液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 液流电池具有设计灵活（功率和容量可独立设计）、使用寿命长、充放电性能好、 选址自由、能量效率高、安全环保、维护费用低和易实现规模化蓄电等其它常规电池所不具 备的诸多优点。实际应用时，液流电池可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电系统 作为储能系统，使产生的电力能够连续稳定的输出；也可以用来对电网进行削峰填谷，将用 电低谷的电力储存起来，在用电高峰时输出，以此来平衡电力供需；另外，还可以作为应急 电源系统和备用电站等，被认为是最具商业化前景的储能技术之一。目前，多个国家已相继 建成kW~MW级的液流电池示范系统，配套于太阳能、风能等可再生能源发电系统起到平滑 输出、跟踪计划发电、平衡负荷和削峰填谷等作用。
[0003] 在液流电池系统的实际应用过程中，会根据实际需要出现停机状况，且有时停机 时间较长；出现停机状况时的液流电池系统的SOC往往是随机的，0~100%之间的SOC均 有可能，为了避免液流电池系统带电情况下停机时，由于内部自放电而损害电堆的情况，现 有技术中通过外接电阻的方式将电堆内的电解液进行放电，从而达到保护液流电池系统的 作用，而正负极电解液储罐中的电解液由于循环泵的停止，没有自放电的通道，无法实现停 机放电；但是当停机后的液流电池系统处于低温环境下，如在冬季的长期储存过程中，由于 2价钒离子的耐受性较差，则容易出现电解液中2价钒离子结晶析出的情况，析出的结晶物 在液流电池系统进行启动和充放电循环时将部分地进入电堆中损伤离子传导膜材料；同样 地，当停机后的液流电池系统处于高温环境下，由于5价钒离子无法承受更高的温度，则当 环境温度高于一定温度后，5价钒离子会形成沉淀析出，从而会明显降低液流电池系统的性 能和寿命。基于不同SOC电解液的温度耐受性一一负极电解液低温稳定性和正极电解液高 温稳定性不同，因此研制一种通用的液流电池系统高低温停机自保护方案十分必要。
【发明内容】
[0004] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种液流电池系统高低温停机自保护方法及 其装置。
[0005] 本发明的技术手段如下：
[0006] 一种液流电池系统高低温停机自保护方法，所述液流电池系统包括至少一个电 堆、正极储罐、负极储罐和循环泵，所述方法包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态，是则执行步骤 2,否则继续执行步骤1 ;
[0008] 步骤2 :监测环境温度T ;
[0009]步骤3:判断环境温度T是否高于等于第一温度阈值或低于等于第二温度阈值，是 则执行步骤4,否则返回步骤2 ;
[0010] 步骤4 :监测正极储罐和负极储罐中的电解液荷电状态；
[0011] 步骤5 :根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态的正常范 围；
[0012] 步骤6 :判断正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态是否处于各自对应的正常 范围内，是则返回步骤2,否则执行步骤7 ;
[0013] 步骤7 :降低正极储罐中的电解液荷电状态和/或负极储罐中的电解液荷电状 态；
[0014] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0015] 将正极储罐中的电解液和负极储罐中的电解液输送至一混合储罐中进行混合；
[0016] 将混合后的电解液返回输送至正极储罐和负极储罐；
[0017] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0018] 连通正极储罐和负极储罐；
[0019] 将正极储罐中的电解液输送至负极储罐，和/或将负极储罐中的电解液输送至正 极储罐；
[0020] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0021] 向正极储罐和/或负极储罐中施加添加剂；
[0022] 进一步地，所述步骤4具体为：
[0023] 当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐中的电解液荷电状态；
[0024] 当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐中的电解液荷电状态。
[0025] 一种液流电池系统高低温停机自保护装置，所述液流电池系统包括至少一个电 堆、正极储罐、负极储罐和循环泵，所述装置包括：
[0026]用于判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态的自保护判断模 块；
[0027] 连接所述自保护判断模块，用于当液流电池系统接收到停机指令或液流电池系统 停机后监测环境温度T的温度监测模块；
[0028] 连接温度监测模块，用于判断环境温度T是否高于等于第一温度阈值或低于等于 第二温度阈值的温度判断模块；
[0029] 连接温度判断模块，用于当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐 中的电解液荷电状态的监测模块I;
[0030] 连接温度判断模块，用于当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐 中的电解液荷电状态的监测模块II;
[0031] 连接温度监测模块，用于根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷 电状态的正常范围的获取模块；
[0032]连接监测模块I、监测模块II和获取模块，用于判断正极储罐或负极储罐中的电 解液荷电状态是否处于各自对应的正常范围内的荷电状态判断模块；
[0033] 连接荷电状态判断模块，用于当正极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正 常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内时，控制液流电 池系统进行电解液荷电状态降低操作的控制模块；
[0034] 另外，所述装置还包括：
[0035] 连接所述正极储罐和负极储罐，用于对正极储罐和负极储罐输送过来的电解液进 行混合的混合储罐；在所述混合储罐中混合后的电解液返回输送至正极储罐和负极储罐；
[0036] 置于正极储罐和混合储罐之间、以及置于负极储罐和混合储罐之间的输送管路；
[0037] 用于将正极储罐和负极储罐中的电解液分别输送至所述混合储罐的输送泵；当 正极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电 状态不处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制所述输送管路接通和所述输送泵开 启；当正极储罐中的电解液荷电状态处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液 荷电状态处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制所述输送管路断开和所述输送泵 关闭；
[0038] 进一步地，所述混合储罐的体积为正极储罐体积或负极储罐体积的10%~30% ; 所述输送泵额定功率为所述循环泵额定功率的10%~50% ;
[0039] 另外，所述装置还包括：
[0040] 设置在正极储罐与负极储罐之间的连通管路；所述控制模块当正极储罐中的电解 液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应 的正常范围内时，控制所述连通管路接通；