障判断手順は以下の手順を備える:
運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対以上である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、計算により取得された各SOC値と他のSOC値との差をそれぞれ比較し、現在のSOC値と他のSOC値との差値が全部設定された故障閾値Y以上である時、現在のSOC値が対応するSOC検出装置は故障状態にあると判定し、SOC故障除去モジュールを起動するものであり、
運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、2対のSOC検出装置の開放電圧が設定された故障閾値範囲Y内にあるか否かをそれぞれ判定し、故障閾値範囲Y内にない時、現在のSOC検出装置は故障状態にあると判定し、SOC故障除去モジュールを起動するものである、ことを特徴とする付記13に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記15)
前記SOC故障除去モジュールを起動した後、前記SOC計算モジュールは新たにSOCの計算を行い、SOC故障判断モジュールは継続して算出された各SOC値を比較し、故障状態にあるSOC検出装置を新たに確定する、ことを特徴とする付記13に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記16)
前記フロー電池の同一監視箇所において、互いに冗長な関係にある少なくともN対のSOC検出装置が設置され、その内、N−M対のSOC検出装置が運転状態にあり、M対のSOC検出装置がスタンバイ状態にあり、2≦N−M<N、N≧3である、ことを特徴とする付記13に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記17)
前記電池管理システムは、更に、スタンバイSOC検出装置を制御することで、スタンバイ状態と運転状態との間の切換を実現する状態切換モジュールを備える、ことを特徴とする付記16に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記18)
前記電池管理システムの状態切換モジュールは、SOC故障除去モジュールがSOC検出装置の両端のバルブへの閉鎖操作を施行した後、自動的にスタンバイSOC検出装置の両端のバルブの起動を制御し、スタンバイSOC検出装置をスタンバイ状態から運転状態に切換る、ことを特徴とする付記17に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
(付記19)
付記1から3の何れかに記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法により、フロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとして取得する手順一と、
フロー電池の現在運転状態パラメータを取得する手順二と、
取得されたフロー電池SOC、及び取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータにより、さらにフロー電池の実容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係に基づき、フロー電池の実容量を確定する手順三とを備える、フロー電池の実容量確定方法。
(付記20)
前記フロー電池の実容量は、フロー電池の実際放電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、少なくとも、放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量を備え、前記フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの間の対応関係は、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、Cは、フロー電池の定格放電容量であり、R(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(T,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率である、ことを特徴とする付記19に記載のフロー電池の実容量確定方法。
(付記21)
前記フロー電池の実容量は、更に、フロー電池の実際充電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、充電出力と定格出力との比率を備え、前記フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)であり、その内、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、C´は、フロー電池の定格充電容量であり、R´(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(T,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率である、ことを特徴とする付記20に記載のフロー電池の実容量確定方法。
(付記22)
前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、フロー電池運転モード、環境温度、電解液圧力、正・負極電解液貯蔵タンクの電解液液面の差、電解液濃度からなる群の少なくとも一種を備える、ことを特徴とする付記21に記載のフロー電池の実容量確定方法。
(付記23)
フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶する、ことを特徴とする付記21に記載のフロー電池の実容量確定方法。
(付記24)
前記手順三は具体的に、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在の放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得し、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在充電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)に基づいてフロー電池の実際充電可能容量Cを取得する、ことを特徴とする付記21に記載のフロー電池の実容量確定方法。
(付記25)
付記8から10の何れかに記載のフロー電池システムの荷電状態監視測定システムと、
フロー電池の現在運転状態パラメータを取得するためのパラメータ取得モジュールと、
フロー電池システムの荷電状態監視測定システム、及びパラメータ取得モジュールに接続される実容量確定モジュールと、を備え、
フロー電池システムの荷電状態監視測定システムが備えるSOC取得モジュールより取得されたフロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとし、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータ、及びフロー電池の実容量とフロー電池SOC、及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係に基づいて、フロー電池の実容量を確定する、フロー電池の実容量確定装置。
(付記26)
