面向综合能源的液流电池事件驱动控制系统、方法及设备技术方案

本发明专利技术提供了面向综合能源的液流电池事件驱动控制系统、方法及设备，包括：黑启动模块、监测处理模块和控制模块；黑启动模块，用于检查液流电池系统关键设备的通信和运行状态，并当运行状态为停运时黑启动辅助电堆电解液泵和主电堆电解液泵；监测处理模块，用于采集黑启动后的液流电池系统数据，并对数据进行处理；控制模块，用于基于处理后的数据对主电堆和辅助电堆的功率出力优化分配，由优化分配结果生成控制策略，并将控制策略转化为事件对液流电池进行控制。本发明专利技术通过对液流电池分模块实现了组态化控制，并通过驱动事件技术解决了液流电池系统难以参与综合能源协同控制的问题，降低了开发难度和运维成本，有助于液流电池系统的数字化管理。池系统的数字化管理。池系统的数字化管理。

【技术实现步骤摘要】
面向综合能源的液流电池事件驱动控制系统、方法及设备


[0001]本专利技术涉及液流电池管理控制系统领域，具体涉及面向综合能源的液流电池事件驱动控制系统、方法及设备。

技术介绍

[0002]液流电池是一种电化学储能技术，由电堆、送液泵、电解液储罐以及管理控制单元等部分构成，具有容量高、充放电循环次数大、使用寿命长的特点，适合应用于新能源储能、电网调峰、应急发电装置等领域。与传统锂电池储能系统相比，液流电池的结构更为复杂，电解液由送液泵从储罐运输至电堆中反应，然后循环运送回储罐。复杂结构与分散繁杂的设备使得液流电池系统运行产生大量数据，如何实时采集、精确化控制电池设备与指定高效的运行策略是液流电池发展所需突破的重要问题。
[0003]液流电池管理控制系统是对液流电池进行充放电控制、数据监测、告警保护的电池管理系统。目前液流电池管理控制系统的研发尚未成熟，还未有管理结构复杂、设备繁多的液流电池系统，无法满足液流电池参与新能源协调控制、多能互补等综合能源应用场景的需求。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术管理液流电池系统不成熟且无法满足液流电池参与综合能源系统协同控制的问题，本专利技术提供了面向综合能源的液流电池事件驱动控制系统，包括：
[0005]黑启动模块、监测处理模块和控制模块；
[0006]所述黑启动模块，用于检查液流电池系统关键设备的通信和运行状态，并当运行状态为停运时黑启动液流电池系统中的辅助电堆电解液泵和主电堆电解液泵；
[0007]所述监测处理模块，用于采集黑启动后的液流电池系统数据，并对所述液流电池系统数据进行处理；
[0008]所述控制模块，用于基于所述处理后的液流电池系统数据对液流电池系统中的主电堆和辅助电堆的功率出力进行优化分配，由优化分配结果生成控制策略，并将控制策略转化为事件对液流电池进行控制。
[0009]优选的，所述黑启动模块包括：系统自检单元、辅助电堆启动单元和二次系统级主电堆启动单元；
[0010]所述系统自检单元，用于检查液流电池系统关键设备的通信状态和运行状态；
[0011]所述辅助电堆启动单元，用于基于所述关键设备的通信状态和运行状态启动辅助电堆电解液泵并给定转速；
[0012]所述二次系统级主电堆启动单元，用于基于启动后的辅助电堆电解液泵启动主电堆电解液泵并给定转速。
[0013]优选的，所述关键设备包括：PCS、电解液泵和电堆监测仪器。
[0014]优选的，所述监测处理模块包括：数据采集单元、数据存储单元和状态参数计算单
元；
[0015]所述数据采集单元，用于采集黑启动后的液流电池系统数据所述数据存储单元，用于存储所述液流电池系统的实时数据和历史数据；
[0016]所述状态参数计算单元，用于基于所述液流电池系统的实时数据和历史数据估计液流电池SOC，计算储能容量、出力功率以及能量转换效率，并基于所述储能容量、出力功率以及能量转换效率确定液流电池系统的运行状态。
[0017]优选的，所述控制模块包括：功率优化分配单元、柔性充放电单元和电解液泵控制单元；
[0018]所述功率优化分配单元，用于基于所述液流电池系统的实时数据优化分配液流电池系统的主电堆和辅助电堆的功率出力；
[0019]所述柔性充放电单元，用于基于液流电池系统运行状态对液流电池SOC、电堆电压值进行响应，切换主电堆和辅助电堆的输出模式；
[0020]所述电解液泵控制单元，用于基于液流电池系统的运行状态协调电解液流量与功率输出，由协调控制结果生成控制策略，并将控制策略转化为事件对液流电池进行控制。
[0021]优选的，所述电堆输出模式包括下述中的一种或多种：恒功率模式、恒压模式和涓流模式。
[0022]优选的，所述系统还包括：告警保护模块；
[0023]所述告警保护模块，用于基于处理后的液流电池系统数据进行自动降功率控制、温度监测以及电解液保护。
[0024]优选的，所述告警保护模块包括：电堆功率过载保护单元、温度保护单元和电解液保护单元；
[0025]所述电堆功率过载保护单元，用于基于所述控制模块优化后的功率出力判断功率是否过载，当过载时自动降功率；
[0026]所述温度保护单元，用于基于所述采集的液流电池系统实时数据对主电堆、辅助电堆、外界环境、热区环境、正负极电解液罐、电解液输送管道、机壳和电池管理系统箱的温度保护；
[0027]所述电解液保护，用于基于所述采集的液流电池系统实时数据和历史数据对电解液储罐液位进行保护，并进行漏液电解液泵与管道压力阀门异常检测。
[0028]优选的，所述温度保护单元还用于：
[0029]启动风扇并间隔设定时长监测所述液流电池的温度，直至所述液流电池温度低于设定参考阈值，结束告警。
