CN104577172A - 一种自带工作电源的全钒液流电池 - Google Patents

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禹加
孙峰
张宇
刘玉峰
陈伟
张潇桐
张钊
程绪可
董鹤楠
张冠峰
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

本发明涉及一种自带工作电源的全钒液流电池，属于储能电池技术领域。主要由全钒液流电池***、功率转换单元、工作电源构成，全钒液流电池工作电源电力由储能电池自身提供，工作电源由一个DC-DC转换单元以及DC-AC转换单元构成，通过控制变换转换为标准的交流工作电压，实现对全钒液流电池***的电池驱动用电设备（电解液泵、换热器等）的可靠供电。本发明实现了全钒液流电池的不间断供电，其实施成本较低，性价比高，具有广阔的应用前景。

Description

一种自带工作电源的全钒液流电池
技术领域
 本发明属于储能电池技术领域，尤其涉及一种自带工作电源且能独立运行的全钒液流电池。
背景技术
目前，全钒液流电池是储能领域最新型技术之一，在国内应用还处在示范应用阶段，由于全钒液流电池靠泵运转循环电解液才能正常进行充电与放电，因此电池***自身需要辅助的交流工作电源提供给泵电机及其他的相关电动设备，实际应用中全钒液流电池***辅助用的交流工作电源，多取之配电网的AC母线上或采用专门的UPS供电。现有的供电方法存在以下问题：
全钒液流电池***工作电源取配电网交流母线时，一旦母线失电，全钒液流电池***的辅助交流工作电源中断，全钒液流电池也因此停止工作，电池***无法实现不间断工作，因此实际运行中电池功能应用受到制约。
若采用专门的UPS提供全钒液流电池***的电源，电池***要求不间断工作的要求满足了，但是设备投资增加，设备体积增加。
发明内容
发明目的：
为了解决上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种自带工作电源的全钒液流电池。
技术方案：
本发明是通过以下技术方案实施的：
一种自带工作电源的全钒液流电池，包括全钒液流电池***、功率转换单元和工作电源；其特征在于：全钒液流电池***通过功率转换单元与上级配电网相连，工作电源的电力由全钒液流电池***提供，工作电源与电池用电设备相连，经工作电源变换后为电池驱动用电设备提供电力。
全钒液流电池***包括功率单元、电池用电设备和储能单元，功率单元连接电池用电设备，电池用电设备连接储能单元。
工作电源由DC-DC转换单元和DC-AC转换单元构成，DC-DC转换单元连接DC-AC转换单元。
DC-DC转换单元连接于功率单元和DC-AC转换单元之间；DC-AC转换单元连接于DC-DC转换单元和电池用电设备之间。
工作电源由功率单元提供电力，经过工作电源将直流电源转换成标准的交流电源，为电池用电设备供电。
优点和效果：
本发明提供了一种自带工作电源的全钒液流电池，使全钒液流电池具备了在启动后外界电源失电条件下依然能不间断工作的能力，相较采用UPS提供电源的方式，本发明设备投资小、体积小，独立运行持续时间长，进一步提升了液流电池的应用范围和使用性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明实施例示意图。
附图标记说明：
1、DC-DC转换单元，2、DC-AC转换单元，3、功率转换单元，4、功率单元，5、电池用电设备，6、储能单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体说明：
本发明提供一种自带工作电源的全钒液流电池，如图1所示，该电池包括全钒液流电池***、功率转换单元3、工作电源；所述的全钒液流电池***通过功率转换单元3与上级配电网相连，所述的工作电源的电力由全钒液流电池***提供，工作电源与电池用电设备5相连，经工作电源变换后为电池用电设备提供电力。
全钒液流电池***包括功率单元4（电堆或模块）、电池用电设备5（电解液泵、换热器等）、储能单元6（电解液和储罐），功率单元4连接电池用电设备5，电池用电设备5连接储能单元6。
所述的工作电源由DC-DC转换单元1和DC-AC转换单元2构成。DC-DC转换单元1与DC-AC转换单元2连接，将宽范围直流电压输入转换成稳定交流电压输出。
所述的DC-DC转换单元1连接于功率单元4和DC-AC转换单元2之间，将功率单元输出的电池电压转换成稳定标准输出的直流电压。
DC-AC转换单元2连接于DC-DC转换单元1和电池用电设备5之间，将直流电源转换成标准的交流电源，为电解液循环泵、电动阀门提供交流工作电源。
工作电源由功率单元4提供电力，经过工作电源将直流电源转换成标准的交流电源，为电池用电设备5供电。
以工作电源为标准三相380V交流为例，DC-DC转换单元1连接全钒液流电池***，将功率单元侧输出的直流电压，转换输出稳定到560V直流电压到DC-AC转换单元2，将直流电转换成380V的交流电，提供给电池用电设备5。
图2为本发明一个具体实施例的接线示意图，如图2所示，功率转换单元3采用PCS变流器，功率单元4采用电堆，电池用电设备5采用正极V4+/V5+电解液泵和负极V2+/V3+电解液泵，储能单元6采用正极V4+/V5+电解液储罐和负极V2+/V3+电解液储罐。电堆通过PCS变流器与上级配电网相连，电堆还分别连接正极V4+/V5+电解液泵和负极V2+/V3+电解液泵，正极V4+/V5+电解液泵连接正极V4+/V5+电解液储罐，负极V2+/V3+电解液泵连接负极V2+/V3+电解液储罐，正极V4+/V5+电解液储罐和负极V2+/V3+电解液储罐也分别和电堆连接；正极V4+/V5+电解液泵和负极V2+/V3+电解液泵均与工作电源的DC-AC转换单元2相连接，DC-DC转换单元1连接于PCS变流器和DC-AC转换单元2之间。
本实施例的工作过程为：全钒液流电池使用两个转动的电解液泵不断地将存储于两个电解液储罐中的电解液输入到电堆中，在电堆中发生化学反应。充电时由上级配电网通过PCS变流器提供电能，正极的V4+释放电子变为V5+，负极的V3+吸收电子变为V2+；放电时正极的V5+吸收电子变为V4+，负极的V2+释放电子变为V3+，释放的电能向自身工作电源供电，同时也可以通过PCS变流器向上级配电网提供电能。充放电后的电解液从电堆流回至电解液储罐，消除浓差极化。
本发明提供了一种自带工作电源的全钒液流电池，在实现同样功能和达到同样性能下，其实施成本较低，性价比高。

