一种用于液流电池储能系统电站SOC检测装置及计算方法与流程

本发明涉及液流电池领域，尤其涉及一种用于液流电池储能系统电站soc检测装置及计算方法。

背景技术：

1、液流电池是一种适合大规模应用的新型储能技术，具有高安全性、高稳定性、可大功率长时储能等优势。

2、在液流电池系统中，荷电状态（soc）表示的是电解液中所含的电量。理论上，荷电状态可以通过电解液中各离子所占的比例来定义。目前主流soc计算采用实时采集电压采集电堆电压的方式，然后根据实时电压对应soc关系进行换算。由于液流电池储能系统电站的能量以化学能的方式储存在电解液中，此方法检测的soc实时值只能评估出电堆出口/入口的soc值，并不能完整体现整个系统的soc值，造成整个系统的soc测量值波动与偏差均较大，不能满足日常运行需求。

3、通过精确的soc计算，可以评估目前液流电池储能系统电站的可充/可放电量，为液流电池储能系统运行计划提供可靠数据，对整个系统运行具有较大意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于液流电池储能系统电站soc检测装置及计算方法，通过对实时采集的soc进行修正，用于评估整个液流储能系统电站的soc。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本申请公开了一种用于液流电池储能系统电站soc检测装置，其特征在于：包括工作电堆、入口电压采集电堆、出口电压采集电堆、正极电解液储罐、负极电解液储罐、正极电解液泵浦系统、负极电解液泵浦系统和电池管理系统；

4、所述正极电解液储罐与工作电堆/入口电压采集电堆之间通过电解液管路形成闭合循环回路，所述正极电解液储罐内的正极电解液进入工作电堆/入口电压采集电堆，再由工作电堆/入口电压采集电堆回到正极电解液储罐；所述正极电解液储罐与工作电堆和出口电压采集电堆经过电解液管路串联形成闭合循环回路，所述正极电解液储罐内的正极电解液依次进入到工作电堆和出口电压采集电堆，再从出口电压采集电堆回到正极电解液储罐内;

5、所述负极电解液储罐与工作电堆/入口电压采集电堆之间通过电解液管路形成闭合循环回路，所述负极电解液储罐内的负极电解液进入工作电堆/入口电压采集电堆，再由工作电堆/入口电压采集电堆回到负极电解液储罐；所述负极电解液储罐与工作电堆和出口电压采集电堆经过电解液管路串联形成闭合循环回路，所述负极电解液储罐内的负极电解液依次进入到工作电堆和出口电压采集电堆，再从出口电压采集电堆回到负极电解液储罐内;

6、所述工作电堆上设有电能检测装置，用于检测工作电堆的电能；所述出口电压采集电堆上设有电压检测装置，用于检测出口电压采集电堆的开路电压，入口电压采集电堆上设有电压检测装置，用于检测入口电压采集电堆的开路电压；电压检测装置、电流检测装置与电池管理系统电性连接。

7、优选的，所述正极电解液储罐、负极电解液储罐内部设有液位传感器，用于检测正极电解液储罐、负极电解液储罐内的电解液体积，所述液位传感器与电池管理系统电性连接。

8、优选的，所述正极电解液泵浦系统设有流量传感器，用于检测正极电解液流量；负极电解液泵浦系统设有流量传感器，用于检测负极电解液流量。

9、一种用于液流电池储能系统电站soc计算方法，包括如下步骤：

10、s1、电池管理系统采集数据参数；

11、s2、计算电堆实时soc值；

12、s3、计算储液罐内电解液当前循环一次所需要的时间；

13、s4、测量电解液循环一次所累计的电能量；

14、s5、计算得soc修正百分数值；

15、s6、计算得液流电池储能系统电站的soc值。

16、优选的，所述步骤s1中的电池管理系统采集数据参数包括工作电堆电能、出口电压采集电堆电压、入口电压采集电堆电压、正极电解液储罐内的电解液体积、负极电解液储罐内的电解液体积、正极电解液流量和负极电解液流量。

17、优选的，所述步骤s2电堆实时soc值的计算公式为：soc实时=（soc入+soc出）/2，soc入为电堆入口实时soc值，soc出为电堆出口实时soc值，soc入根据入口电压采集电堆的开路电压计算；soc出根据出口电压采集电堆的开路电压计算。

