液流电池多模式运行控制方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种液流电池技术领域，具体为一种液流电池多模式运行控制方法及 其系统。
【背景技术】
[0002] 液流电池具有安全性好、寿命长、蓄电容量大、功率与容量分离可调、选址自由和 清洁环保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~丽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。
[0003] 在液流电池的电力系统应用中，综合液流电池系统实现的各项功能，可以将液流 电池系统的功率输出模式分为两类：①短时的快速功率响应模式，这种模式要求液流电池 系统具有快速的响应能力和功率变换能力，一般响应时间在秒级至分钟级；②长时的稳定 功率输出模式，这种模式下，液流电池系统输出功率在一段时间内（分钟级至小时级）变化 不大，要求液流电池系统具备较好的稳定性和系统效率。液流电池系统针对不同的功率输 出模式需求应当具备相应的控制策略，目前现有技术中尚未存在有效的解决方案。
【发明内容】
[0004] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种液流电池多模式运行控制方法及其系 统。
[0005] 本发明的技术手段如下：
[0006] -种液流电池多模式运行控制方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :根据给定的液流电池系统功率调度值的变化确定液流电池系统的运行模 式；所述功率调度值为充电功率调度值或放电功率调度值；
[0008] 步骤2 :通过预设时间内最大功率调度值获得应处于运行状态的电池系统子单 元数量值；所述电池系统子单元包括至少一个电堆、正极储罐、负极储罐、循环栗和管路系 统；
[0009] 步骤3 :获得各电池系统子单元的SOC值，按照SOC值的大小顺序排列各电池系统 子单元的顺序关系，根据排列结果控制顺序在前的相应数量的电池系统子单元运行；
[0010] 步骤4 :根据所确定的液流电池运行模式，以及运行中各电池系统子单元的荷电 状态和当前功率调度值来确定运行中各电池系统子单元的充电功率或放电功率，并保证运 行中的电池系统子单元的总充电功率值或总放电功率值等于当前给定的液流电池系统功 率调度值；
[0011] 步骤5:根据各电池系统子单元的充电功率或放电功率，结合所确定的液流电池 系统运行模式来控制各电池系统子单元的运行状态；
[0012] 进一步地，所述步骤1具体包括如下步骤：
[0013] 步骤11 :每隔预设时间间隔检测给定的液流电池系统功率调度值；
[0014] 步骤12 :将检测的功率调度值与预设功率进行比较，对功率调度值大于预设功率 的比较结果进行累计；
[0015] 步骤13 :将预设时间内功率调度值大于预设功率的累计次数与次数阈值进行比 较，当所述累计次数大于次数阈值时确定液流电池系统的运行模式为第一运行模式，当所 述累计次数小于等于次数阈值时确定液流电池系统的运行模式为第二运行模式；
[0016] 进一步地，所述步骤2具体包括如下步骤：
[0017] 步骤21 :获知预设时丨初由給宙的诚盛由袖,?絡晶十I六銮個磨估Pm;
[0018] 步骤22 :根据公j 突得应处于运行状 态的电池系统子单元数量值m，其中K为设定系数、P,为电池系统子单元当SOC值为50%时 的最大充放电功率、Pm为第η个电池系统子单元在当前荷电状态下的最大充放电功率、η为 电池系统子单元总数量；
[0019] 进一步地，步骤3中按照SOC值的大小顺序排列各电池系统子单元的顺序关系的 步骤具体为：
[0020] 若当前功率调度值为充电功率调度值，各电池系统子单元按照SOC值的升序进行 排列，若当前功率调度值为放电功率调度值，各电池系统子单元按照SOC值的降序进行排 列，根据排列结果控制顺序在前的相应数量的电池系统子单元运行；
[0021] 进一步地，当所确定的液流电池系统运行模式为第一运行模式时，所述步骤4具 体包括如下步骤：
[0022] 步骤41 :确定运行中各电池系统子单元的充放电功率等于电池系统子单元当SOC 值为50%时的最大充放电功率或各自在当前荷电状态下的最大充放电功率；
[0023] 步骤42:根据
?停止运行的电池系统子 单元数量，其中m为所获得的应处于运行状态的电池系统子单元数量值、Pf为当前给定的功 率调度值、匕为电池系统子单元当SOC值为50 %时的最大充放电功率、P m为第η个电池系 统子单元在当前荷电状态下的最大充放电功率、η为电池系统子单元总数量；
[0024] 进一步地，当所确定的液流电池系统运行模式为第二运行模式时，所述步骤4具 体包括如下步骤：
[0025] 若当前功率调度值为充电功率调度倌时，根据各电池系统子单元按照SOC值的升 序进行排列得到的结果，利用公式
导出第1个电池系统子单元的充电 功率Ρι，其中Pf为当前给定的功率调度值、m为所获得的应处于运行状态的电池系统子单元 数量值、〇彡i彡m-l、0彡1彡m-l、S[i]为第i个电池系统子单元的SOC值；
[0026] 若当前功率调度值为放电功率调度值时，根据各电池系统子单元按照SOC值的降 序进行排列得到的结果，利用公式
得出第h个电池系统子单元的放电功率 Ph，其中Pf为当前给定的功率调度值、m为所获得的应处于运行状态的电池系统子单元数量 值、〇彡j彡m-l、0彡h彡m-1、S[j]为第j个电池系统子单元的SOC值；
[0027] 进一步地，
[0028] 当所确定的运行樽式为第一运行樽式时，所沭步骤5具体包括如下步骤：
[0029] 步骤51:控_
个电池系统子单元停止运 行，其中m为所获得的应处于运行状态的电池系统子单元数量值、Pf为当前给定的功率调度 值、P1^J电池系统子单元当SOC值为50%时的最大充放电功率、Pm为第η个电池系统子单 元在当前荷电状态下的最大充放电功率、η为电池系统子单元总数量；
[0030] 步骤52 :调节运行中各电池系统子单元的荷电状态维持在35 %~65% ;
[0031] 步骤53 :调整运行中各电池系统子单元的充放电功率等于电池系统子单元当SOC 值为50%时的最大充放电功率或各自在当前荷电状态下的最大充放电功率；
[0032] 当所确定的运行模式为第二运行模式时，所述步骤5具体包括如下步骤：
[0033] 步骤51 :调节运行中各电池系统子单元的荷电状态维持在0%~100% ;
[0034] 步骤52 :调整运行中各电池系统子单元的充电功率或放电功率等于所确定的各 电池系统子单元的充电功率或放电功率。
[0035] -种液流电池多模式运行控制系统，包括：
[0036] 获得各电池系统子单元的SOC值的电池管理系统；
[0037] 连接能量管理系统和电池管理系统的就地监控系统；
[0038] 所述就地监控系统接收由能量管理系统给定的液流电池系统功率调度值，所述功 率调度值为充电功率调度值或放电功率调度值；所述就地监控系统包括：
[0039] 运行模式确定模块，用于根据给定的液流电池系统功率调度值的变化确定液流电 池系统的运行模式；
[0040] 数量获取模块，用于通过预设时间内最大功率调度值获得应处于运行状态的电池 系统子单元数量值；所述电池系统子单元包括至少一个电堆、正极储罐、负极储罐、循环栗 和管路系统；
[0041] 排序及运行控制模块，若当前功率调度值为充电功率调度值时，用于将各电池系 统子单元按照SOC值的升序进行排列，若当前功率调度值为放电