前記フロー電池の実容量は、フロー電池の実際放電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、少なくとも放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量を備え、前記フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、Cは、フロー電池の定格放電容量であり、R(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(T,P)は、異なる電解液温度、及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(F,P)は、異なる電解液流量、及び異なるフロー電池の放電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際放電可能容量とフロー電池の定格放電容量との比率である、ことを特徴とする付記25に記載のフロー電池の実容量確定装置。
(付記27)
前記フロー電池の実容量は、更に、フロー電池の実際充電可能容量を備え、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、充電出力と定格出力との比率を備え、前記フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池SOCとフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)であり、その内、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、C´は、フロー電池の定格充電容量であり、R´(SOC,P)は、異なるフロー電池SOC及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(T,P)は、異なる電解液温度及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、異なる電解液流量及び異なるフロー電池の充電出力とフロー電池の定格出力との比率の条件下において、フロー電池の実際充電可能容量とフロー電池の定格充電容量との比率である、ことを特徴とする付記26に記載のフロー電池の実容量確定装置。
(付記28)
前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、フロー電池運転モード、環境温度、電解液圧力、正・負極電解液貯蔵タンク内の電解液レベル差及び電解液濃度からなる群の少なくとも一種を備える、ことを特徴とする付記27に記載のフロー電池の実容量確定装置。
(付記29)
前記確定装置は、更に、実容量確定モジュールに接続される記憶モジュールを備え、前記記憶モジュールは、フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶する、ことを特徴とする付記27に記載のフロー電池の実容量確定装置。
(付記30)
前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得し、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現行充電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)に基づいてフロー電池の実際充電可能容量Cを取得する、ことを特徴とする付記27に記載のフロー電池の実容量確定装置。
(付記31)
前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする、フロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、前記見積方法は、
付記19に記載のフロー電池の実容量確定方法によりフロー電池の実容量を確定する手順と、
直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量及び確定されたフロー電池の実容量により、フロー電池交流側が実際に提供・吸収される電量を取得する手順と、を備える、ことを特徴とするフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
(付記32)
フロー電池交流側の実際吸収電量は、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、フロー電池の交流側の実際提供電量は、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、その内、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量である、ことを特徴とする付記31に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
(付記33)
100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する手順を更に備え、その内、E´は、フロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eは、フロー電池の交流側の定格放出電量である、ことを特徴とする付記32に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
(付記34)
フロー電池の交流側の実際提供出力は、PACO=PLF×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、フロー電池交流側の実際吸収出力はPACI=PLC/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その中、PACOは、フロー電池の交流側が実際に提供した出力であり、PACIは、フロー電池の交流側が実際に吸収した出力であり、PLCは、フロー電池の充電出力であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であり、PLFは、フロー電池の放電出力であり、フロー電池の交流側の実際提供出力PACO或はフロー電池交流側の実際吸収出力PACIは、ユーザの需要により、予め設定された既知量である時、さらに対応するフロー電池の充電出力PLC或はフロー電池の放電出力PLFを取得できる、ことを特徴とする付記32に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
(付記35)
フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断し、肯定判断時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値未満である時、
先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する、ことを特徴とする付記33に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
(付記36)
フロー電池の交流側の出力の変化発生時間間隔が所定の時間間隔以下か否かを判断することで、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを確定する、ことを特徴とする付記35に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
(付記37)
前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする、フロー電池の交流側の入出力特性見積システムにおいて、前記見積システムは、
付記25に記載のフロー電池の実容量確定装置と、
フロー電池の実容量確定装置に接続される見積モジュールと、を備え、
前記見積モジュールは、直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量、及び確定されたフロー電池の実容量により、フロー電池交流側の実際提供・吸収電量を取得する、ことを特徴とするフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
