本发明专利技术公开了一种液流电池储能系统的控制方法和装置。其中，该方法包括：获取发电设备的发电功率和用电负载所需的用电功率；基于发电功率和用电功率获取液流电池储能系统的工作信息，其中，液流电池储能系统包括多个第一储液罐分区，各个第一储液罐分区的电解液的第一荷电状态区间不同，工作信息包括液流电池储能系统充电或放电的工作功率；基于与工作功率相匹配的第二荷电状态区间，确定多个第一储液罐分区中的第二储液罐分区，其中，第一荷电状态区间包括第二荷电状态区间；控制第二储液罐分区执行充电或放电操作。本发明专利技术解决了现有技术中液流电池储能系统工作于不同工况的情况下充放电效率低的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学储能系统领域，具体而言，涉及一种液流电池储能系统的控制方法和装置。
技术介绍
由于风能或太阳能等清洁能源的电能输出存在功率的波动现象，为了保证最终能够向用户提供的稳定电能输出，需要通过储能系统“削峰填谷”，来平滑清洁能源的发电功率输出曲线。在现有技术中，在清洁能源的发电功率不足以满足用户的用电需求时，可以通过液流电池储能系统(如，全钒氧化还原液流电池储能系统)进行放电，向用户提供电能，以补足清洁能源发电功率的不足；在清洁能源的发电功率高于用户的用电需求时，可以对液流电池储能系统进行充电，以消耗过高的发电功率，将多余的发电量存储在液流电池储能系统中。全钒氧化还原液流电池(简称钒电池)分别以不同价态的钒离子V2+/V3+(负极)和v4+/v5+(正极)为电池的两极氧化还原电对，将正负极电解液分别存储于两个储液罐中，由耐酸液体泵(如，负极电解液液体泵和正极电解液液体泵)驱动活性电解液至反应场所(即电池堆)再回至储液罐中形成循环液流回路，以实现充放电过程。在整个钒电池储能系统中，电池堆性能的好坏决定着整个系统的充放电性能，尤其是充放电功率及效率。如图1所示，电池堆是由多片单体电池依次叠放压紧，串联而成。其中，单体电池5’包括液流框I’、集流板2’、电极3’以及隔膜4’，多片单体电池5’串联叠合组成电池堆6’。如图2所示，液流电池系统包括电池堆6 ’、负极储液罐8 ’、正极储液罐9 ’、负极电解液液体泵10’、正极电解液液体泵11’、负极电解液导流管道12’以及正极电解液导流管道 13，。在现有的液流电池设计与控制系统中，正极电解液与负极电解液分别置于一个正极储液罐与一个负极储液罐中，当电解液的SOC(State of Charge，即荷电状态)较高时，如果液流电池储能系统需要大功率充电，则电池堆电压极化增加、电解液泵(如，上述的负极电解液液体泵和正极电解液液体泵)的泵耗增加；当电解液的SOC较低时，如果液流电池储能系统需要大功率放电，则电池堆电压极化增加、电解液泵的泵耗增加。这种情况导致液流电池储能系统在不同充放电功率的工况下工作时，充放电效率较低。具体地，在充电过程中，V3+作为负极的反应物和V4+作为正极的反应物，在SOC较高的状态下，V3+和V4+浓度较低，为了适应大功率的充电需求，需要提高电解液的输送流量，以满足反应消耗，从而增加了电解液泵的泵耗；在放电过程中，V2+作为负极的反应物和V 5+作为正极的反应物，在SOC较低的状态下，V2+和V5+浓度较低，为了适应大功率的放电需求，需要提高电解液的输送流量，以满足反应消耗，从而增加了电解液泵的泵耗。其中，SOC =负极电解液中V2+的浓度/负极电解液中钒离子总浓度；或者，SOC =正极电解液中V5+的浓度/正极电解液中钒离子总浓度。针对现有技术中液流电池储能系统工作于不同工况的情况下充放电效率低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种液流电池储能系统的控制方法和装置，以至少解决现有技术中液流电池储能系统工作于不同工况的情况下充放电效率低的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种液流电池储能系统的控制方法，包括:获取发电设备的发电功率和用电负载所需的用电功率；基于发电功率和用电功率获取液流电池储能系统的工作信息，其中，液流电池储能系统包括多个第一储液罐分区，各个第一储液罐分区的电解液的第一荷电状态区间不同，工作信息包括液流电池储能系统充电或放电的工作功率；基于与工作功率相匹配的第二荷电状态区间，确定多个第一储液罐分区中的第二储液罐分区，其中，第一荷电状态区间包括第二荷电状态区间；控制第二储液罐分区执行充电或放电操作。