一种在线恢复液流电池系统性能的控制方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液流电池领域，具体为一种在线恢复液流电池系统性能的控制方法及其系统。
【背景技术】
[0002]随着化石能源的日渐紧缺和环境污染问题的日益严重，人类逐步把未来能源的希望寄托于风能、太阳能等可再生清洁能源的开发和利用，同时由于风能、太阳能等可再生能源的特点是具有不稳定性和不连续性，因此要将这些能源发电时产生的低品质电流收集起来并进行平滑、稳定和可控输出，才能满足用户终端的需求，实现可再生能源的真正意义上的应用。
[0003]液流电池是一种新兴的二次储能电池，与其它将活性物质储存在电池内部的普通电池不同，它将电解液储存在电堆外部的储罐，通过流体栗和流体输送管路实现电解液在电堆腔体内的循环流动，进而完成液流电池的充放电过程。液流电池作为储能系统，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?Mff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。
[0004]目前，全f凡液流电池已经实现商业化应用，其中，f凡离子作为全f凡液流电池系统中唯一活性导电存储载体，其在溶液中的浓度和实际利用率决定着电池系统的充放电能力。由于离子传导膜的透过性，正负极钒离子不断随水分子迀移同时伴随着副反应的产生，全钒液流电池系统在经历长期充放电循环后，往往造成正极剩余大量V5+离子，所述V5+离子会与周围的硫酸根结合为沉淀物，导致液流电池容量降为初始容量的70%以下，严重影响了电池的使用性能。另外，上述沉淀物还会随着流动的电解液进入液流电池电堆中，并吸附于带有孔状结构的电极材料表面，降低电极活性，严重时进一步会导致电极某处沉淀物聚集过多而形成电极反应不充分区或者堵塞区，对电堆的稳定性和寿命影响较大。当液流电池系统出现性能下降时，需要采取一定的技术手段来去除沉淀物，现有技术中一般通过给液流电池系统配备大功率电解设备来去除沉淀物，这种方式存在设备成本高、耗电量大、物力人力消耗大等缺点。如何提供一种及时判断出液流电池系统的当前性能下降情况，并根据该性能降低程度适当控制液流电池系统执行有效的性能恢复方式，目前现有技术中尚未存在有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明针对以上问题的提出，而研制一种在线恢复液流电池系统性能的控制方法及其系统。
[0006]本发明的技术手段如下:
[0007]—种在线恢复液流电池系统性能的控制方法，所述液流电池系统包括至少一个电堆、正极电解液储罐、负极电解液储罐和循环栗；所述电堆由电池单体或多个电池单体串联组成；所述控制方法包括:
[0008]①监测所述液流电池系统的性能影响参数；
[0009]②根据所述性能影响参数和预设判定条件，判断所述液流电池系统是否需要执行性能恢复操作，是则执行步骤③，否则执行步骤④；
[0010]③控制所述液流电池系统执行性能恢复操作；
[0011]④继续监测所述液流电池系统的性能影响参数；
[0012]进一步地:
[0013]所述性能影响参数包括电解液温度、电解液流量和电解液压力；
[0014]步骤②具体为:判断电解液压力是否高于等于同一电解液温度对应的电解液压力阈值，同时判断电解液流量是否低于等于同一电解液温度对应的电解液流量阈值；当电解液压力高于等于同一电解液温度对应的电解液压力阈值，且电解液流量低于等于同一电解液温度对应的电解液流量阈值时，执行步骤③；当电解液压力低于同一电解液温度对应的电解液压力阈值，和/或电解液流量高于同一电解液温度对应的电解液流量阈值时，执行步骤④；
[0015]进一步地:
[0016]当所述液流电池系统包括至少两个相互串联的电堆时，所述性能影响参数包括电堆充电电流和电堆放电电流中的至少一种，以及电堆电压；
[0017]步骤②具体为:
[0018]在所述电堆充电电流下，判断最高电堆电压与其余电堆电压的均值之间的差值绝对值是否高于等于第二预设值，是则执行步骤③，否则执行步骤④；
[0019]在所述电堆放电电流下，判断最低电堆电压与其余电堆电压的均值之间的差值绝对值是否低于等于第五预设值，是则执行步骤③，否则执行步骤④；
[0020]进一步地:
[0021]当所述电堆由多个电池单体串联组成时，所述性能影响参数包括电堆充电电流和电堆放电电流中的至少一种，以及电池单体电压；
[0022]步骤②具体为:
[0023]在所述电堆放电电流下，判断最低电池单体电压与其余电池单体电压的均值之间的差值绝对值是否低于等于第一预设值，是则执行步骤③，否则执行步骤④；
[0024]在所述电堆充电电流下，判断最高电池单体电压与其余电池单体电压的均值之间的差值绝对值是否高于等于第四预设值，是则执行步骤③，否则执行步骤④；
[0025]进一步地:
[0026]所述性能影响参数包括液流电池系统初始运行状态时的各电池单体电压、液流电池系统当前运行状态时的各电池单体电压、各电池单体的开路电压、以及电堆充电电流；
[0027]步骤②具体为:在所述电堆充电电流下，将任一电池单体在液流电池系统当前运行状态时的电压与该电池单体的开路电压之间的差值，同该电池单体在液流电池系统初始运行状态时的电压与该电池单体的开路电压之间的差值作比较，并判断比较结果是否高于第三预设值，是则执行步骤③，否则执行步骤④；
[0028]进一步地:
[0029]所述性能影响参数包括当前运行状态和初始运行状态各自对应的液流电池系统容量、液流电池系统库伦效率、液流电池系统电压效率和液流电池系统能量效率；
[0030]步骤②具体为:当当前运行状态下的液流电池系统容量、液流电池系统库伦效率、液流电池系统电压效率和液流电池系统能量效率中的至少一种低于初始运行状态下的相应参数一定值时，执行步骤③，否则执行步骤④；
[0031]进一步地，步骤③具体为:
[0032]控制所述液流电池系统由正接状态切换至反接状态；
[0033]或控制所述液流电池系统由反接状态切换至正接状态；
[0034]进一步地，在步骤③之前还具有如下步骤:
[0035]配置液流电池系统:
[0036]1、配置所述电堆的液路输入输出接口:第一电解液入口、第二电解液入口、第一电解液出口和第二电解液出口 ；配置所述电堆的电路输入输出接口:第一电输入输出端和第二电输入输出端；
[0037]i1、配置所述电堆与所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐之间的连接关系:所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐均连接所述电堆的第一电解液入口和第二电解液入口 ；所述电堆的第一电解液出口和第二电解液出口均与所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐相连；
[0038]ii1、配置所述电堆与供电和/或用电的设备之间的连接关系:所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端均分别与所述设备的正极接线端或负极接线端相连接；
[0039]所述正接