(付記38)
前記見積モジュールは、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池の交流側の実際提供電量を取得し、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池交流側の実際吸収電量を取得し、その内、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量である、ことを特徴とする付記37に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
(付記39)
前記見積モジュールは、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、その中、E´はフロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eはフロー電池の交流側の定格放出電量である、ことを特徴とする付記38に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
(付記40)
フロー電池の交流側の実際提供出力は、PACO=PLF×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、フロー電池交流側の実際吸収出力はPACI=PLC/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その内、PACOはフロー電池の交流側が実際に提供した出力であり、PACIはフロー電池の交流側が実際に吸収した出力であり、PLCは、フロー電池の充電出力であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であり、PLFは、フロー電池の放電出力であり、フロー電池の交流側の実際提供出力PACO或はフロー電池交流側の実際吸収出力PACIが、ユーザの需要により予め設定された既知量である時、さらに対応するフロー電池の充電出力PLC或はフロー電池の放電出力PLFを取得できる、ことを特徴とする付記38に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
(付記41)
前記見積システムは、更に、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断するための出力変化判断モジュールと、フロー電池SOCとSOC閾値とを比較するための比較モジュールを備え、フロー電池の交流側の出力変化が頻繁に変化する時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値未満であれば、先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する、ことを特徴とする付記38に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
(付記42)
前記出力変化判断モジュールは、フロー電池の交流側の出力の変化発生時間間隔が所定の時間間隔以下か否かを判断することで、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを確定する、ことを特徴とする付記41に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
1 電堆
2 正極電解液貯蔵タンク
3 負極電解液貯蔵タンク
4 電位監視測定装置
5 循環ポンプ
6 電堆の正極電解液出口管路
7 電堆の負極電解液出口管路
8 電堆の正極電解液入口管路
9 電堆の負極電解液入口管路
10 SOC取得モジュール
11 SOC検出装置
41 第一電位監視モジュール
42 第二電位監視モジュール
43 電位差取得モジュール

Claims (28)

  1. 電堆、正極電解液貯蔵タンク、負極電解液貯蔵タンク及び電解液循環管路からなるフロー電池システムを備えるフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法において、
    少なくとも2対の異なる監視箇所のSOCを確定し、何れか1対の監視箇所が、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路、或は電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路にある手順1と、
    各対の監視箇所が対応するSOCにより、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得する手順2と、を備え、
    手順2の前に、更に、フロー電池システムの出力と容量との比率結果により、係数A、B、Cを設定する手順を備え、
    監視箇所が2対になる場合には、前記手順2は具体的に、SOC=A×SOC+B×SOC、SOC=A×SOC+C×SOC、或いはSOC=B×SOC+C×SOCを利用し、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、上記各公式において、各係数の合計は1であり、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液槽電解液貯蔵タンク内及び負極電解液槽電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである、ことを特徴とするフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
  2. 監視箇所が3対になる場合には、前記手順2は具体的に、
    SOC=A×SOC+B×SOC+C×SOCを利用してフロー電池システムの荷電状態SOCを取得し、その内、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1、SOCは、対応する監視箇所である正極電解液槽電解液貯蔵タンク内及び負極電解液槽電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOCは、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである、ことを特徴とする請求項1に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
  3. 監視箇所が3対になる場合には、前記フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により、配置係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
    (1)フロー電池システムの出力/容量の比率が第一所定値と同等又はそれ以上か否かを判断し、肯定判断の場合には、(2)を施行し、否定判断の場合には、(3)を施行し、
    (2)0.1≦A≦0.3、0.5≦B≦0.8、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行し、
    (3)フロー電池システムの出力/容量の比率が第二所定値以下か否かを判断し、肯定判断の場合には、(4)を施行し、否定判断の場合には、(5)を施行し、
    (4)0.1≦A≦0.3、0.1≦B≦0.3、0.5≦C≦0.8に設定し、手順2を施行し、
    (5)SOC=(SOC+SOC+SOC)/3により、各対の監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、(6)を施行し、
    (6)0<SOC≦20%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.33≦B≦0.6及び0.1≦C≦0.33に設定し、前記手順2を施行し、
