Real-time monitoring method and system of charge state of all-vanadium liquid-flow battery belong to the technical field of liquid-flow battery. The problem solved is to improve the accuracy of calculation of current charge state of all-vanadium liquid-flow battery system. The technical points are: calculating the charge state of corresponding position by the open circuit voltage of each position, and accumulating electrolyte in the stack, circulating pipeline and storage tank respectively. The proportion of liquid volume in the total electrolyte volume is taken as the weight coefficient of charge state at each corresponding position to calculate the charge state of all-vanadium liquid-flow battery. The effect is that the specific quantitative formula is formed for SOC monitoring of the liquid-flow battery system, which can more directly and accurately express the charge state level of the battery system.
【技术实现步骤摘要】
全钒液流电池荷电状态的实时监测方法及系统
本专利技术属于液流电池
,涉及一种全钒液流电池荷电状态的实时监测方法。
技术介绍
荷电状态(SOC)是体现电池电量状态的参数,是电池系统实现精确控制和管理的最直接依据,也是液流电池最为重要的参数之一,实时准确的荷电状态对于保证电池系统高可靠性运行、提高电池使用效果、以及延长电池寿命均有着至关重要的作用。荷电状态的实时、准确监测对电池系统的稳定和高效运行起着至关重要的作用。如果监测的不实时,会造成系统充放电管理控制不同步,会增大系统管理的不均衡以及增加系统过充放电的机率;如果监测不准确,会造成系统电量利用的不充分,即实际有容量,但监测显示已经无可用容量的情况,或者造成系统使用过度,即已经没有容量,但监测显示仍有容量,导致过充放电,对系统寿命造成损害。目前荷电状态的监测大多通过监测电池检测正负极开路电压差,即在电池系统的正负极管路上另外引出一支路加配一个SOC电池(检测电压差),通过支路监测电压来反应SOC利用正负极电压差与电池荷电状态有的对应曲线,反映SOC。这种技术由于通过外引小管径支路进行soc的监测,在系统不同流量运行条件下,电压显示的结果与主管路的溶液状态还是有滞后现象,特别在低流量情况下,造成最终监测的SOC与实际的溶液实际情况有滞后现象。中国专利技术专利申请CN105572594A是申请人的再先申请,其公开了一种液流电池系统荷电状态监测方法及其系统,通过不同位置放置SOC监测电池,并根据液流电池系统功率与流量的比值限缩各位置SOC加权系数的方法获得各系数的一个范围值,可以一定程度上提高SOC计算的精 ...
【技术保护点】
1.一种全钒液流电池荷电状态的实时监测方法,其特征在于:在全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处,正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内分别设置含有同样参比电极的电压监测电极以对正、负极主管路的电堆入口处,正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐的开路电压监测,并由各位置的开路电压计算对应位置的荷电状态,分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。
【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池荷电状态的实时监测方法,其特征在于:在全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处,正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐内分别设置含有同样参比电极的电压监测电极以对正、负极主管路的电堆入口处,正、负极主管路的电堆出口处以及正、负极储罐的开路电压监测,并由各位置的开路电压计算对应位置的荷电状态,分别将电堆内电解液体积、循环管路电解液体积、储罐内电解液体积在总电解液体积中的占比作为各对应位置的荷电状态权重系数以计算全钒液流电池荷电状态。2.如权利要求1所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测方法,其特征在于:对开路电压监测的方法如下:由各电压监测电极实时获取:正极主管路的电堆入口处电压E正进;正极主管路的电堆出口处电压E正出;负极主管路的电堆入口处电压E负进;负极主管路的电堆出口处电压E负出;正极储罐内垂直方向的平均电压E正罐;负极储罐内垂直方向的平均电压E负罐;并由此计算:正、负极主管路的电堆入口处的电压差E正进-E负进;正、负极主管路的电堆出口处的电压差E正出-E负出;正、负极储罐的垂直方向的平均电压差E正罐-E负罐;将上述各电压差作为各对应位置的开路电压。3.如权利要求2所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测方法,其特征在于:由各开路电压得到对应的荷电状态的方法是:根据下式画出开路电压OCV对应的荷电状态SOC的经验曲线,通过OCV-SOC经验曲线得到各OCV对应的SOC值;其中:Ecell:电极电势;E0cell:标准电极电势;R:气体常数;T:温度;n:电极反应中的电子转移数;F:法拉第常数;H+:氢离子浓度。4.如权利要求3所述的全钒液流电池荷电状态的实时监测方法,其特征在于:根据下式计算全钒液流电池荷电状态:SOC=SOC罐×V罐/V和+1/2(SOC出+SOC进)×V堆/V和+SOC出×V出管/V和+SOC进×V进管/V和其中:V堆:电堆内电解液体积;V进管:电堆进液管的电解液体积;V出管:电堆出液管的电解液体积;V罐:储罐内电解液体积;V和=V堆+V进管+V出管+V罐;SOC罐:储罐的荷电状态;SOC出:主管路的电堆出口处的荷电状态;SOC进:主管路的电堆入口处的荷电状态。5.一种全钒液流电池荷电状态的实时监测系统,其特征在于,包括位于全钒液流电池系统的正、负极主管路的电堆入口处,正、负极主管路的电堆出口处以及...
【专利技术属性】
技术研发人员:张宇,张华民,邹毅,陈伟,王晓丽,李春来,郭树峰,李正曦,
申请(专利权)人:大连融科储能技术发展有限公司,国网青海省电力公司电力科学研究院,国网青海省电力公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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