液流电池储能系统的控制方法和装置的制造方法_4

文档序号:8906944阅读:来源:国知局
设备70的发电功率(如图8所示的风电的发电设备的功率输入Y2),并控制钒电池储能系统的充放电行为(如图8所示的钒电池储能系统的功率输出/输入Yl),以保证用电负载90得到稳定的电能输出(如图8所示的最终用电负载得到的功率输出Y3)。
[0085]在图7和图8所示的实施例中,钒电池储能系统包括五个第一储液罐分区,分别为:正极储液罐分区PTl和负极储液罐分区NTl组成的第一储液罐分区、正极储液罐分区PT2和负极储液罐分区NT2组成的第一储液罐分区、正极储液罐分区PT3和负极储液罐分区NT3组成的第一储液罐分区、正极储液罐分区PT4和负极储液罐分区NT4组成的第一储液罐分区、以及正极储液罐分区PT5和负极储液罐分区NT5组成的第一储液罐分区。
[0086]进一步地,正极储液罐分区PTl和负极储液罐分区NTl的体积均为VI,正极储液罐分区PT2和负极储液罐分区NT2的体积均为V2,正极储液罐分区PT3和负极储液罐分区NT3的体积均为V3,正极储液罐分区PT4和负极储液罐分区NT4的体积均为V4,正极储液罐分区PT5和负极储液罐分区NT5的体积均为V5,可选地,体积V1、体积V2、体积V3、体积V4以及体积V5可以相等,也可根据钒电池储能系统的不同功率充放电能量的统计(由风电输出特性决定),优选体积V1、体积V2、体积V3、体积V4以及体积V5的配比,其中,不同功率充放电能量的统计可根据图7中面积(Α5+ΑΓ )、面积(A4+A2’ )、面积(A3+A3’ )、面积(A2+A4,)、面积(A1+A5,)出现的比例来确定。例如,面积(Α5+ΑΓ )出现的比例为10%,面积(A4+A2,)出现的比例为15%、面积(A3+A3,)出现的比例为20%、面积(A2+A4,)出现的比例为25%、以及面积(A1+A5’ )出现的比例为30%,那么体积Vl的比例为10%、体积V2的比例为15 %、体积V3的比例为20 %、体积V4的比例为25 %、以及体积V5的比例为30%。
[0087]在图7和图8所示的实施例中,首先通过控制单元监测风电的发电功率,并根据用电负载总的功率需求(即上述的用电功率),确定钒电池储能系统的工作信息,即钒电池储能系统需要执行放电操作还是充电操作,以及放电时的工作功率EO或充电时的工作功率E0,。
[0088]具体地,若控制单元监测到风电的发电功率大于用电负载总的功率需求,则确定钒电池储能系统需要执行充电操作且工作功率为E0’,生成的工作信息为控制钒电池储能系统进行充电操作的工作信息,以存储发电设备发电的电量;从图7所示的功率曲线上读取工作功率EO’所对应的功率范围,若El’〈EO’〈0,则确定与工作功率E0’相匹配的SOC区间为80% -100%,那么使用正极储液罐分区PTl和负极储液罐分区NTl (正极储液罐分区PTl和负极储液罐分区NTl组成的分区即为上述的第二储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PTlOl与阀门PT102,并打开阀门NTlOl与阀门NT102,闭合其他阀门;若检测到正极储液罐分区PTl和负极储液罐分区NTl的SOC达到100% (即上述的第一预设阈值),则使用正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2(正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2组成的分区即为上述的第三储液罐分区)执行充电操作,关闭正极储液罐分区PTl和负极储液罐分区NTl,此时,打开阀门PT201与阀门PT202,并打开阀门NT201与阀门NT202,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2的SOC达到80 %,则关闭正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2,使用正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3(正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT301与阀门PT302,并打开阀门NT301与阀门NT302,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3的SOC达到60%,则关闭正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3,使用正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4(正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT401与阀门PT402,并打开阀门NT401与阀门NT402,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4的SOC达到40%,则关闭正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4,使用正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5(正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT501与阀门PT502,并打开阀门NT501与阀门NT502,闭合其他阀门。
[0089]若E2’〈E0’〈EΓ,则确定与工作功率E0’相匹配的SOC区间为60% -80%,那么使用正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2 (正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2组成的分区即上述的第二储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT201与阀门PT202,并打开阀门NT201与阀门NT202,闭合其他阀门;若检测到正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2的SOC达到80% (即上述的第一预设阈值),则关闭正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2,使用正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3(正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT301与阀门PT302,并打开阀门NT301与阀门NT302,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3的SOC达到60%,则关闭正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3,使用正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4(正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT401与阀门PT402,并打开阀门NT401与阀门NT402,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4的SOC达到40 %,则关闭正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4,使用正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5(正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT501与阀门PT502,并打开阀门NT501与阀门NT502,闭合其他阀门。
