液流电池充放电控制方法及其系统、液流电池技术方案

本发明专利技术公开了一种液流电池充放电控制方法及其系统、液流电池，所述方法包括如下步骤：步骤1：检测液流电池SOC；步骤2：判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间，是则执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：保持液流电池电压不变；步骤4：当液流电池SOC大于等于SOC上限，调整液流电池电压低于第一预设电压，当液流电池SOC小于等于SOC下限，调整液流电池电压处于第一预设电压和第二预设电压之间，所述第二预设电压高于第一预设电压。本发明专利技术避免了高SOC条件下，液流电池容易发生副反应，以及长时间的高SOC充电会导致液流电池容量衰减的问题，同时，在低SOC条件下，可以通过提高充电电压上限来增加充电量。

Liquid cell battery charging and discharging control method, system and liquid flow battery

The invention discloses a flow battery charge and discharge control method and system, liquid flow battery, the method comprises the following steps: Step 1: detection of flow battery SOC; step 2: to determine whether SOC between the liquid flow battery is placed in the SOC limit and SOC limit is the step 3 or step 4; step 3: keep the voltage constant flow battery; step 4: when the liquid flow battery SOC is greater than or equal to the upper limit of SOC, adjust the flow battery voltage is lower than the first preset voltage, when the liquid flow battery SOC is less than or equal to the minimum SOC, adjust the flow battery voltage is between the first preset voltage and second preset voltage, the preset voltage is higher than second the first preset voltage. The invention avoids the condition of high SOC flow battery are prone to side effects, and at the same time, high SOC long time charging lead flow battery capacity attenuation, under low SOC condition can be improved by the charging voltage limit to increase the amount of charge.

【技术实现步骤摘要】
液流电池充放电控制方法及其系统、液流电池
本专利技术属于液流电池
，具体涉及一种液流电池充放电控制方法及其系统、液流电池。
技术介绍
液流电池具有设计灵活(功率和容量可独立设计)、使用寿命长、充放电性能好、选址自由、能量效率高、安全环保、维护费用低和易实现规模化蓄电等其它常规电池所不具备的诸多优点。实际应用时，液流电池可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电系统作为储能系统，使产生的电力能够连续稳定的输出；也可以用来对电网进行削峰填谷，将用电低谷的电力储存起来，在用电高峰时输出，以此来平衡电力供需；另外，还可以作为应急电源系统和备用电站等，被认为是最具商业化前景的储能技术之一。目前，多个国家已相继建成kW～MW级的液流电池示范系统，配套于太阳能、风能等可再生能源发电系统起到平滑输出、跟踪计划发电、平衡负荷和削峰填谷等作用。现有技术中的液流电池在进行充放电时存在如下问题：1、不考虑液流电池处于充电末期(高SOC)和放电末期(低SOC)下对电池性能和容量的影响，采用直接充放电到截止条件的方式进行充放电；而液流电池在充放电末期，电化学极化、浓差极化增大，副反应增多，导致液流电池的活性物质被氧化/还原，使得液流电池容量发生不可逆衰减，影响液流电池的长期运行寿命和稳定性；2、液流电池充放电控制方法单一，导致液流电池的充电量和放电量有限，无法最大化实现液流电池的优势如能量效率和容量性能等。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种液流电池充放电控制方法及其系统、液流电池。本专利技术的技术手段如下：一种液流电池充放电控制方法，包括如下步骤：步骤1：检测液流电池SOC；步骤2：判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间，是则执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：保持液流电池电压不变；步骤4：当液流电池SOC大于等于SOC上限，调整液流电池电压低于第一预设电压，当液流电池SOC小于等于SOC下限，调整液流电池电压处于第一预设电压和第二预设电压之间，所述第二预设电压高于第一预设电压；进一步地，所述方法在步骤4之后还包括如下步骤：步骤5：检测液流电池所包括的各电堆的电压，执行步骤6；步骤6：将任意两个电堆电压之间的差值与第一电压阈值进行比较，若任意两个电堆电压之间的差值大于等于第一电压阈值则执行步骤7；步骤7：当液流电池处于充电状态，降低液流电池的充电电压上限并调整液流电池充电电流，当液流电池处于放电状态，提高液流电池的放电电压下限并调整液流电池放电电流；进一步地，若任意两个电堆电压之间的差值小于第一电压阈值或者在执行步骤7之后，则执行步骤8；步骤8：将任意两个电堆电压之间的差值与第二电压阈值进行比较，若任意两个电堆电压之间的差值大于等于第二电压阈值则液流电池停机，若任意两个电堆电压之间的差值小于第二电压阈值则返回步骤6。一种液流电池充放电控制系统，包括：第一监测单元，用于检测液流电池SOC；与第一监测单元相连接的第一判断单元，用于判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间；当液流电池SOC置于SOC下限和SOC上限之间时，液流电池当前电压保持不变；与第一判断单元相连接的第一控制单元；所述第一控制单元用于当液流电池SOC大于等于SOC上限，调整液流电池电压低于第一预设电压，当液流电池SOC小于等于SOC下限，调整液流电池电压处于第一预设电压和第二预设电压之间，所述第二预设电压高于第一预设电压；另外，所述系统还包括：第二监测单元，用于检测液流电池所包括的各电堆的电压；与所述第二监测单元相连接的第二比较单元；所述第二比较单元用于将任意两个电堆电压之间的差值与第一电压阈值进行比较；与所述第二比较单元相连接的第二控制单元；所述第二控制单元用于在所述第二比较单元得出任意两个电堆电压之间的差值大于等于第一电压阈值的比较结果后，当液流电池处于充电状态，降低液流电池的充电电压上限并调整液流电池充电电流，当液流电池处于放电状态，提高液流电池的放电电压下限并调整液流电池放电电流；另外，所述系统还包括与所述第二比较单元和第二控制单元相连接的第三比较单元；所述第三比较单元用于在第二比较单元得到任意两个电堆电压之间的差值小于第一电压阈值的比较结果之后，或者在所述第二控制单元进行降低液流电池的充电电压上限并调整液流电池充电电流之后，或者降低液流电池的充电电压上限并调整液流电池充电电流之后，将任意两个电堆电压之间的差值与第二电压阈值进行比较；所述第二控制单元根据第三比较单元得出的任意两个电堆电压之间的差值大于等于第二电压阈值的比较结果，来控制液流电池停机；所述第二比较单元在第三比较单元得出任意两个电堆电压之间的差值小于第二电压阈值的比较结果后，继续将任意两个电堆电压之间的差值与第一电压阈值进行比较。一种液流电池，具有上述任一项所述的液流电池充放电控制系统。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的液流电池充放电控制方法及其系统、液流电池与现有技术相比具有如下优点：1、根据液流电池的荷电状态执行智能控制策略，优化液流电池的SOC使用区间，使得液流电池在充放电末期的反应极化大大减少，提高了液流电池的性能和寿命；2、通过有效调整液流电池的SOC工作区间，减少了液流电池的副反应，解决了液流电池在高SOC下运行而引起的容量衰减问题；3、通过降低充电电压上限和提高放电电压下限的方式，解决了液流电池在充放电末期充放电性能不佳的情况，大大提高了液流电池的充放电能力和能量效率。附图说明图1是本专利技术步骤1至步骤4的方法流程图；图2是本专利技术步骤5至步骤8的方法流程图；图3是本专利技术所述系统的结构示意图。具体实施方式如图1所示的一种液流电池充放电控制方法，包括如下步骤：步骤1：检测液流电池SOC；步骤2：判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间，是则执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：保持液流电池电压不变；步骤4：当液流电池SOC大于等于SOC上限，调整液流电池电压低于第一预设电压，当液流电池SOC小于等于SOC下限，调整液流电池电压处于第一预设电压和第二预设电压之间，所述第二预设电压高于第一预设电压；如图2所示，进一步地，所述方法在步骤4之后还包括如下步骤：步骤5：检测液流电池所包括的各电堆的电压，执行步骤6；步骤6：将任意两个电堆电压之间的差值与第一电压阈值进行比较，若任意两个电堆电压之间的差值大于等于第一电压阈值则执行步骤7；步骤7：当液流电池处于充电状态，降低液流电池的充电电压上限并调整液流电池充电电流，当液流电池处于放电状态，提高液流电池的放电电压下限并调整液流电池放电电流；进一步地，若任意两个电堆电压之间的差值小于第一电压阈值或者在执行步骤7之后，则执行步骤8；步骤8：将任意两个电堆电压之间的差值与第二电压阈值进行比较，若任意两个电堆电压之间的差值大于等于第二电压阈值则液流电池停机，若任意两个电堆电压之间的差值小于第二电压阈值则返回步骤6。如图3所示的一种液流电池充放电控制系统，包括：第一监测单元，用于检测液流电池SOC；与第一监测单元相连接的第一判断单元，用于判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间；当液流电池SOC置于SOC下限和SOC上限之间时，液流电池当前电压保持不变；与第一判断单元相连接的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液流电池充放电控制方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤1：检测液流电池SOC；步骤2：判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间，是则执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：保持液流电池电压不变；步骤4：当液流电池SOC大于等于SOC上限，调整液流电池电压低于第一预设电压，当液流电池SOC小于等于SOC下限，调整液流电池电压处于第一预设电压和第二预设电压之间，所述第二预设电压高于第一预设电压。