    20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、前記手順2を施行し、
    80%<SOC<100%とするとき、0.1≦A≦0.33、0.1≦B≦0.33及び0.33≦C≦0.6に設定し、手順2を施行する、ことを特徴とする請求項2に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
  4. 監視箇所が2対になる場合には、前記フロー電池システムの出力と容量との比率の結果により係数A、B、Cを設定する手順は具体的に、
    (i)フロー電池システムの出力/容量の比率が第一所定値と同等又はそれ以上か否かを判断し、肯定判断の場合には、(ii)を施行し、否定判断の場合には、(iii)を施行し、
    (ii)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦B≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.7≦B≦0.9、0.1≦C≦0.3に設定し、前記手順2を施行し、
    (iii)フロー電池システムの出力/容量の比率が第二所定値以下か否かを判断し、肯定判断の場合には、(iv)を施行し、否定判断の場合には、(v)を施行し、
    (iv)SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.1≦A≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.1≦B≦0.3、0.7≦C≦0.9に設定し、前記手順2を施行し、
    (v)SOC=(SOC+SOC)/2、SOC=(SOC+SOC)/2、或いはSOC=(SOC+SOC)/2により、何れかの2対の監視箇所のSOC平均値SOCを取得し、(vi)を施行し、
    (vi)0<SOC≦20%とするとき、
    SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦B≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦C≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.5≦B≦0.8、0.2≦C≦0.5に設定し、前記手順2を施行し、
    20%<SOC≦80%とするとき、A=B=Cに設定し、
    80%<SOC<100%とするとき、
    SOC=A×SOC+B×SOCに対して、0.4≦A≦0.5、0.5≦B≦0.6に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=A×SOC+C×SOCに対して、0.2≦A≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行し、
    SOC=B×SOC+C×SOCに対して、0.2≦B≦0.5、0.5≦C≦0.8に設定し、前記手順2を施行する、ことを特徴とする請求項2に記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法。
  5. 電堆、正極電解液貯蔵タンク、負極電解液貯蔵タンク及び電解液循環管路からなるフロー電池システムを備えるフロー電池システムの荷電状態監視測定システムにおいて、前記監視測定システムは、
    対の異なる監視箇所のSOCを確定する監視測定装置を備え、前記3対の異なる監視箇所が、それぞれ、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中、並びに電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中であり、
    前記監視測定システムは、更に、監視測定装置に接続され、各対の監視箇所がそれぞれ対応するSOCに基づき、フロー電池システムの荷電状態SOCを取得するためのSOC取得モジュールを備え、
    前記SOC取得モジュールは、SOC =A×SOC +B×SOC +C×SOC を利用して、フロー電池システムの荷電状態SOC を取得し、その内、A、B、Cは係数であり、A+B+C=1であり、SOC は、対応する監視箇所である正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内のSOCであり、SOC は、対応する監視箇所である電堆の正極電解液出口管路及び電堆の負極電解液出口管路中のSOCであり、SOC は、対応する監視箇所である電堆の正極電解液入口管路及び電堆の負極電解液入口管路中のSOCである、ことを特徴とするフロー電池システムの荷電状態監視測定システム。
  6. 同一の監視箇所に少なくとも2対のSOC検出装置が設置され、前記監視箇所は、正極電解液貯蔵タンク内及び負極電解液貯蔵タンク内、電堆の正極電解液出口管路及び負極電解液出口管路中、又は電堆の正極電解液入口管路及び負極電解液入口管路中の何れか1対の位置である、フロー電池であって、
    前記フロー電池は、更に電池管理システムを備え、前記電池管理システムは、
    運転状態にあるSOC検出装置が検出した信号により、計算し、各SOC検出装置が対応するSOC値を取得するSOC計算モジュールと、
    算出された各SOC値を比較することで、故障状態にあるSOC検出装置を確定するSOC故障判断モジュールと、
    前記故障状態にあるSOC検出装置の両端のバルブを閉める操作を施行するSOC故障除去モジュールと、を備える、ことを特徴とするSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
  7. 前記SOC故障判断モジュールは、所定の故障判断手順により故障状態にあるSOC検出装置を確定し、前記故障判断手順は以下の手順を備える:
    運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対以上である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、計算により取得された各SOC値と他のSOC値との差をそれぞれ比較し、現在のSOC値と他のSOC値との差値が設定された故障閾値Y以上である時、現在のSOC値が対応するSOC検出装置は故障状態にあると判定し、SOC故障除去モジュールを起動するものであり、
    運転状態にあるSOC検出装置の個数が2対である時、前記SOC故障判断モジュールの作動方式は、2対のSOC検出装置の開放電圧が設定された故障閾値範囲Y内にあるか否かをそれぞれ判定し、故障閾値範囲Y内にない時、現在のSOC検出装置は故障状態にあると判定し、SOC故障除去モジュールを起動するものである、ことを特徴とする請求項に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
  8. 前記SOC故障除去モジュールを起動した後、前記SOC計算モジュールは新たにSOCの計算を行い、SOC故障判断モジュールは継続して算出された各SOC値を比較し、故障状態にあるSOC検出装置を新たに確定する、ことを特徴とする請求項に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
  9. 前記フロー電池の同一監視箇所において、互いに冗長な関係にある少なくともN対のSOC検出装置が設置され、その内、N−M対のSOC検出装置が運転状態にあり、M対のSOC検出装置がスタンバイ状態にあり、2≦N−M<N、N≧3である、ことを特徴とする請求項に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
  10. 前記電池管理システムは、更に、スタンバイSOC検出装置を制御することで、スタンバイ状態と運転状態との間の切換を実現する状態切換モジュールを備え、
