一种风光-盐穴液流电池储能系统及其运行方法

本发明涉及地下新能源，特别涉及一种风光发电、地下空间储能及液流电池储能的综合储能系统及方法。

背景技术：

1、由于风电、光伏发电等新能源受地域环境天气影响较大，具有波动性，间歇性，利用效率并不理想，弃风弃光现象严重。为了降低弃风弃光率、实现电网削峰填谷，风电、光伏发电需要与储能系统相配合。储能技术种类繁多，目前技术较为成熟且发展迅速的规模化储能技术是电化学储能。其中氧化还原液流电池因为可以快速充放电，储存规模大和安全性能高的特点在大规模储能中应用广泛。但是如何大规模、安全、低成本的存储液流电池电解液也是需要解决的一个技术难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种风光-盐穴液流电池储能系统及其运行方法，以解决降低风电、光伏发电弃风弃光率、实现电网削峰填谷的技术问题、以及解决液流电池电解液存储技术问题。

2、本发明风光-盐穴液流电池储能系统包括新能源电力输入系统、盐穴液流电池储放系统和电力输出系统；

3、所述新能源电力输入系统包括发电单元、与发电单元连接的前端变电站和与前端变电站连接的电力输入网，所述发电单元包括光伏发电单元或/和风能发电单元；

4、所述盐穴液流电池储放系统包括正极电解液盐穴储库、负极电解液盐穴储库、正极电解液反应室、负极电解液反应室、隔离正极电解液反应室与负极电解液反应室的电解液隔膜、连接正极电解液盐穴储库与正极电解液反应室的正极电解液循环管道、设置在正极电解液循环管道上的正极电解液循环泵、连接负极电解液盐穴储库与负极电解液反应室的负极电解液循环管道、设置在负极电解液循环管道上的负极电解液循环泵、设置在正极电解液反应室中的正电极、设置在负极电解液反应室中的负电极、以及与正电极和负电极连接以暂时存储电能的电池堆；所述电力输入网与正电极和负电极连接构成充电电路；

5、所述电力输出系统包括与电池堆连接的后端变电站和与后端变电站连接的电力输出网。

6、进一步，所述的风光-盐穴液流电池储能系统还包括地面控制中心，所述地面控制中心用于控制新能源电力输入系统的电力输入、盐穴液流电池储放系统的运行和电力输出系统的电力输出。

7、进一步，所述正极电解液盐穴储库及正极电解液反应室中的正极电解液包括nacl溶液和溶解于nacl溶液中的4-ho-tempo；所述负极电解液盐穴储库及负极电解液反应室中的负极电解液包括nacl溶液和溶解在nacl溶液中的(so3)v(oh)br。

8、进一步，所述nacl溶液中nacl的浓度为2mol/l。

9、本发明还公开了一种风光-盐穴液流电池储能系统的运行方法，其包括：

10、在发电单元发电高峰期，地面控制中心控制电力输入网将发电单元产生的部分电能输入到盐穴液流电池储放系统的正电极与负电极，地面控制中心控制盐穴液流电池储放系统的正极电解液循环泵和负极电解液循环泵工作，使正极电解液和负极电解液分别循环流动，正极电解液中的活性物质在正电极上发生氧化反应，价态升高；负极电解液中的活性物质在负电极上发生还原反应，价态降低；从而将电能存储在正极电解液和负极电解液中，获得电能的正极电解液和负极电解液分别回流至正极电解液盐穴储库和负极电解液盐穴储库；在充电过程中，电池堆与正电极和负电极之间处于断路状态；

11、在用电高峰期，地面控制中心控制盐穴液流电池储放系统的正极电解液循环泵和负极电解液循环泵工作，使正极电解液和负极电解液分别循环流动，正极电解液中的活性物质在正电极上发生还原反应，价态降低；负极电解液中的活性物质在正电极上发生氧化反应，价态升高；从而将正极电解液及负极电解液中存储的电能转移到正电极和负电极，并通过正电极和负电极将电能释放到电池堆中暂存，地面控制中心控制后端变电站将电池堆存储的电能输入电力输出网。

12、本发明的有益效果：

13、本发明中风光-盐穴液流电池储能系统及其运行方法，其将通过盐穴储库将光伏、风能发电与液流电池有机结合成一体，充分利用了盐穴储库的大空间、密闭性、安全性、低成本的存储优点，能大规模的存储光伏、风能发电单元高峰发电期所产生的电能，并能在用电高峰期将存储的电能稳定的向负载输出，能有效解决风电、光伏等新能源间歇性、波动性造成的弃风弃光现象，能在电力调峰削谷、分布式电源安全并网方面发挥显著作用。

技术特征：

1.一种风光-盐穴液流电池储能系统，其特征在于：包括新能源电力输入系统、盐穴液流电池储放系统和电力输出系统；

2.根据权利要求1所述的风光-盐穴液流电池储能系统，其特征在于：还包括地面控制中心，所述地面控制中心用于控制新能源电力输入系统的电力输入、盐穴液流电池储放系统的运行和电力输出系统的电力输出。

3.根据权利要求1所述的风光-盐穴液流电池储能系统，其特征在于：所述正极电解液盐穴储库及正极电解液反应室中的正极电解液包括nacl溶液和溶解于nacl溶液中的4-ho-tempo；所述负极电解液盐穴储库及负极电解液反应室中的负极电解液包括nacl溶液和溶解在nacl溶液中的(so3)v(oh)br。

4.根据权利要求3所述的风光-盐穴液流电池储能系统，其特征在于：所述nacl溶液中nacl的浓度为2mol/l。

5.一种权利要求2中任一所述的风光-盐穴液流电池储能系统的运行方法，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种风光‑盐穴液流电池储能系统及其运行方法，其包括新能源电力输入系统、盐穴液流电池储放系统和电力输出系统；新能源电力输入系统包括发电单元、前端变电站和电力输入网；盐穴液流电池储放系统包括电解液盐穴储库、电解液反应室、电解液隔膜、电解液循环管道、电解液循环泵、正电极、负电极和电池堆；电力输出系统包括后端变电站和电力输出网。本发明将通过盐穴储库将光伏、风能发电与液流电池有机结合成一体，充分利用了盐穴储库的大空间、密闭性、安全性、低成本的存储优点，能大规模存储光伏、风能发电单元的剩余电能，能有效解决风电、光伏等新能源间歇性、波动性造成的弃风弃光现象，在电力调峰削谷方面能发挥显著作用。技术研发人员：任奕玮,陈留平,徐俊辉,陈结,戴秋霞,姚圣鑫,魏磊,罗欣裕,丁博文受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18