[0030]基于同一专利技术构思本专利技术还提供了面向综合能源的液流电池事件驱动控制方法，包括：
[0031]通过黑启动模块检查液流电池系统关键设备的通信和运行状态，并当运行状态为停运时黑启动液流电池系统中的辅助电堆电解液泵和主电堆电解液泵；
[0032]通过监测处理模块采集黑启动后的液流电池系统数据，并对所述液流电池系统数据进行处理；
[0033]通过控制模块基于所述处理后的液流电池系统数据对液流电池系统中的主电堆和辅助电堆的功率出力进行优化分配，由优化分配结果生成控制策略，并将控制策略转化
为事件对液流电池进行控制。
[0034]优选的，包括：所述通过控制模块基于所述处理后的液流电池系统数据对液流电池系统中的主电堆和辅助电堆的功率出力进行优化分配，由优化分配结果生成控制策略，并将控制策略转化为事件对液流电池进行控制，包括：
[0035]通过功率优化分配单元基于所述液流电池系统的实时数据优化分配液流电池系统的主电堆和辅助电堆的功率出力；
[0036]通过柔性充放电单元基于液流电池系统运行状态对液流电池SOC、电堆电压值进行响应，切换主电堆和辅助电堆的输出模式；
[0037]通过电解液泵控制单元基于液流电池系统的运行状态协调电解液流量与功率输出，由协调控制结果生成控制策略，并将控制策略转化为事件对液流电池进行控制。
[0038]再一方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括：
[0039]一个或多个处理器；
[0040]所述处理器，用于存储一个或多个程序；
[0041]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现上述的面向综合能源的液流电池事件驱动控制方法。
[0042]再一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述的面向综合能源的液流电池事件驱动控制方法。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0044]本专利技术提供了面向综合能源的液流电池事件驱动控制系统、方法及设备，包括：所述黑启动模块，用于检查液流电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向综合能源的液流电池事件驱动控制系统，其特征在于,包括：黑启动模块、监测处理模块和控制模块；所述黑启动模块，用于检查液流电池系统关键设备的通信和运行状态，并当运行状态为停运时黑启动液流电池系统中的辅助电堆电解液泵和主电堆电解液泵；所述监测处理模块，用于采集黑启动后的液流电池系统数据，并对所述液流电池系统数据进行处理；所述控制模块，用于基于所述处理后的液流电池系统数据对液流电池系统中的主电堆和辅助电堆的功率出力进行优化分配，由优化分配结果生成控制策略，并将控制策略转化为事件对液流电池进行控制。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述黑启动模块包括：系统自检单元、辅助电堆启动单元和二次系统级主电堆启动单元；所述系统自检单元，用于检查液流电池系统关键设备的通信状态和运行状态；所述辅助电堆启动单元，用于基于所述关键设备的通信状态和运行状态启动辅助电堆电解液泵并给定转速；所述二次系统级主电堆启动单元，用于基于启动后的辅助电堆电解液泵启动主电堆电解液泵并给定转速。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述关键设备包括：PCS、电解液泵和电堆监测仪器。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测处理模块包括：数据采集单元、数据存储单元和状态参数计算单元；所述数据采集单元，用于采集黑启动后的液流电池系统数据；所述数据存储单元，用于存储所述液流电池系统的实时数据和历史数据；所述状态参数计算单元，用于基于所述液流电池系统的实时数据和历史数据估计液流电池SOC，计算储能容量、出力功率以及能量转换效率，并基于所述储能容量、出力功率以及能量转换效率确定液流电池系统的运行状态。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块包括：功率优化分配单元、柔性充放电单元和电解液泵控制单元；所述功率优化分配单元，用于基于所述液流电池系统的实时数据优化分配液流电池系统的主电堆和辅助电堆的功率出力；所述柔性充放电单元，用于基于液流电池系统运行状态对液流电池SOC、电堆电压值进行响应，切换主电堆和辅助电堆的输出模式；所述电解液泵控制单元，用于基于液流电池系统的运行状态协调电解液流量与功率输出，由协调控制结果生成控制策略，并将控制策略转化为事件对液流电池进行控制。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电堆输出模式包括下述中的一种或多种：恒功率模式、恒压模式和涓流模式。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：告警保护模块；所述告警保护模块，用于基于处理后的液流电池系统数据进行自动降功率控制、温度监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾晓强，何桂雄，厉建宾，吴彬彬，王松岑，韩永禄，钟鸣，陈洪银，刘铠诚，张新鹤，唐艳梅，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：