    前記電池管理システムの状態切換モジュールは、SOC故障除去モジュールがSOC検出装置の両端のバルブへの閉鎖操作を施行した後、自動的にスタンバイSOC検出装置の両端のバルブの起動を制御し、スタンバイSOC検出装置をスタンバイ状態から運転状態に切換る、ことを特徴とする請求項に記載のSOC検出装置の冗長設計に基づくフロー電池。
  11. 請求項1から3の何れかに記載のフロー電池システムの荷電状態の監視測定方法により、フロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとして取得する手順一と、
    フロー電池の現在運転状態パラメータを取得する手順二と、
    取得されたフロー電池SOC、及び取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータにより、さらにフロー電池の実容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係に基づき、フロー電池の実容量を確定する手順三とを備える、フロー電池の実容量確定方法。
  12. 前記フロー電池の実容量は、フロー電池の実際電容であり、前記フロー電池運転状態パラメータは、少なくとも、放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量を備え、前記フロー電池の実際電容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの間の対応関係は、C=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際電容量であり、Cは、フロー電池の定格放電容量であり、R(SOC,P)は、フロー電池を異なるSOC、及び異なる放電出力/定格出力の比率の下で運転する時の、フロー電池の実際電容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(T,P)は、フロー電池を異なる電解液温度、及び異なる放電出力/定格出力の比率の下で運転する時の、フロー電池の実際電容量とフロー電池の定格放電容量との比率であり、R(F,P)は、フロー電池を異なる電解液流量、及び異なる放電出力/定格出力の比率の下で運転する時の、フロー電池の実際電容量とフロー電池の定格放電容量との比率である、ことを特徴とする請求項11に記載のフロー電池の実容量確定方法。
  13. 前記フロー電池の実容量は、更に、フロー電池の実際電容であり、前記フロー電池運転状態パラメータは、更に、充電出力と定格出力との比率を備え、前記フロー電池の実際電容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係は、C=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)であり、その中、Cは、フロー電池の実際電容量であり、C´は、フロー電池の定格充電容量であり、R´(SOC,P)は、フロー電池を異なるSOC、及び異なる充電出力/定格出力の比率の下で運転する時の、フロー電池の実際電容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(T,P)は、フロー電池を異なる電解液温度、及び異なる充電出力/定格出力の比率の下で運転する時の、フロー電池の実際電容量とフロー電池の定格充電容量との比率であり、R´(F,P)は、フロー電池を異なる電解液流量、及び異なる充電出力/定格出力の比率の下で運転する時の、フロー電池の実際電容量とフロー電池の定格充電容量との比率である、ことを特徴とする請求項12に記載のフロー電池の実容量確定方法。
  14. フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力定格出力の比率の下で運転する時の、実際電容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力定格出力の比率の下で運転する時の、実際電容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力定格出力の比率の下で運転する時の、実際電容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力定格出力の比率の下で運転する時の、実際電容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力定格出力の比率の下で運転する時の、実際電容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力定格出力の比率の下で運転する時の、実際電容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶する、ことを特徴とする請求項13に記載のフロー電池の実容量確定方法。
  15. 前記手順三は具体的に、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在の放電出力定格出力の比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際電容量Cを取得し、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在充電出力定格出力の比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)に基づいてフロー電池の実際電容量Cを取得する、ことを特徴とする請求項13に記載のフロー電池の実容量確定方法。
  16. 請求項5に記載のフロー電池システムの荷電状態監視測定システムと、
    フロー電池の現在運転状態パラメータを取得するためのパラメータ取得モジュールと、
    フロー電池システムの荷電状態監視測定システム、及びパラメータ取得モジュールに接続される実容量確定モジュールと、を備え、
    フロー電池システムの荷電状態監視測定システムが備えるSOC取得モジュールより取得されたフロー電池システムの荷電状態SOCをフロー電池SOCとし、
    前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC及び取得されたフロー電池の現在運転状態パラメータと、フロー電池の実容量とフロー電池SOC及びフロー電池運転状態パラメータとの対応関係と、に基づいて、フロー電池の実容量を確定する、フロー電池の実容量確定装置。
  17. 前記確定装置は、更に、実容量確定モジュールに接続される記憶モジュールを備え、前記記憶モジュールは、フロー電池が異なるSOC、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる放電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際放電可能容量と定格放電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なるSOC、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液温度、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶し、フロー電池が異なる電解液流量、異なる充電出力と定格出力との比率の条件下で運転する時の、実際充電可能容量と定格充電容量との各比率に対して事前に予め記憶する、ことを特徴とする請求項16に記載のフロー電池の実容量確定装置。
