液流电池电堆测试控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种电池测试控制系统，具体地说是一种测试锋漠液流储能电池 电堆性能的系统，主要用于对锋漠液流电池电堆或者电忍进行性能测试。
【背景技术】
[0002] 随着光伏发电和风力发电的比重在电网份额中的急剧增加，间歇式能源的不稳定 性及其对电网与用户端的冲击。储能液流电池技术是应对当前间歇性能源并网困难的一种 储能技术。储能液流电池技术通过电能与化学能之间的转换，能够有效的缓冲能量分布，调 节能源分配比率，保障分布式能源系统顺利接入电网。
[000引锋漠电池电堆是锋漠储能电池技术体系的核心电堆的性能W及稳定性直接影响 着储能系统的工作状态。目前对电堆进行测试的设备主要测试对象是饥液流电池，饥液流 电池的测试系统一般较为庞大，测试功能较为简单，针对的测试项目较为固定和单一，并不 直接适合用于锋漠液流电池电堆的测试。 【实用新型内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本实用新型提供一种液流电池电堆测试控制系统。 阳〇化]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：液流电池电堆测试控制系统， 包括PLC控制器W及与其连接的传感器、电流变送器、电压变送器、直流断路器和液流循环 控制系统；所述直流断路器的一端与电源、电流变送器、电压变送器连接，另一端用于连接 电堆，直流断路器的控制端与PLC控制器连接。
[0006] 所述传感器包括压力传感器、溫度传感器、漏液传感器。
[0007] 所述液流循环控制系统包括顺序连接的继电器组、变频器、电阻均衡负载、磁力 累，W及与继电器组连接的风扇、导气阀、导液阀；所述继电器组的输入端与PLC控制器连 接。
[000引液流电池电堆测试控制系统还包括急停按钮，与PLC控制器连接。
[0009] 液流电池电堆测试控制系统还包括通信接口，与PLC控制器连接。
[0010] 本实用新型具有W下有益效果及优点：
[0011] 1.本实用新型通过电压、电流变送器采集测试系统电气循环的参数，通过压力传 感器、液位传感器采集测试系统液流循环的参数，并将运些参数传递给PLC控制器；PLC控 制器控制各执行设备的运行。该系统能够同时管理测试电堆的充电、放电电气信号和流经 电堆本体的电解液循环，完成对电堆性能的测试。
[0012] 2.本实用新型通过各传感器采集电堆W及测试系统液路运行可W了解到电堆当 前的运行状态，并针对不同的运行状态进行相应的液路控制，确保测试环境符合设计要求。
[0013] 3.本实用新型设有通信接口，能够将采样的系统数据和结果通过通信数据上传到 监控一体化平台，便于电堆测试人员在远程对于电堆测试系统的运行状态进行了解，同时 也可W在远方进行相应控制。
[0014] 4.本实用新型提高了设备整体利用率。
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型的电气结构图；
[0016] 1电堆，2电气接口，3直流电源输入接口，4电流变送器，5电压变送器，6直流断路 器，7安全指示灯，8PLC控制器，9控制箱箱体，10压力传感器，11溫度传感器，12漏液传感 器，13急停按钮，14钥匙锁，15继电器组，16 220V交流电源输入，17 24V开关电源，18变频 器，19电阻均衡负载，20磁力累，21风扇，22导气阀，23导液阀，24通信接口； 阳017] 图2是本实用新型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0019] 本实用新型采用的技术方案如图1所示：
[0020] 1)受测试对象，一般为液流电池电堆；
[0021] 2)测试电气接口，用于与测试对象的连接，测试接口的接口形式与电堆类型相 关； 阳〇巧如直流电源输入接口，用于测试电源的接入，并与电流变送器、电压变送器相连 接，另一端与直流接触器相连接；
[002引 4)电流变送器，测量电堆总电流，并传输给化C;
[0024]W电压变送器，测量电堆两级端口电压，并传输给化C;
[00巧]6)直流接触器，分断测试电气回路，一端与测试电源连接，一端与测试对象接口连 接，并且受到化C的控制信号的控制；
[0026] 7)安全指示灯，内部包括继电器组，受PLC控制器的信号控制，指示系统安全状 态；
[0027] 8)PLC控制器；采用PLC工控机；
[0028] 9)控制箱箱体；用于内置PLC控制器，W及安全指示灯和通信接口；
[0029] 10)压力传感器，采集磁力累出口处的压力信号，传输给化C;
[0030] 11)溫度传感器，采集电堆的中屯、溫度、阴极电解液溫度、阳极电解液溫度、环境溫 度，传输给PLC控制器；
[0031] 12)漏液传感器，采集测试系统储液管液位信号，传输给PLC控制器；
[0032] 13)急停按钮；采用用于通断的开关；
[003引14)钥匙锁；采用用于通断的开关；