进一步地，基于与工作功率相匹配的第二荷电状态区间，确定多个第一储液罐分区中的第二储液罐分区包括:从预先获取的功率曲线中读取工作功率对应的功率范围；读取与功率范围相匹配的第二荷电状态区间；将第二荷电状态区间对应的第一储液罐分区作为第二储液罐分区。进一步地，工作信息为液流电池储能系统执行充电操作的工作功率，其中，控制第二储液罐分区执行充电或放电操作包括:控制第二储液罐分区执行充电操作；检测第二储液罐分区的第一荷电状态是否达到第一预设阈值；若第二储液罐分区的第一荷电状态达到第一预设阈值，则关闭第二储液罐分区，并控制多个第一储液罐分区中的第三储液罐分区执行充电操作，其中，第三储液罐分区的第三荷电状态区间的右端点值不大于第二荷电状态区间的左端点值，第一荷电状态区间包括第三荷电状态区间。进一步地，工作信息为液流电池储能系统执行放电操作的工作功率，其中，控制第二储液罐分区执行充电或放电操作包括:控制第二储液罐分区执行放电操作；检测第二储液罐分区的第一荷电状态是否达到第二预设阈值；若第二储液罐分区的第一荷电状态达到第二预设阈值，则关闭第二储液罐分区，并控制多个第一储液罐分区中的第四储液罐分区执行放电操作，其中，第二储液罐分区的第二荷电状态区间的右端点值不大于第四储液罐分区的第四荷电状态区间的左端点值，第一荷电状态区间包括第四荷电状态区间。进一步地，基于发电功率和用电功率获取液流电池储能系统的工作信息包括:将发电功率与用电功率的差值作为工作功率；比较发电功率与用电功率的大小；若发电功率大于用电功率，则生成用于指示液流电池储能系统执行充电操作的工作信息；若发电功率小于用电功率，则生成用于指示液流电池储能系统执行放电操作的工作信息。根据本专利技术实施例的另一个方面，还提供了一种液流电池储能系统的控制装置，包括:第一获取模块，用于获取发电设备的发电功率和用电负载所需的用电功率；第二获取模块，用于基于发电功率和用电功率获取液流电池储能系统的工作信息，其中，液流电池储能系统包括多个第一储液罐分区，各个第一储液罐分区的电解液的第一荷电状态区间不同，工作信息包括液流电池储能系统充电或放电的工作功率；确定模块，用于基于与工作功率相匹配的第二荷电状态区间，确定多个第一储液罐分区中的第二储液罐分区，其中，第一荷电状态区间包括第二荷电状态区间；控制模块，用于控制第二储液罐分区执行充电或放电操作。进一步地，确定模块包括:第一读取子模块，用于从预先获取的功率曲线中读取工作功率对应的功率范围；第二读取子模块，用于读取与功率范围相匹配的第二荷电状态区间；第一确定子模块，用于确定将第二荷电状态区间对应的第一储液罐分区作为第二储液罐分区。进一步地，工作信息为液流电池储能系统执行充电操作的工作功率，其中，控制模块包括:第一控制子模块，用于控制第二储液罐分区执行充电操作；第一检测子模块，用于检测第二储液罐分区的第一荷电状态是否达到第一预设阈值；第一控制子模块，用于在第二储液罐分区的第一荷电状态达到第一预设阈值的情况下，关闭第二储液罐分区，并控制多个第一储液罐分区中的第三储液罐分区执行充电操作，其中，第三储液罐分区的第三荷电状态区间的右端点值不大于第二荷电状态区间的左端点值，第一荷电状态区间包括第三荷电状态区间。进一步地，工作信息为液流电池储能系统执行放电操作的工作功率，其中，控制模块包括:第二控制子模块，用于控制第二储液罐分区执行放电操作；第二检测子模块，用于检测第二储液罐分区的第一荷电状态是否达到第二预设阈值；第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种液流电池储能系统的控制方法，其特征在于，包括：获取发电设备的发电功率和用电负载所需的用电功率；基于所述发电功率和所述用电功率获取液流电池储能系统的工作信息，其中，所述液流电池储能系统包括多个第一储液罐分区，各个所述第一储液罐分区的电解液的第一荷电状态区间不同，所述工作信息包括所述液流电池储能系统充电或放电的工作功率；基于与所述工作功率相匹配的第二荷电状态区间，确定所述多个第一储液罐分区中的第二储液罐分区，其中，所述第一荷电状态区间包括所述第二荷电状态区间；控制所述第二储液罐分区执行充电或放电操作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汤浩，殷聪，李扬，刘煜，卢毅，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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