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电流电压传感器在液流钒电池系统中的应用

2016-5-4 10:31| 发布者: pride| 查看: 59| 评论: 0|原作者: pride

摘要: 钒电池系统具有其他如锂电和铅酸电池所不具备的独有特点,在新能源行业将发挥重要的作用。做为一个系统,对液流电池中各个部件的运行状态进行监控是必不可少的一个过程,本文介绍了液流电池系统中电流和电压的监测方 ...
                                                
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钒电池系统具有其他如锂电和铅酸电池所不具备的独有特点,在新能源行业将发挥重要的作用。做为一个系统,对液流电池中各个部件的运行状态进行监控是必不可少的一个过程,本文介绍了液流电池系统中电流和电压的监测方案。

1、引言
在新能源蓬勃发展的今天,风力发电在中国发展得十分迅猛。但是,由于风能等可再生能源具有不连续、不稳定的非稳态特性,大规模并网后对电网调峰、调频及电能质量均会带来不利影响。因此,在风电装机容量占电网电力比例的提高的同时,弃风限电现象也频频发生。


如何提高电网对于可再生能源的接纳能力,减少弃风并提高可再生能源利用效率成为我国必须解决的重大问题。在众多储能方案中,与其他储能技术相比,全钒液流电池储能技术因其使用寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势,成为规模储能的首选技术之一。大规模储能电池有三个基本要求:高安全性、生命周期性价比高及生命周期环境友好。


作为当前储能的首选技术之一,全钒液流电池储能系统不仅本身安全性高,还有以下几项优:
(1)能量循环效率高;
(2)在使用中对环境的影响很小;
(3)深度放电后寿命不会受到影响;
(4)能量的存储量可以精确地测量出来;
(5)循环寿命是无限的(仅受隔膜的限制);
(6)电解液可以无限期使用(没有处理的问题);
(7)不会由于电解液的腐蚀而使化学特性受到影响。

正因为全钒液流电池储能系统拥有诸多优势,全钒液流电池技术未来在储能行业具备无可估量的发展潜力。
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钒液流电池系统

2. 对钒电池系统进行监测
作为一个高效的储能装置,钒液流电池有很多优势,该优势的发挥依赖于对系统中各部件的系统监测,不允许出现故障,否则一切优势将不复存在。在钒液流电池系统中,存在两个容器,分别盛放正极和负极的液体溶液,溶液的交换仰赖于高效的电磁泵的可靠运行,一旦该泵发生故障,交换活动就会停止,电池也将停止运行。所以在整个电池系统中,磁力驱动循环泵作为唯一的一个存在机械运动的部件,必须对其进行可靠监控,才能保证系统的安全运行。所以该磁力驱动循环泵的电流必须要进行监控。此外电堆的放电电流,以及充电时的充电电流,也要监控起来,此外电堆的直流电压也是必须监测的参数,以监测电堆内部是否发生故障。
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磁力驱动循环泵,其电流需要被可靠监测

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电堆的电压及充放电电流也要被监测      
对于磁力泵的电流监测较为简单,可以采用普通的JIB-C15,JIA-C51等交流变送器进行监测即可。而对于电堆的充放电监测则相对复杂。因为现场存在大电流输出,故须采用电流信号输出以增强抗干扰能力(实际对比中,电流输出类型的稳定性远高于电压信号输出的类型),又因为存在充放电双向电流,故推荐使用双向测量的直流霍尔电流变送器HDIB-C12系列,采用开口的形式安装,输出4-12-20mA。
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导轨型JIA-C51交流电流变送器,可测AC0-10A

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导轨型直流电压变送器GDU1-C51,量程可达0-1000VDC,用于对电堆电压的监测

3、HDIB-C12系列开口型霍尔电流传感器的工作原理
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直流电流变送器HDIB-C12系列的外形                    
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直流电流变送器HDIB-C12系列的原理图      

被测电流经过传感器的穿孔,软磁材料起到聚磁作用,位于气隙中的霍尔元件能检测到磁性的大小,并输出微弱的电压信号,该微弱的电压信号经过运算放大器放大后,被调理成标准信号DC0-5V,DC4-20mA等,该输出电压信号大小与被测量的电流是线性比例关系。      

该系列产品具有很多优势和特点:测量双向直流电流  ,过载能力强  ,反应速度快    ,高线性度 ,穿孔开口式、维护方便,量程可达600A。


4、结束
钒液流电池具有的先天优势即将得到大面积的推广,同时高可靠性的系统仰赖于高可靠性的监控系统的有效运行。在整个监控系统中,电流变送器是最核心的器件之一,直接决定着系统的可靠性和长期稳定性,柏艾斯秉承长期坚守的做高品质产品提供商的理念,为液流钒电池高可靠电池系统提供了坚实可靠的保障。
           



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