本發(fā)明涉及新一代信息，尤其涉及基于高頻隔離技術(shù)的液流電池儲能效率提升方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，儲能技術(shù)變得越來越重要，被視為實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了滿足可再生能源的間歇性輸出，液流電池因其長壽命、高安全性和靈活性成為了長時儲能的理想選擇。

2、現(xiàn)有的液流電池儲能系統(tǒng)通過液流電池的充放電過程實現(xiàn)能量的儲存和釋放實現(xiàn)，液流電池的正極和負(fù)極電解液分別裝在兩個儲罐中，利用送液泵使電解液通過電池循環(huán)。在電堆內(nèi)部，正、負(fù)極電解液用離子交換膜分隔開，電池外接負(fù)載和電源。

3、例如公開號為：cn103413960a的專利申請公開的液流電池和液流電池堆，包括：包括第一雙極板、第二雙極板、兩個液流框、兩個電極和離子交換膜，離子交換膜夾持在兩個電極之間，兩個電極分別嵌設(shè)在兩個液流框的空腔內(nèi)，第一雙極板和第二雙極板的彼此相對的集流表面之間形成反應(yīng)空間，第一雙極板的集流表面包括第一凹部，第二雙極板的集流表面包括與第一凹部配合的第一凸部，兩個電極和離子交換膜在第一雙極板和第二雙極板之間形成與反應(yīng)空間形狀相適應(yīng)的凹凸結(jié)構(gòu)。由于電極和離子交換膜形成凹凸結(jié)構(gòu)，因而增加了電極與離子交換膜的面積，減小了液流電池的內(nèi)阻、增加了液流電池的電流密度，可達(dá)到提高液流電池的效率和功率的目的。

4、例如公告號為：cn114665135b的發(fā)明專利公告的一種高電壓效率的液流電池體系，具體涉及一種高電壓效率的液流電池體系，以對液流電池的設(shè)計、評估和性能優(yōu)化提供幫助。該發(fā)明專利一方面通過檢測膜污染的方法，測試在電池充放電過程中電池電阻變化在50％以下，判斷電池不具有膜污染，超過此范圍判斷為出現(xiàn)膜污染現(xiàn)象。以判斷是否存在更換電池或者膜的需要，應(yīng)對長續(xù)航或其他苛刻的電池應(yīng)用場景。另一方面還提供了一種抗膜污染的4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物/鋅液流電池體系，液流電池中采用無膜污染現(xiàn)象發(fā)生的聚偏氟乙烯多孔膜，擁有更好的電池循環(huán)性能，并且從正極活性物質(zhì)和膜兩方面降低了液流電池的成本，這將進(jìn)一步推動液流電池的發(fā)展。

5、但本技術(shù)在實現(xiàn)本技術(shù)實施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

6、現(xiàn)有技術(shù)中，在液流電池進(jìn)行充電時，由于液流電池的充電電流和充電電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致液流電池內(nèi)部電勢差發(fā)生波動，影響了液流電池的電化學(xué)反應(yīng)效率，出現(xiàn)液流電池儲能效率低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例通過提供基于高頻隔離技術(shù)的液流電池儲能效率提升方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在液流電池進(jìn)行充電時，由于液流電池的充電電流和充電電壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致液流電池內(nèi)部電勢差發(fā)生波動，影響了液流電池的電化學(xué)反應(yīng)效率，出現(xiàn)液流電池儲能效率低的問題，實現(xiàn)了根據(jù)液流電池的充電狀態(tài)實時調(diào)節(jié)液流電池的充電電流和充電電壓，提高了液流電池的儲能效率。

2、本技術(shù)實施例提供了基于高頻隔離技術(shù)的液流電池儲能效率提升方法，包括以下步驟：對液流電池的充電狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，分析得到液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)；根據(jù)液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)，調(diào)節(jié)液流電池充電模式，所述液流電池充電模式包括恒流充電模式和恒壓充電模式；采集液流電池性能數(shù)據(jù)，經(jīng)處理得到液流電池性能評估指數(shù)，根據(jù)液流電池性能評估指數(shù)，匹配得到恒流參照電流值和恒壓參照電壓值，并根據(jù)液流電池充電模式對液流電池充電電流和充電電壓進(jìn)行實時調(diào)節(jié)。

3、進(jìn)一步的，對液流電池的充電狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，分析得到液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)的步驟包括：所述液流電池的充電狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括液流電池的電解質(zhì)濃度、電流效率和充電時間；根據(jù)液流電池的電解質(zhì)濃度、電流效率和充電時間，綜合分析得到液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)。

4、進(jìn)一步的，所述液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)，具體計算公式為：

5、

6、式中，ξ表示液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)，α表示電解質(zhì)濃度對應(yīng)的液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)的權(quán)重因子，β表示電流效率對應(yīng)的液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)的權(quán)重因子，γ表示充電時間對應(yīng)的液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)的權(quán)重因子，cnow表示當(dāng)前液流電池的電解質(zhì)濃度，cmax表示液流電池在接近充滿電時電解質(zhì)濃度范圍的閾值，enow表示當(dāng)前液流電池的電流效率，erated表示液流電池的額定電流效率，tnow表示當(dāng)前液流電池的充電時間，tmax表示液流電池的最大充電時間。

7、進(jìn)一步的，根據(jù)液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)，調(diào)節(jié)液流電池充電模式的具體過程包括：首先從液流電池數(shù)據(jù)庫中獲取預(yù)設(shè)的液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)閾值；將液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)與液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)閾值進(jìn)行對比，若液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)小于液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)閾值，則將液流電池充電模式調(diào)整為恒流充電模式，若液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)大于或等于液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)閾值，則將液流電池充電模式切換為恒壓充電模式。