18、优选的，所述步骤s3所需要的时间根据电解液流量与储罐内的电解液体积计算得到，计算公式为：t=min（v+/f+，v-/f-）；

19、式中t：电解液桶内全部电解液经工作电堆循环一次的时间；v+：正极电解液储罐内的电解液体积；v-：负极电解液储罐内的电解液体积；f+：正极电解液流量；f-：负极电解液流量。

20、优选的，所述步骤s4所累计的电能量为充电电能量减去放电电能量。

21、优选的，所述步骤s5中的soc修正百分数值的计算公式为：soc修正=100%×（wh充-wh放）/wh总；

22、式中wh总:理论0~100%soc区间内电能量；wh充:t1到t0时间段内所充电的电能量；wh放:t1到t0间段内所放电的电能量；开始计算电量的时间t1=t0-t，t0为测试soc实时的时间。

23、优选的，所述步骤s6中的液流电池储能系统电站的soc值的计算公式为：soc终=soc实时+soc修正。

24、本发明的有益效果：

25、1.本发明首先计算电解液桶内全部电解液经工作电堆循环一次的时间，再通过上述时间段内电解液电能量变化来计算soc修正值，通过修正计算可以解决由于液流电池储能系统电站的储液罐的容量较大，电解液循环一次所需时间长，导致采集的实时soc值与真实的soc值偏差问题。

26、2.通过计算出入口soc的平均值，可实时解决在大功率充放电时出入口soc偏差较大问题。

27、3.本发明的soc装置及计算方法简单可靠，不受液流电池储能系统电站运行状态影响。

技术特征：

1.一种用于液流电池储能系统电站soc检测装置，其特征在于：包括工作电堆、入口电压采集电堆、出口电压采集电堆、正极电解液储罐、负极电解液储罐、正极电解液泵浦系统、负极电解液泵浦系统和电池管理系统；

2.如权利要求1所述的用于液流电池储能系统电站soc检测装置，其特征在于：所述正极电解液储罐、负极电解液储罐内部设有液位传感器，用于检测正极电解液储罐、负极电解液储罐内的电解液体积，所述液位传感器与电池管理系统电性连接。

3.如权利要求1所述的用于液流电池储能系统电站soc检测装置，其特征在于：所述正极电解液泵浦系统设有流量传感器，用于检测正极电解液流量；负极电解液泵浦系统设有流量传感器，用于检测负极电解液流量。

4.一种用于液流电池储能系统电站soc计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的用于液流电池储能系统电站soc计算方法，其特征在于：所述步骤s1中的电池管理系统采集数据参数包括工作电堆电能、出口电压采集电堆电压、入口电压采集电堆电压、正极电解液储罐内的电解液体积、负极电解液储罐内的电解液体积、正极电解液流量和负极电解液流量。

6.如权利要求4所述的用于液流电池储能系统电站soc计算方法，其特征在于：所述步骤s2电堆实时soc值的计算公式为：soc实时=（soc入+soc出）/2，soc入为电堆入口实时soc值，soc出为电堆出口实时soc值，soc入根据入口电压采集电堆的开路电压计算；soc出根据出口电压采集电堆的开路电压计算。

7.如权利要求4所述的用于液流电池储能系统电站soc计算方法，其特征在于：所述步骤s3所需要的时间根据电解液流量与储罐内的电解液体积计算得到，计算公式为：t=min（v+/f+，v-/f-）

8.如权利要求4所述的用于液流电池储能系统电站soc计算方法，其特征在于：所述步骤s4所累计的电能量为充电电能量减去放电电能量。

9.如权利要求4所述的用于液流电池储能系统电站soc计算方法，其特征在于：所述步骤s5中的soc修正百分数值的计算公式为：soc修正=100%×（wh充-wh放）/wh总;

10.如权利要求4所述的用于液流电池储能系统电站soc计算方法，其特征在于：所述步骤s6中的液流电池储能系统电站的soc值的计算公式为：soc终=soc实时+soc修正。

技术总结本发明公开了一种用于液流电池储能系统电站SOC检测装置及计算方法，包括以下步骤：电池管理系统采集数据参数；计算电堆实时SOC值；计算储液罐内电解液当前循环一次所需要的时间；测量电解液循环一次所累计的电能量；计算得SOC修正百分数值；计算得液流电池储能系统电站的SOC值。本发明通过精确的SOC计算，可以评估目前液流电池储能系统电站的可充/可放电量，为液流电池储能系统运行计划提供可靠数据，对整个系统运行具有较大意义。技术研发人员：熊仁海,王宇,王庆丰,陈广新受保护的技术使用者：杭州德海艾科能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25