【技术特征摘要】
1.一种液流电池充放电控制方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤1：检测液流电池SOC；步骤2：判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间，是则执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：保持液流电池电压不变；步骤4：当液流电池SOC大于等于SOC上限，调整液流电池电压低于第一预设电压，当液流电池SOC小于等于SOC下限，调整液流电池电压处于第一预设电压和第二预设电压之间，所述第二预设电压高于第一预设电压。2.根据权利要求1所述的液流电池充放电控制方法，其特征在于所述方法在步骤4之后还包括如下步骤：步骤5：检测液流电池所包括的各电堆的电压，执行步骤6；步骤6：将任意两个电堆电压之间的差值与第一电压阈值进行比较，若任意两个电堆电压之间的差值大于等于第一电压阈值则执行步骤7；步骤7：当液流电池处于充电状态，降低液流电池的充电电压上限并调整液流电池充电电流，当液流电池处于放电状态，提高液流电池的放电电压下限并调整液流电池放电电流。3.根据权利要求2所述的液流电池充放电控制方法，其特征在于，若任意两个电堆电压之间的差值小于第一电压阈值或者在执行步骤7之后，则执行步骤8；步骤8：将任意两个电堆电压之间的差值与第二电压阈值进行比较，若任意两个电堆电压之间的差值大于等于第二电压阈值则液流电池停机，若任意两个电堆电压之间的差值小于第二电压阈值则返回步骤6。4.一种液流电池充放电控制系统，其特征在于所述系统包括：第一监测单元，用于检测液流电池SOC；与第一监测单元相连接的第一判断单元，用于判断液流电池SOC是否置于SOC下限和SOC上限之间；当液流电池SOC置于SOC下限和SOC上限之间时，液流电池当前电压保持不变；与第一判断单元相连接的第一控制单元；所述第一控制单元用于当液流...

【专利技术属性】
技术研发人员：马相坤，张华民，叱干婷，赵海军，权颖，霍洋，
申请(专利权)人：大连融科储能技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21