  18. 前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現在放電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR(SOC,P)、R(T,P)及びR(F,P)を確定し、さらにC=C×R(SOC,P)×R(T,P)×R(F,P)に基づいてフロー電池の実際放電可能容量Cを取得し、前記実容量確定モジュールは、取得されたフロー電池SOC、及びフロー電池の現行充電出力と定格出力との比率、電解液温度及び電解液流量により、対応するパラメータR´(SOC,P)、R´(T,P)及びR´(F,P)を確定し、さらにC=C´×R´(SOC,P)×R´(T,P)×R´(F,P)に基づいてフロー電池の実際充電可能容量Cを取得する、ことを特徴とする請求項17に記載のフロー電池の実容量確定装置。
  19. 前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする、フロー電池の交流側の入出力特性見積方法において、前記見積方法は、
    請求項11に記載のフロー電池の実容量確定方法によりフロー電池の実容量を確定する手順と、
    直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量及び確定されたフロー電池の実容量により、フロー電池交流側が実際に提供・吸収される電量を取得する手順と、を備える、ことを特徴とするフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
  20. フロー電池交流側の実際吸収電量は、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、フロー電池の交流側の実際提供電量は、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、その内、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量である、ことを特徴とする請求項19に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
  21. 100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する手順を更に備え、その中、E´は、フロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eは、フロー電池の交流側の定格放出電量である、ことを特徴とする請求項20に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
  22. フロー電池の交流側の実際提供出力は、PACO=PLF×(TE×TE×TE)−EC×TEであり、フロー電池交流側の実際吸収出力はPACI=PLC/(TE×TE×TE)+EC/TEであり、その中、PACOは、フロー電池の交流側が実際に提供した出力であり、PACIは、フロー電池の交流側が実際に吸収した出力であり、PLCは、フロー電池の充電出力であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量であり、PLFは、フロー電池の放電出力であり、フロー電池の交流側の実際提供出力PACO或はフロー電池交流側の実際吸収出力PACIは、ユーザの需要により、予め設定された既知量である時、さらに対応するフロー電池の充電出力PLC或はフロー電池の放電出力PLFを取得できる、ことを特徴とする請求項20に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
  23. フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断し、肯定判断時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値未満である時、
    先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する、ことを特徴とする請求項22に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
  24. フロー電池の交流側の出力の変化発生時間間隔が所定の時間間隔以下か否かを判断することで、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを確定する、ことを特徴とする請求項23に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積方法。
  25. 前記フロー電池の出力端は、直流変圧機器を介して或は介さずにエネルギー蓄積インバーターの一端に接続され、前記エネルギー蓄積インバーターの他端は、交流変圧機器を介して或は介さずに交流バスに接続され、エネルギー蓄積インバーターと交流バスとの接続点或は交流変圧機器と交流バスとの接続点をフロー電池の交流側とする、フロー電池の交流側の入出力特性見積システムにおいて、前記見積システムは、
    請求項16に記載のフロー電池の実容量確定装置と、
    フロー電池の実容量確定装置に接続される見積モジュールと、を備え、
    前記見積モジュールは、直流変圧機器の効率、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率、交流変圧機器の効率、フロー電池の補助エネルギー消費量、及び確定されたフロー電池の実容量により、フロー電池交流側の実際提供・吸収電量を取得する、ことを特徴とするフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
  26. 前記見積モジュールは、EACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池の交流側の実際提供電量を取得し、EACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池交流側の実際吸収電量を取得し、その中、EACOは、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量であり、EACIは、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量であり、Cは、フロー電池の実際充電可能容量であり、Cは、フロー電池の実際放電可能容量であり、TEは、直流変圧機器の効率であり、TEは、エネルギー蓄積インバーターの交直流変換効率であり、TEは、交流変圧機器の効率であり、ECは、フロー電池の補助エネルギー消費量である、ことを特徴とする請求項25に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
  27. 前記見積モジュールは、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、その中、E´はフロー電池の交流側の定格吸収電量であり、Eはフロー電池の交流側の定格放出電量である、ことを特徴とする請求項26に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
  28. 前記見積システムは、更に、フロー電池の交流側の出力が頻繁に変化するか否かを判断するための出力変化判断モジュールと、フロー電池SOCとSOC閾値とを比較するための比較モジュールを備え、フロー電池の交流側の出力変化が頻繁に変化する時、フロー電池SOCがSOC閾値と同等又はそれ以上であれば、先ずEACI=C/(TE×TE×TE)+EC/TEにより、フロー電池が充電する時、交流側が実際に吸収した電量を取得した後、100%−EACI/E´により、充電時のフロー電池の交流側SOCを取得し、フロー電池SOCがSOC閾値未満であれば、先ずEACO=C×(TE×TE×TE)−EC×TEにより、フロー電池が放電する時、交流側が実際に提供した電量を取得した後、EACO/Eにより、放電時のフロー電池の交流側SOCを取得する、ことを特徴とする請求項27に記載のフロー電池の交流側の入出力特性見積システム。
