全钒液流电池储能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及储能技术领域，提供一种全钒液流电池储能系统，包括电堆和储液罐，电堆和储液罐之间连接有进液管路和出液管路，进液管路上设有循环泵，电堆设置在电堆支架上，进液管路上设有压力传感器，压力传感器与储液罐之间设有流量传感器，出液管路上设有换热器，换热器与电堆之间设有温度传感器和电位传感器，储液罐的侧面设有液位管。本实用新型专利技术结构紧凑，布局合理，结构简单，成本低，能够对电解液的工作温度、压强、电位、流量和储液罐液位进行实时监控。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及储能
，提供一种全钒液流电池储能系统，包括电堆和储液罐，电堆和储液罐之间连接有进液管路和出液管路，进液管路上设有循环泵，电堆设置在电堆支架上，进液管路上设有压力传感器，压力传感器与储液罐之间设有流量传感器，出液管路上设有换热器，换热器与电堆之间设有温度传感器和电位传感器，储液罐的侧面设有液位管。本技术结构紧凑，布局合理，结构简单，成本低，能够对电解液的工作温度、压强、电位、流量和储液罐液位进行实时监控。【专利说明】全钒液流电池储能系统
本技术涉及储能
，特别涉及一种全钒液流电池储能系统。
技术介绍
全钒液流电池储能系统(简称“钒电池”)是一种新型的绿色环保化学电池储能，它具有安全性好、使用寿命长、功率和容量可独立设计、无自放电、实现瞬间充电等诸多优点，能够有效平滑风力发电、光伏发电等可再生能源发电的波动，保证可再生能源发电系统的稳定供电，同时也能够实现电网的削峰填谷、系统调频以及跟踪发电计划出力，在电网级大规模储能领域具有广阔的应用前景。 全钒液流电池储能系统作为一个电化学反应系统，在应用过程中首先要保证其安全稳定可靠的运行，其次要求其技术指标(能量效率)达到一定的技术要求。因此，在全钒液流电池储能系统工程化设计、建设以及施工中，均必须重点围绕上述两点开展工作。由于钒电池是个电化学反应装置，其工作状态变化较大，为了满足负载对电池功率的要求，提供给负载性能稳定的电源，需要对钒电池储能系统的温度、压强、流量和储液罐液位等直接进行实时控制和显示，才能保证钒电池系统可靠有效运行，和电池堆运行安全。但是，现有的全钒液流电池储能系统，占地面积大，成本高，不具备模块化可扩展特性，极大的限制了全钒液电池的推广使用。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题 本技术的目的是为了解决现有全钒液流电池储能系统的结构复杂，占地面积大，成本高，实时监控性不高，不易模块化快速扩展的缺陷。 ( 二 )技术方案 为了解决上述技术问题，本技术提供了一种全钒液流电池储能系统，包括电堆和储液罐，所述电堆和储液罐之间连接有进液管路和出液管路，所述进液管路上设有循环泵，所述电堆设置在电堆支架上，所述进液管路上设有压力传感器，所述压力传感器与所述储液罐之间设有流量传感器，所述出液管路上设有换热器，所述换热器与所述电堆之间设有温度传感器和电位传感器，所述储液罐的侧面设有液位管。 优选的，所述电堆包括4?10个电堆单层，并行排列于支撑架，所述电堆的功率为5kff ?30kW。 优选的，所述电堆支架包括框架和设置在所述框架内部的中间偏下位置的支撑架，所述电堆设置在所述支撑架上，所述框架的外侧设有管路支架，用于支撑所述进液管路和所述出液管路。 优选的，所述电堆为多个，设置在多个所述电堆支架中，多个所述电堆支架并行排列。 优选的，所述储液罐采用卧式结构。 优选的，所述储液罐的顶部设有检修口、灌液口、充气口以及排气口，所述储液罐的底部设有排液口，所述储液罐的侧面设有液位管。 优选的，所述换热器采用卧式结构，其介质为循环水冷介质。 (三)有益效果 本技术提供的一种全钒液流电池储能系统，包括电堆和储液罐，所述电堆和储液罐之间连接有进液管路和出液管路，所述进液管路上设有循环泵，所述电堆设置在电堆支架上，便于进液管路和出液管路的布局，提高管路布局合理性和储能系统的紧湊性，所述进液管路上设有压力传感器，能够准确地测量进液压力，所述压力传感器与所述储液罐之间设有流量传感器，能够准确地测量进液流量，所述出液管路上设有换热器，以免因反应后的电解液温度过高，导致电解液结晶析出，继而堵塞石墨毡甚至刺穿隔膜，降低电解液流动和反应的均一性甚至正负极穿液，影响全钒液流电池储能系统能量效率，所述换热器与所述电堆之间设有温度传感器和电位传感器，温度传感器准确测量反应结束后流出电堆的电解液温度，监控储能系统的工作状态，为储能系统的保护提供依据；通过电位传感器准确测量反应结束后的电解液电位情况，为实时监控反应状态提供依据，所述储液罐的侧面设有液位管，防止电解液液面过高或过低。