专利名称：一种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法
技术领域：
本发明涉及一种用于海上石油平台的储能装置及储能的方法。
背景技术：
当前，世界已经处于飞速发展时期，由于人们生活水平的不断提高，对能源的需求也日趋提高，目前，陆地上的不可再生能源趋于枯竭，人们除了寻找新的能源以外，也将能源的开发转向海洋资源。
海上石油平台是开采海洋石油的主要途径，目前海上石油平台供电，多采用伴生气或柴油发电，有时一艘发电船，为数个海上石油平台通过海底电缆供电。但是发电船及海底电缆也会经常发生故障，给石油钻采的生产带来损失。有时正在钻井，突然停电会造成钻杆断裂，乃至造成油井会报废。因此，研究开发一种新的电能供给装置，来解决海上供电故障时的备用电源，非常重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法，该方法中的大容量钒电池在海上石油平台电网(柴油放电局域网)供电时处于充电状态，在电网供电故障时，立即供电，使海上石油平台能正常继续工作。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现—种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法，该方法在电网供电停止时， 通过大容量钒电池供电，使海上石油平台能继续正常工作；在电网正常供电时，大容量钒电池处于充电状态；该装置包括大容量钒电池、及由电压变换电路、三相逆变桥、滤波器组成的双向变流器。当电网供电停止时，大容量钒电池输出的直流电经开关Kl输入到电压变换电路，经电压变换电路闭合的常开触点K2将直流电输入三相逆变桥，经逆变桥转换成交流电后，经滤波器滤波，输出三相正弦交流电，供给海上石油平台使用；在电网正常供电时，大容量钒电池处于充电状态，由电网提供交流电，经滤波器后，经逆变桥整流，再经电压变换电路给大容量钒电池充电。所述的电压变换电路包括电容、电感、常开触点、全控型电子开关；在大容量钒电池供电状态下，常开触点K2闭合，T7不工作；在大容量钒电池充电状态下，当钒电池电压在正常工作范围内时，常开触点K2闭合，T7不工作，当钒电池电压低于正常工作范围时，K2断开，T7工作。所述的大容量钒电池设有监控系统，监控系统包括嵌入式微电脑、及分别与嵌入式微电脑相连接的充电电流检测模块、钒电池电压检测模块、环境温度检测模块、输出电压检测模块、报警模块、通讯接口、键盘和显示器。所述的双向变流器的控制器由DSP数字信号处理器、RAM存储器、FLASH存储器、CPLD可编程逻辑器件、光耦隔离器、模/数转换模块、数/模转换模块组成；RAM存储器、 FLASH存储器、CPLD可编程逻辑器件、光耦隔离器、模/数转换模块、数/模转换模块分别与 DSP数字信号处理器相连接 。CPLD可编程逻辑器件连接6路继电器，CPLD可编程逻辑器件还与模/数转换模块、数/模转换模块相连接。与现有技术相比，本发明的有益效果是1)采用钒液流电池作为储能元件，容量大，功率大，且钒电池的电解液可循环使用，无环保污染问题；2)使用寿命长，钒电池寿命在20年以上，其他电池只有几年寿命，铅酸电池约1-2 年；3)价格合理，如采用大容量锂电池价格会很昂贵；4)采用大容量的钒电池储能装置，解决了海上石油平台突然停电的问题，可提供不间断电源。
图1是用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法结构示意图；图2是双向变流器结构图；图3是大容量钒电池监控系统框图；图4是双向变流器的控制器框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。见图1，一种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法，该方法在电网供电停止后，通过大容量钒电池供电，使海上石油平台能继续正常工作；该装置包括大容量钒电池、及由电压变换电路、三相逆变桥、滤波器组成的双向变流器。见图2，电压变换电路包括电容Cl、电感Li、常开触点K2、全控型电子开关T7 ；三相逆变桥由全控型开关器件T1-T6组成，且输入端设有电容器C2 ；滤波器由电感L2、L3及电容器C3组成。