电流电压传感器在液流钒电池系统中的应用

电流电压传感器在液流钒电池系统中的应用
 
关键字：开口电流传感器，霍尔电流传感器，钒电池系统
 
      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，还有以下几项优点：
（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。

                                                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。 

            磁力驱动循环泵，其电流需要被可靠监测             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。

导轨型JIA-C51交流电流变送器，可测AC0-10A     

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

   直流电流变送器HDIB-C12系列的外形                    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、   结束语

     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。