一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统和方法，包括核电厂内的液流电燃料电池充电站，液流电燃料电池充电站包括充放电控制柜和液流电燃料电池及其储罐，充放电控制柜控制液流电燃料电池的充放电，核电厂通过开关电连接充放电控制柜，电厂集中控制系统控制连接充放电控制柜。本发明专利技术的有益效果在于：可以有效节约用地资源；充电站的电池参与电网调频辅助服务；液流电燃料电池充电过程快，电池物流运输方便。池物流运输方便。池物流运输方便。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统和方法


[0001]本专利技术涉及充电站
，具体涉及一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统和方法。

技术介绍

[0002]一般来讲，电能是不能被储存的(目前的电池储能成本高、储能量有限)，因此用户需要多少电量，电厂就需要同步发出多少电量，这样才不会造成能源的浪费。但是通常在电力系统中电负荷是在不断发生变化的，为了维持有功功率平衡，保持系统频率稳定，就需要发电部门相应改变发电机的发电量以适应用电负荷的变化，这就叫做调峰调频。
[0003]在中国三北地区燃机、抽水蓄能等调峰电源稀缺，可再生能源发电与火电机组灵活性不足之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足，弃风、弃光、弃水和弃核现象严重，电网调峰需求强烈。
[0004]另一方面，在全球对节能环保问题高度关注下，新能源汽车应运而生，近些年我国新能源汽车市场持续升温，处于飞速发展状态。我国新能源汽车的规模不断扩大，对充电桩的需求也日益增多，但我国充电桩的建设数量却远低于新能源汽车的销量，充电难的现状日益凸显，充电桩的缓慢发展已经严重制约了新能源汽车发展。
[0005]基于电池租赁模式的换电池模式配合大规模集中型充电已经成为当前电动汽车发展具有竞争力的商业技术模式，这是因为：1)采用电池租赁方式可降低用户的购车费用；2)对电池进行集中充电可采取慢充方式，避免因充电不当造成的电池寿命缩短；3)对电池进行集中管理可减少电动汽车随机充电给电网带来的波动；4)在集中型充电站可对替换下的电池进行梯次利用，进而提高电池的利用率、减少电池对环境的二次污染。
[0006]基于电池租赁的换电模式在以色列、加拿大、澳大利亚、丹麦等国家已经有了实际的应用和推广；作为电动汽车产业的积极参与方，国家电网公司和南方电网公司也准备采用换电为主的电动汽车发展模式，在充电方面，国家电网公司还明确“集中充电、统一配送”的商业模式。
[0007]但目前的液流电燃料能量密度低、电池更换操作复杂，如果能够利用一种流体状态的充放电电池实现电池更换的便捷化，将使得这种电池租赁或更换模式的电动汽车未来更加可行。
[0008]液流电燃料电池与常规固态电池或常规液流电池不同，液流电燃料电池充电器与电燃料电池独立工作，可以实现流体化的电能的存储与释放。应用于电动汽车，既可以提供更长的续航里程，同时也可以实现电池的充电过程即为加油过程(注入满电电燃料)，可以在几分钟内完成。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统和方法，可以实现利用核电厂内的廉价电力进行大容量、集中、高效、安全的液流电燃料
的储能应用，核电厂可以由此获得调峰补贴，充电站则能以此获得最低为负电价的充电成本价格，从而克服目前核电厂的调峰灵活性不足以及新能源汽车充电难的问题。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统，包括核电厂，电厂集中控制系统和核电厂内的液流电燃料电池充电站；所述液流电燃料电池充电站包括充放电控制柜7和液流电燃料电池及其储罐；所述充放电控制柜7电连接于所述液流电燃料电池储罐并用于控制液流电燃料电池的充放电；核电厂的发电机100的出口母线、升压站101的母线和厂用电的母线中的至少一个通过开关电连接于所述充放电控制柜7的交流电输入端；电厂集中控制系统102控制连接于所述各个开关和充放电控制柜7。
[0012]进一步的，所述核电厂的发电机100的出口母线、升压站101的母线和厂用电的母线中的至少一个经过变压器与各自的开关连接。
[0013]进一步的，所述充放电控制柜7包括换流器和充电控制单元；所述换流器的交流电输入端分别电连接于各个开关的输出端，直流电输出端电连接于所述液流电燃料电池的充电端；所述充电控制单元控制连接于所述液流电燃料电池并用于控制液流电燃料电池的充放电。
[0014]进一步的，所述充放电控制柜7的电能输出端经开关和变压器电连接于所述升压站101的母线。
[0015]进一步的，所述液流电燃料电池为含有钛酸锂、硫化锂、高分子聚合物或锂锰镍氧化物的纳米流体电燃料或含有铁、钒或锰的无机电燃料或含有醌类、硝酰自由基或咯嗪的有机电燃料中的任意一种或组合。
[0016]一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统的控制方法，具体为：