当电网供电停止时，大容量钒电池输出的直流电经开关Kl输入到电压变换电路， 经电压变换电路闭合的常开触点K2将直流电输入三相逆变桥，经逆变桥转换成交流电后， 经滤波器滤波，输出三相正弦交流电，供给用电设备使用。电网正常供电时，大容量钒电池处于充电状态，见图2所示。当钒电池电压处于正常工作范围时，由电网提供交流电，经滤波器后，经逆变桥整流，再经电压变换电路的 K2(闭合)给大容量钒电池充电，Τ7不工作。当钒电池电压低于正常工作电压时(如钒电池零电压充电时)，由电网提供交流电，经滤波器后，经逆变桥整流，再经电压变换电路的 Τ7和Ll (该状态时Κ2断开)降压为适合钒电池充电直流电压给大容量钒电池充电。见图3，大容量钒电池的监控系统包括嵌入式微电脑、及分别与嵌入式微电脑相连接的充电电流检测模块、钒电池电压检测模块、环境温度检测模块、输出电压检测模块、报警模块、通讯接口、键盘、和显示器。见图4，双向变流器的控制器由DSP数字信号处理器、RAM存储器、FLASH存储器、CPLD可编程逻辑器件、光耦隔离器、模/数转换模块、数/模转 换模块组成；RAM存储器、 FLASH存储器、CPLD可编程逻辑器件、光耦隔离器、模/数转换模块、数/模转换模块分别与 DSP数字信号处理器相连接。 CPLD可编程逻辑器件连接6路继电器，CPLD可编程逻辑器件还与模/数转换模块、数/模转换模块相连接。
权利要求
1.一种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法，其特征在于，该方法在电网供电停止时，通过大容量钒电池供电，使海上石油平台能继续正常工作；在电网供电时，大容量钒电池系统处于充电状态；该装置包括大容量钒电池、及由电压变换电路、三相逆变桥、滤波器组成的双向变流器；当电网供电停止时，大容量钒电池输出的直流电经开关Kl输入到电压变换电路，经电压变换电路闭合的常开触点K2将直流电输入三相逆变桥，经逆变桥转换成交流电后，经滤波器滤波，输出三相正弦交流电，供给海上石油平台使用；在电网供电时，大容量钒电池系统处于充电状态，由电网提供交流电，经滤波器后，经逆变桥整流，再经电压变换电路给大容量钒电池充电。
2.根据权利要求1所述的一种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法，其特征在于，所述的电压变换电路包括电容、电感、常开触点、全控型电子开关；在大容量钒电池供电状态下，常开触点K2闭合，T7不工作；在大容量钒电池充电状态下，当钒电池电压在正常工作范围内时，常开触点K2闭合，T7不工作，当钒电池电压低于正常工作范围时，K2断开， T7工作。
3.根据权利要求1所述的一种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法，其特征在于，所述的大容量钒电池设有监控系统，监控系统包括嵌入式微电脑、及分别与嵌入式微电脑相连接的充电电流检测模块、钒电池电压检测模块、环境温度检测模块、输出电压检测模块、报警模块、通讯接口、键盘和显示器。
4.根据权利要求1所述的一种用于海上石油平台的大容量钒电池的储能方法，其特征在于，所述的双向变流器的控制器由DSP数字信号处理器、RAM存储器、FLASH存储器、CPLD 可编程逻辑器件、光耦隔离器、模/数转换模块、数/模转换模块组成；RAM存储器、FLASH存储器、CPLD可编程逻辑器件、光耦隔离器、模/数转换模块、数/模转换模块分别与DSP数字信号处理器相连接；CPLD可编程逻辑器件连接6路继电器，CPLD可编程逻辑器件还与模 /数转换模块、数/模转换模块相连接。
全文摘要
本发明涉及一种用于海上石油平台的储能装置及储能的方法，该方法在电网供电停止时，通过大容量钒电池供电，使海上石油平台能继续正常工作；电网正常供电时，大容量钒电池处于充电状态；该装置包括大容量钒电池、及由电压变换电路、三相逆变桥、滤波器组成的双向变流器。该方法可实现电网供电故障时，立即供电，使海上石油平台能正常继续工作，减少经济损失。
文档编号H02J7/02GK102437612SQ20111042216
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者王兆卓, 王文举, 王春岩 申请人:辽宁荣信光伏技术有限公司