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术实施例的一种全钒液流电池储能系统的俯视图。 图2是本技术实施例的全钒液流电池储能系统的轴测视图。 图3是本技术实施例的全钒液流电池储能系统的侧视图。 图4是本技术实施例的储液罐的结构示意图。 图5是本技术实施例的电堆支架的结构示意图。 其中:1、电堆；2、电堆支架；21、框架；22、支撑架；23、管路支架；3、循环泵；4、换热器；5、储液罐；6、液位管；7、灌液口 ；8、检修口 ；9、排气口 ；10、充气口 ；11、电位传感器；12、温度传感器；13、流量传感器；14、压力传感器；15、排液口 ；16、进液管路；17、出液管路。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例，对本技术的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。 如图1、图2、图3和图4，本技术提供的一种全钒液流电池储能系统，包括电堆I和储液罐5，电堆I和储液罐5之间连接有进液管路16和出液管路17，进液管路16上设有循环泵3，电堆I设置在电堆支架2上，进液管路16上设有压力传感器14，压力传感器14与储液罐5之间设有流量传感器13。由于反应后的电解液温度升高，若电解液温度过高将导致电解液结晶析出，继而堵塞石墨毡甚至刺穿隔膜，降低电解液流动和反应的均一性甚至正负极穿液，影响全钒液流电池储能系统能量效率，在出液管路17上设有换热器4，换热器4的介质为循环水冷介质，降温效果好，且使用成本低。换热器4与电堆I之间设有温度传感器12和电位传感器11，储液罐5的侧面设有液位管6，液位管6优选为U型液位管，便于观察罐内电解液液面，防止液面过高或过低。储液罐5和换热器4均采用卧式结构，即储液罐5和换热器4的轴线方向平行于地面，能够降低储能系统整体高度，使其便于安置于地下室或其他高度有限制的地方。压力传感器14、流量传感器13、温度传感器12、电位传感器11均与储能监控系统连接，形成实时监控。 如图5，电堆支架2包括由支柱和横梁螺栓连接而成的框架21以及设置在框架21内部中间偏下位置的支撑架22，支撑架22由两根横梁以及螺栓连接在两横梁中间的多根角钢组成，电堆I设置在支撑架22上，使电堆I处于框架21的中部，框架21的外侧设有管路支架23，用于支撑进液管路16和出液管路17，便于进液管路16和出液管路17在电堆I上下部位的布局，提高管路布局合理性和储能系统紧湊性。电堆I单层并行排列于支撑架22上，经多次试验表明，电堆单层设置为4?10，电堆I的功率设置为5kW?30kW，储能效率最高。 电堆I为多个，设置在多个电堆支架2中，多个电堆支架2并行排列，多个电堆I的进液口和出液口分别并联于进液管路16和出液管路17，使电堆支架2形成模块化结构，可以根据储能系统功率大小适当的增加和减少。 较佳的，储液罐5的顶部设有检修口 8、灌液口 7、充气口 10以及排气口 9，储液罐5的底部设有排液口 15，配置检修口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全钒液流电池储能系统，包括电堆(1)和储液罐(5)，所述电堆(1)和储液罐(5)之间连接有进液管路(16)和出液管路(17)，所述进液管路(16)上设有循环泵(3)，其特征在于，所述电堆(1)设置在电堆支架(2)上，所述进液管路(16)上设有压力传感器(14)，所述压力传感器(14)与所述储液罐(5)之间设有流量传感器(13)，所述出液管路17上设有换热器(4)，所述换热器(4)与所述电堆(1)之间设有温度传感器(12)和电位传感器(11)，所述储液罐(5)的侧面设有液位管(6)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱魁，杨祥军，马军，郭锦龙，冀国龙，马啸飞，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山西;14