JP2017542255A 2014-11-03 2015-11-03 フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、soc検出装置の冗長設計に基づくフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステム Active JP6491347B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410613631.0A CN105572594B (zh) 2014-11-03 2014-11-03 液流电池系统荷电状态监测方法及其系统
CN201410613631.0 2014-11-03
CN201510613258.3 2015-09-23
CN201510613258.3A CN106549177B (zh) 2015-09-23 2015-09-23 一种基于soc检测装置冗余设计的液流电池及soc计量方法
PCT/CN2015/093707 WO2016070794A1 (zh) 2014-11-03 2015-11-03 液流电池系统荷电状态监测方法及其系统、基于soc检测装置冗余设计的液流电池、液流电池实际容量确定方法及其装置、以及液流电池交流侧输入输出特性估算方法及其系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018503099A JP2018503099A (ja) 2018-02-01
JP6491347B2 true JP6491347B2 (ja) 2019-03-27

Family

ID=55908586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017542255A Active JP6491347B2 (ja) 2014-11-03 2015-11-03 フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、soc検出装置の冗長設計に基づくフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステム

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10424797B2 (ja)
EP (3) EP3214455B1 (ja)
JP (1) JP6491347B2 (ja)
AU (1) AU2015342321B2 (ja)
WO (1) WO2016070794A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3109931B1 (en) * 2014-02-17 2019-01-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Redox flow battery system and method for operating redox flow battery
JP6776904B2 (ja) * 2017-01-13 2020-10-28 株式会社デンソー 電池パック及び電源システム
CN108627768B (zh) * 2017-03-22 2020-11-13 中国科学院金属研究所 一种全钒液流电池系统soc在线检测方法
WO2019231663A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 NDSL, Inc. Methods, systems, and devices for monitoring state-of-health of a battery system operating over an extended temperature range
GB2576182B (en) * 2018-08-08 2022-04-06 Renewable Energy Dynamics Tech Ltd Flow battery
WO2020130013A1 (ja) * 2018-12-18 2020-06-25 昭和電工株式会社 レドックスフロー電池及びその運転方法
US11721823B2 (en) * 2019-01-08 2023-08-08 Delectrik Systems Private Limited Flow battery module
US10777836B1 (en) 2019-05-20 2020-09-15 Creek Channel Inc. Fe—Cr redox flow battery systems including a balance arrangement and methods of manufacture and operation
CN110488841B (zh) * 2019-09-03 2022-11-01 国网湖南省电力有限公司 基于智能机器人的变电设备联合巡检系统及其应用方法
WO2021091666A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-14 Ess Tech, Inc. Method and system for redox flow battery performance recovery
US11735756B2 (en) 2020-11-16 2023-08-22 Cougar Creek Technologies, Llc Redox flow battery systems and methods utilizing a temporal energy profile
JP2023119877A (ja) * 2022-02-17 2023-08-29 株式会社日立製作所 電池管理装置、電池管理プログラム
CN116565267B (zh) * 2023-03-13 2023-10-03 陕西合全建设工程有限公司 一种大规模全钒液流储能电池系统
CN118136906B (zh) * 2024-05-06 2024-07-26 国网安徽省电力有限公司巢湖市供电公司 一种全钒液流储能的控制系统及方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990003666A1 (en) * 1988-09-23 1990-04-05 Unisearch Limited State of charge of redox cell
JPH1062552A (ja) * 1996-08-14 1998-03-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 距離計測装置
CN202144772U (zh) * 2007-06-07 2012-02-15 韦福普泰有限公司 产生和储存电力的发电系统
JP4989331B2 (ja) * 2007-06-21 2012-08-01 三菱電機株式会社 航跡統合装置及びプログラム及び航跡統合方法
JP2009303306A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Toyota Motor Corp 異常検出装置、これを搭載した車両及び異常検出方法
US8044786B2 (en) * 2008-06-19 2011-10-25 Tesla Motors, Inc. Systems and methods for diagnosing battery voltage mis-reporting
US20130011704A1 (en) * 2008-07-07 2013-01-10 Enervault Corporation Redox Flow Battery System with Multiple Independent Stacks