Claims (5)

1.一种自带工作电源的全钒液流电池，包括全钒液流电池***、功率转换单元（3）和工作电源；其特征在于：全钒液流电池***通过功率转换单元（3）与上级配电网相连，工作电源的电力由全钒液流电池***提供，工作电源与电池用电设备（5）相连，经工作电源变换后为电池驱动用电设备提供电力。
2.根据权利要求1所述的自带工作电源的全钒液流电池，其特征在于：全钒液流电池***包括功率单元（4）、电池用电设备（5）和储能单元（6），功率单元（4）连接电池用电设备（5），电池用电设备（5）连接储能单元（6）。
3.根据权利要求1所述的自带工作电源的全钒液流电池，其特征在于：工作电源由DC-DC转换单元（1）和DC-AC转换单元（2）构成，DC-DC转换单元（1）连接DC-AC转换单元（2）。
4.根据权利要求1、2或3所述的自带工作电源的全钒液流电池，其特征在于：DC-DC转换单元（1）连接于功率单元（4）和DC-AC转换单元（2）之间；DC-AC转换单元（2）连接于DC-DC转换单元（1）和电池用电设备（5）之间。
5.根据权利要求1所述的自带工作电源的全钒液流电池，其特征在于：工作电源由功率单元（4）提供电力，经过工作电源将直流电源转换成标准的交流电源，为电池用电设备（5）供电。
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