8、進(jìn)一步的，采集液流電池性能數(shù)據(jù)，經(jīng)處理得到液流電池性能評估指數(shù)的步驟包括：獲取液流電池的累積工作時長和額定工作功率記為液流電池性能數(shù)據(jù)；根據(jù)液流電池性能數(shù)據(jù)，綜合分析得到液流電池性能評估指數(shù)。

9、進(jìn)一步的，根據(jù)液流電池充電模式對液流電池充電電流和充電電壓進(jìn)行實時調(diào)節(jié)的步驟包括：根據(jù)液流電池性能評估指數(shù)獲取恒流充電模式的恒流參照電流值范圍和恒壓充電模式的恒壓參照電壓值范圍；在恒流充電模式下根據(jù)恒流參照電流值范圍對液流電池的充電電流進(jìn)行一次調(diào)節(jié)，在恒壓充電模式下根據(jù)恒壓參照電壓值范圍對液流電池的充電電壓進(jìn)行一次調(diào)節(jié)；充電狀態(tài)一次調(diào)節(jié)后，對液流電池的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)液流電池的溫度數(shù)據(jù)對液流電池的充電電流進(jìn)行二次調(diào)節(jié)。

10、進(jìn)一步的，根據(jù)液流電池性能評估指數(shù)獲取恒流充電模式的恒流參照電流值范圍和恒壓充電模式的恒壓參照電壓值范圍的步驟包括：將液流電池性能評估指數(shù)與液流電池數(shù)據(jù)庫中存儲的各液流電池性能評估指數(shù)區(qū)間對應(yīng)的恒流參照電流值和恒壓參照電壓值進(jìn)行匹配，得到液流電池的恒流參照電流值和恒壓參照電壓值；從液流電池數(shù)據(jù)庫中獲取預(yù)設(shè)的允許偏差充電電流和允許偏差充電電壓；將恒流參照電流值與允許偏差充電電流分別進(jìn)行作差和求和運(yùn)算，并將差值結(jié)果和求和結(jié)果分別標(biāo)記為參照電流下限和參照電流上限，將參照電流下限和參照電流上限之間的范圍標(biāo)記為恒流參照電流值范圍；將恒壓參照電壓值與允許偏差充電電壓分別進(jìn)行作差和求和運(yùn)算，并將差值結(jié)果和求和結(jié)果分別標(biāo)記為參照電壓下限和參照電壓上限，將參照電壓下限和參照電壓上限之間的范圍標(biāo)記為恒壓參照電壓值范圍。

11、進(jìn)一步的，在恒流充電模式下根據(jù)恒流參照電流值范圍對液流電池的充電電流進(jìn)行一次調(diào)節(jié)的步驟包括：當(dāng)液流電池充電模式為恒流充電模式，對液流電池的充電電流進(jìn)行監(jiān)測，將液流電池的充電電流與恒流參照電流值的差值的絕對值標(biāo)記為待調(diào)節(jié)電流參數(shù)；若液流電池的充電電流大于或等于參照電流下限，且充電電流小于或等于參照電流上限，則維持液流電池充電狀態(tài)；若液流電池的充電電流大于參照電流上限，則根據(jù)待調(diào)節(jié)電流參數(shù)減小液流電池的充電電流；若液流電池的充電電流小于參照電流下限，則根據(jù)待調(diào)節(jié)電流參數(shù)增大液流電池的充電電流。

12、進(jìn)一步的，根據(jù)液流電池的溫度數(shù)據(jù)對液流電池的充電電流進(jìn)行二次調(diào)節(jié)的步驟包括：對液流電池的溫度和溫度變化速率進(jìn)行監(jiān)測，記為液流電池的溫度數(shù)據(jù)；根據(jù)液流電池的溫度數(shù)據(jù)，處理得到液流電池溫度異常評估值；從液流電池數(shù)據(jù)庫中獲取預(yù)設(shè)的溫度異常評估閾值，當(dāng)液流電池溫度異常評估值高于預(yù)設(shè)的溫度異常評估閾值時，根據(jù)液流電池溫度異常評估值匹配得到電流修正值，根據(jù)電流修正值對充電電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。

13、進(jìn)一步的，液流電池溫度異常評估值計算公式為：

14、

15、式中，δ表示液流電池溫度異常評估值，μ表示液流電池的溫度對應(yīng)的液流電池溫度異常評估值的權(quán)重因子，λ表示溫度變化速率對應(yīng)的液流電池溫度異常評估值的權(quán)重因子，trated表示液流電池的臨界溫度，tnow表示液流電池當(dāng)前溫度，vrated表示液流電池的臨界溫度變化速率，vnow表示當(dāng)前液流電池的溫度變化速率。

16、本技術(shù)實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

17、1、本發(fā)明通過根據(jù)液流電池的充電狀態(tài)實時調(diào)節(jié)液流電池的充電電流和充電電壓，減少液流電池內(nèi)部的活性物質(zhì)發(fā)生損耗的情況發(fā)生，降低能量損失，從而提高液流電池的儲能效率。

18、2、本發(fā)明通過根據(jù)最佳恒流參照電流值范圍和最佳恒壓參照電壓值范圍對液流電池進(jìn)行一次調(diào)節(jié)，從而避免出現(xiàn)電池過充的情況，進(jìn)而提高了液流電池的充電過程的安全性。

19、3、本發(fā)明通過根據(jù)液流電池的充電狀態(tài)數(shù)據(jù)分析得到的液流電池充電狀態(tài)指標(biāo)調(diào)節(jié)液流電池的充電模式，從而提高了充電效率，縮短液流電池的充電時間。