[0017]S10：当需要核电厂降低发电量时，电网电力调度中心104向核电厂的电厂集中控制系统102发送调度指令，电厂集中控制系统102通过控制各个开关的任一个或多个闭合，并向充放电控制柜7发送充电指令，则核电厂的发电机的出口母线、升压站的母线、厂用电的母线中的任意一个输出的电能输出至充放电控制柜7，所述充放电控制柜7将交流电转换为直流电后对液流电燃料充电站的液流电燃料电池进行充电；
[0018]S11：电厂集中控制系统102获取充放电控制柜7的充电信息，根据调峰需求控制对液流电燃料充电站供应的电量，当到达可以对液流电燃料充电站供应的电量上限时，电厂集中控制系统控制充放电控制柜7停止液流电燃料的充电，并控制各个开关断开。
[0019]进一步的，还包括步骤S12：当电网在用电高峰时段，电网电力调度中心向电厂集中控制系统发送调度指令，电厂集中控制系统通过向充放电控制柜发送控制指令并控制充放电控制柜的电能输出端所连接的开关闭合，充放电控制柜控制液流电燃料放电，液流电燃料的电能经充放电控制柜转换为交流并升压后输出至升压站的母线，从而汇集进入电网线路。
[0020]一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统的配置方法，包括如下步骤：
[0021]S20、根据核电厂与电网配合可以开展的电网辅助服务的类型，确定液流电燃料充电站是单向充电运行方式，还是双向充放电运行方式；
[0022]S21、根据核电厂的发电量规模，以及核电厂参与电网辅助服务的调峰调频的深度和负荷量，以及需要保证对外销售的液流电燃料电池的需求量，确定液流电燃料充电站的
液流电燃料电池的容量。
[0023]一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统的操作方法，所述液流电燃料电池充电站利用液流电燃料电池的充电或放电响应电网辅助服务，对外销售充满电的液流电燃料电池和回收用户使用完的需要充电的液流电燃料电池；所述电网辅助服务包括调峰、调频、黑启动以及可中断蓄电负荷响应中的任意一种或组合；所述充满电的可对外加注的液流电燃料可直接对外销售或租赁；用户用完电量的液流电燃料回收至核电厂，泵送进入所述液流电燃料电池充电站的充电单元中重新充电。
[0024]本专利技术的有益效果在于：
[0025]1、本专利技术利用核电厂的厂区内资源，包括一般核电厂内存在大量二期或未来项目扩建的项目空地建立充电站，可以有效节约用地资源；
[0026]2、另外，核电厂内的成本电价较低，如果利用核电厂的深度调峰电价，充电的成本会更低，有些核电厂可利用集中式的充电站的电池参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂内设置液流电燃料充电站的系统，包括核电厂和电厂集中控制系统(102)，其特征在于，还包括核电厂内的液流电燃料电池充电站；所述液流电燃料电池充电站包括充放电控制柜(7)和液流电燃料电池及其储罐；所述充放电控制柜(7)连接于所述液流电燃料电池储罐并用于控制液流电燃料电池的充放电；核电厂的发电机(100)的出口母线、升压站(101)的母线和厂用电的母线中的至少一个分别通过开关连接于所述充放电控制柜(7)的交流电输入端；电厂集中控制系统(102)控制连接于所述各个开关和充放电控制柜(7)。2.根据权利要求1所述的核电厂内设置液流电燃料充电站的系统，其特征在于，核电厂的发电机(100)的出口母线、升压站(101)的母线和厂用电的母线中的至少一个分别经过变压器与各自的开关连接。3.根据权利要求1所述的核电厂内设置液流电燃料充电站的系统，其特征在于，所述充放电控制柜(7)包括换流器和充电控制单元；所述换流器的交流电输入端分别连接于各个开关的输出端，直流电输出端电连接于所述液流电燃料电池的充电端；所述充电控制单元控制连接于所述液流电燃料电池并用于控制液流电燃料电池的充放电功率。4.根据权利要求1所述的核电厂内设置液流电燃料充电站的系统，其特征在于，所述充放电控制柜(7)的电能输出端经开关和变压器电连接于所述升压站(101)的母线。5.根据权利要求1所述的核电厂内设置液流电燃料充电站的系统，其特征在于，所述液流电燃料电池为含有钛酸锂、硫化锂、高分子聚合物或锂锰镍氧化物的纳米流体电燃料或含有铁、钒或锰的无机电燃料或含有醌类、硝酰自由基或咯嗪的有机电燃料中的任意一种或组合。6.一种利用权利要求1-5任意一项所述的核电厂内设置液流电燃料充电站的系统的控制方法，其特征在于：S10：当需要核电厂降低发电量时，电网电力调度中心(104)向核电厂的电厂集中控制系统(102)发送调度指令，电厂集中控制系统(102)通过控制各个开关的任一个或多个闭合，并向充放电控制柜(7)发送充电指令，则核电厂的发电机的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔华，杨豫森，陈辉，
申请(专利权)人：赫普能源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：