[0090]若E3’ <E0’〈E2’,则确定与工作功率E0’相匹配的电解液SOC区间为40% -60%,那么使用正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3(正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3组成的分区即上述的第二储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT301与阀门PT302,并打开阀门NT301与阀门NT302,闭合其他阀门;若检测到正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3的SOC达到60% (即上述的第一预设阈值),则关闭正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3,使用正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4(正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT401与阀门PT402,并打开阀门NT401与阀门NT402,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4的SOC达到40%,则关闭正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4,使用正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5(正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT501与阀门PT502,并打开阀门NT501与阀门NT502,闭合其他阀门。
[0091]若E4’ <E0’〈E3’,则确定与工作功率EO’相匹配的电解液SOC区间为20% -40%,那么使用正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4(正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4组成的分区即上述的第二储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT401与阀门PT402,并打开阀门NT401与阀门NT402,闭合其他阀门;若检测到正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4的SOC达到40% (即上述的第一预设阈值),则关闭正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4,使用正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5(正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT501与阀门PT502,并打开阀门NT501与阀门NT502,闭合其他阀门。
[0092]若E5’ <E0’〈E4’或EO’〈E5’,则确定与工作功率E0’相匹配的电解液SOC区间为0% -20%,那么使用正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5(正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5组成的分区即上述的第三储液罐分区)执行充电操作,此时,打开阀门PT501与阀门PT502,并打开阀门NT501与阀门NT502,闭合其他阀门。
[0093]在图7和图8所示的实施例中,若控制单元监测到风电的发电功率小于用电负载总的功率需求,则确定钒电池储能系统需要进行放电操作且工作功率为E0,生成的工作信息为控制钒电池储能系统进行放电操作的工作信息,以补足风电发电量的不足;从图7所示的功率曲线上读取工作功率EO对应的功率范围,若0〈E0〈E1,则确定与工作功率EO相匹配的SOC区间为0% -20%,那么使用正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5(正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5组成的分区即上述的第二储液罐分区)执行放电操作,此时,打开阀门PT501与阀门PT502,并打开阀门NT501与阀门NT502,闭合其他阀门;若检测到正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5的SOC达到0% (即上述的第二预设阈值),则使用正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4 (正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4组成的分区即上述的第四储液罐分区)执行放电操作,关闭正极储液罐分区PT5与负极储液罐分区NT5,此时,打开阀门PT401与阀门PT402,并打开阀门NT401与阀门NT402,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4的SOC达到0%,则关闭正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4,使用正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3 (正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3组成的分区即上述的第四储液罐分区)执行放电操作,此时,打开阀门PT301与阀门PT302,并打开阀门NT301与阀门NT302,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3的SOC达到0%,则关闭正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3,使用正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2(正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2组成的分区即上述的第四储液罐分区)执行放电操作,此时,打开阀门PT201与阀门PT202,并打开阀门NT201与阀门NT202,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2的SOC达到0%,则关闭正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2,使用正极储液罐分区PTl与负极储液罐分区NTl (正极储液罐分区PTl与负极储液罐分区NTl组成的分区即上述的第四储液罐分区)执行放电操作,此时,打开阀门PTlOl与阀门PT102,并打开阀门NTlOl与阀门NT102,闭合其他阀门。
[0094]若E1〈E0〈E2,则确定与工作功率EO相匹配的SOC区间为20% -40%,那么使用正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4(正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4组成的分区即上述的第二储液罐分区)执行放电操作,此时,打开阀门PT401与阀门PT402,并打开阀门NT401与阀门NT402,闭合其他阀门;若检测到正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4的SOC达到0% (即上述的第二预设阈值),则关闭正极储液罐分区PT4与负极储液罐分区NT4,使用正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3(正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3组成的分区即上述的第四储液罐分区)执行放电操作,此时,打开阀门PT301与阀门PT302,并打开阀门NT301与阀门NT302,闭合其他阀门;若正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3的SOC达到0%,则关闭正极储液罐分区PT3与负极储液罐分区NT3,使用正极储液罐分区PT2与负极储液罐分区NT2(正极储液罐分区PT2与负极储液罐分
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