DE102011079126B4 (de) * 2011-07-14 2023-02-02 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem, Batterie, Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem sowie Verfahren zur Überwachung einer Batterie
DE102011079292A1 (de) * 2011-07-18 2013-01-24 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemanagementsystem und dazugehöriges Verfahren zur Bestimmung eines Ladezustands einer Batterie, Batterie mit Batteriemanagementsystem und Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem
JP5764456B2 (ja) * 2011-10-07 2015-08-19 株式会社ケーヒン バッテリ監視装置
CN103187807B (zh) * 2011-12-31 2015-02-18 中国电力科学研究院 锂-液流电池联合储能电站的实时功率分配方法及系统
JP5948938B2 (ja) * 2012-02-20 2016-07-06 沖電気工業株式会社 データ生成装置、方法およびプログラム
JP2013250078A (ja) * 2012-05-30 2013-12-12 Denso Corp 異常判定装置
DE102012014436A1 (de) * 2012-07-13 2014-05-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Strommessung in Batterieanordnungen
US9768463B2 (en) * 2012-07-27 2017-09-19 Lockheed Martin Advanced Energy Storage, Llc Aqueous redox flow batteries comprising metal ligand coordination compounds
US20140095089A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-03 Zhijian James Wu System and method for estimated battery state of charge
US8928327B2 (en) * 2012-11-20 2015-01-06 Primus Power Corporation Mass distribution indication of flow battery state of charge
WO2014162326A1 (ja) * 2013-03-30 2014-10-09 Leシステム株式会社 レドックスフロー電池及びその運転方法
CN103197257A (zh) * 2013-04-03 2013-07-10 华为技术有限公司 电池健康状态检测方法及装置
CN203365539U (zh) * 2013-08-05 2013-12-25 国家电网公司 一种电位检测传感器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3214455B1 (en) 2020-04-29
US10424797B2 (en) 2019-09-24
AU2015342321B2 (en) 2019-09-12
US20170237091A1 (en) 2017-08-17
US20190305345A1 (en) 2019-10-03
EP3214455A4 (en) 2018-10-31
EP3214455A1 (en) 2017-09-06
EP3627168B1 (en) 2022-10-19
WO2016070794A1 (zh) 2016-05-12
EP3246720A1 (en) 2017-11-22
EP3246720B1 (en) 2019-09-18
EP3627168A1 (en) 2020-03-25
US10629932B2 (en) 2020-04-21
JP2018503099A (ja) 2018-02-01
AU2015342321A1 (en) 2017-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6491347B2 (ja) フロー電池システムの荷電状態の監視測定方法とそのシステム、soc検出装置の冗長設計に基づくフロー電池、フロー電池の実容量確定方法とその装置、及びフロー電池の交流側の入出力特性見積方法とそのシステム
US11626605B2 (en) Flow battery control method, flow battery control system and flow battery
Uhrig et al. Lithium-based vs. vanadium redox flow batteries–a comparison for home storage systems
TWI631758B (zh) 氧化還原液流電池系統及氧化還原液流電池之運轉方法
EP3151325B1 (en) Redox flow battery system and method for operating redox flow battery system
AU2020101399A4 (en) A Full Vanadium Flow Battery Management System Based on Embedded Chip
US10868318B2 (en) Flow battery control method, flow battery control system and flow battery
CN103151811B (zh) 一种钒电池管理系统的soc检测方法
TWI455440B (zh) 微電網獨立運轉下之負載管理裝置
CN107204480B (zh) 液流电池电解液参数确定方法及其系统、液流电池
Trovò et al. Battery management system with testing protocols for kW-class vanadium redox flow batteries
CN106549177B (zh) 一种基于soc检测装置冗余设计的液流电池及soc计量方法
CN105572594A (zh) 液流电池系统荷电状态监测方法及其系统
CN204481544U (zh) 一种用于输电线路在线监测设备的无线充电装置
CN112332514B (zh) 蓄电池充放电控制系统和方法
CN106654330B (zh) 液流电池交流侧输入输出特性估算方法及其系统
CN202260529U (zh) 燃气轮机发电机组直流电源与ups电源整合供电系统
Vishnu et al. Advanced Battery Management System for Standalone VRFB Applications
CN117766822A (zh) 一种多液路单电路全钒电池电控系统
CN114977264A (zh) 一种全钒液流电池微网系统

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180605

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180829

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20181101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6491347

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250