[0034] 巧）继电器组，包括多个并联的继电器，多个继电器一端与PLC控制器相接，另一 端分别接控制设备，包括变频器、磁力累、风扇、导气阀和导液阀，用于各设备的控制切换；
[0035] 16) 220V交流电源输入；
[0036] 17) 24V开关电源，用于给系统供电；
[0037] 18)变频器，用于磁力累的调频驱动，输入端接继电器组，输出端接电阻均衡负 载；
[0038] 19)电阻均衡负载，包括多组S角形连接的功率电阻，用于变频器与磁力累的相数 匹配，使得变频器可W接入多种不同规格的磁力累。接在变频器的输出端，另一端可W接入 两台磁力累；
[0039] 20)磁力累，设置于电堆储液罐电解液流出处，与电阻均衡负载连接，用于驱动液 流电池液流循环；
[0040] 21)风扇，设置于电堆测试液路循环的阳极电解液管道处，输入端接继电器组，用 于给电解液散热；
[0041] 22)导气阀，设置于电堆顶端出液口处，输入端接继电器组，用于受测电堆的导 气；
[0042] 23)导液阀，设置于储液罐电解液输出处，输入端接继电器组，用于受测电堆液流 循环的控制；
[00创 24)通信接口，与PLC控制器连接，集成在控制箱体中，用于与外界进行数据交互， 可与上位机连接。
[0044] 该系统采用了MOD脚STCP^P通讯规约，来进行数据的采集和数据的上送。采集 到的数据提供给一些高级应用，便于本地对电堆的运行状态的分析，同时也可W转发给监 控一体化平台。
[0045] 该电堆测试系统通过预设值的测试方案，能为电堆系统进行表1中列举的相关测 试，根据运些测试方案，分析系统会自动给出电堆的性能评估报告。
[0046] 表 1
[0048] 如图2所示，PLC控制器接收到上位机的控制使能信号开始初始化；采集各传感器 的溫度、压力、液位信息，分别对磁力累和风扇进行PID控制；PLC控制器根据传感器采集的 系统参数，给定磁力累和风扇PID控制的P、I、D的各参数开始运行。系统进入主循环，如 果PLC控制器采集到急停信号，PLC控制器切断电气连接中的直流接触器（图1中的6)，断 开所有继电器组，使得执行设备断电。如果PLC控制器采集到重置信号，PLC控制器进入重 置描述，将全部PID控制参数初始化。如果PLC控制器采集到运行信号，PLC控制器对电流 变送器输出信号At进行判断，如果电流变送器输出信号At〉0,程序进入充电运行模式，按 照预设定的充电运行参数控制各执行设备，完成充电后，程序进入待机模式；如果电流变送 器输出信号At<0,程序进入放电运行模式，按照预设定的放电运行参数控制各执行设备， 完成放电后，程序进入待机模式；如果电流变送器输出信号At= 0,且电压变送器输出信号 Vt<15V，程序进入脱锋维护运行模式，当检测到脱锋维护时间大于8小时后，程序进入待机 模式。待机模块中判断是否有新的测试项目，如果有，系统根据测试项目重新设置PID控制 的P、I、D的各参数，进行下一个测试项目；如果没有新的测试项目，程序结束。
【主权项】
1. 液流电池电堆测试控制系统，其特征在于：包括PLC控制器（8)以及与其连接的传 感器、电流变送器（4)、电压变送器（5)、直流断路器（6)和液流循环控制系统；所述直流断 路器（6)的一端与电源、电流变送器（4)、电压变送器（5)连接，另一端用于连接电堆，直流 断路器（6)的控制端与PLC控制器（8)连接。2. 根据权利要求1所述的液流电池电堆测试控制系统，其特征在于所述传感器包括压 力传感器（10)、温度传感器（11)、漏液传感器（12)。3. 根据权利要求1所述的液流电池电堆测试控制系统，其特征在于所述液流循环控制 系统包括顺序连接的继电器组（15)、变频器（18)、电阻均衡负载（19)、磁力栗（20)，以及与 继电器组（15)连接的风扇（21)、导气阀（22)、导液阀（23);所述继电器组（15)的输入端 与PLC控制器⑶连接。4. 根据权利要求1所述的液流电池电堆测试控制系统，其特征在于还包括急停按钮 (13)，与PLC控制器（8)连接。5. 根据权利要求1所述的液流电池电堆测试控制系统，其特征在于还包括通信接口 (24)，与PLC控制器（8)连接。
【专利摘要】本实用新型涉及液流电池电堆测试控制系统，包括PLC控制器以及与其连接的传感器、电流变送器、电压变送器、直流断路器和液流循环控制系统。所述直流断路器的一端与电源、电流变送器、电压变送器连接，另一端用于连接电堆，直流断路器的控制端与PLC控制器连接。本实用新型通过各传感器采集电堆以及测试系统液路运行可以了解到电堆当前的运行状态，并针对不同的运行状态进行相应的液路控制，确保测试环境符合设计要求。本实用新型设有通信接口，能够将采样的系统数据和结果通过通信数据上传到监控一体化平台，便于电堆测试人员在远程对于电堆测试系统的运行状态进行了解，同时也可以在远方进行相应控制。
【IPC分类】H01M8/04
【公开号】CN205092293
【申请号】CN201520771884
【发明人】洪杰, 谭星祥, 陈旻, 徐进亮
【申请人】特变电工沈阳变压器集团有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年9月30日