電流電壓傳感器在液流釩電池系統中的應用

關鍵字：開口電流傳感器，霍爾電流傳感器，釩電池系統

釩電池系統具有其他如鋰電和鉛酸電池所不具備的獨有特點，在新能源行業將發揮重要的作用。做為一個系統，對液流電池中各個部件的運行狀態進行監控是必不可少的一個過程，本文介紹了液流電池系統中電流和電壓的監測方案。

1、引言

在新能源蓬勃發展的今天，風力發電在中國發展得十分迅猛。但是，由于風能等可再生能源具有不連續、不穩定的非穩態特性，大規模并網后對電網調峰、調頻及電能質量均會帶來不利影響。因此，在風電裝機容量占電網電力比例的提高的同時，棄風限電現象也頻頻發生。

如何提高電網對于可再生能源的接納能力，減少棄風并提高可再生能源利用效率成為我國必須解決的重大問題。

在眾多儲能方案中，與其他儲能技術相比，全釩液流電池儲能技術因其使用壽命長、規模大、安全可靠等突出的優勢，成為規模儲能的首選技術之一。大規模儲能電池有三個基本要求：高安全性、生命周期性價比高及生命周期環境友好。

作為當前儲能的首選技術之一，全釩液流電池儲能系統本身既具有高安全性

（1）能量循環效率高；

（2）深度放電后壽命不會受影響；

（3）不會由于電解液的腐蝕而使化學特性受到影響；

（4）電解液可以無限期使用（沒有處理的問題）；

（5）循環壽命是無限的（僅受隔膜的限制）；

（6）能量的存儲量可以精確地測量出來；

（7）在使用中對環境的影響很小。

正因為全釩液流電池儲能系統擁有諸多優勢，全釩液流電池技術未來在儲能行業具備無可估量的發展潛力。

釩液流電池系統

2. 對釩電池系統進行監測

作為一個高效的儲能裝置，釩液流電池有很多優勢，該優勢的發揮依賴于對系統中各部件的系統監測，不允許出現故障，否則一切優勢將不復存在。 在釩液流電池系統中，存在兩個容器，分別盛放正極和負極的液體溶液，溶液的交換仰賴于高效的電磁泵的可靠運行，一旦該泵發生故障，交換活動就會停止，電池也將停止運行。所以在整個電池系統中，磁力驅動循環泵作為唯一的一個存在機械運動的部件，必須對其進行可靠監控，才能保證系統的安全運行。所以該磁力驅動循環泵的電流必須要進行監控。此外電堆的放電電流，以及充電時的充電電流，也要監控起來，此外電堆的直流電壓也是必須監測的參數，以監測電堆內部是否發生故障。

磁力驅動循環泵，其電流需要被可靠監測 電堆的電壓及充放電電流也要被監測

對于磁力泵的電流監測較為簡單，可以采用普通的JIB-C15,JIA-C51等交流變送器進行監測即可。而對于電堆的充放電監測則相對復雜。因為現場存在大電流輸出，故須采用電流信號輸出以增強抗干擾能力（實際對比中，電流輸出類型的穩定性遠高于電壓信號輸出的類型），又因為存在充放電雙向電流，故推薦使用雙向測量的直流霍爾電流變送器HDIB-C12系列，采用開口的形式安裝，輸出4-12-20mA。

導軌型JIA-C51交流電流變送器，可測AC0-10A

導軌型直流電壓變送器GDU1-C51，量程可達0-1000VDC，用于對電堆電壓的監測

3、HDIB-C12系列開口型霍爾電流傳感器的工作原理

直流電流變送器HDIB-C12系列的外形 直流電流變送器HDIB-C12系列的原理圖

被測電流經過傳感器的穿孔，軟磁材料起到聚磁作用，位于氣隙中的霍爾元件能檢測到磁性的大小，并輸出微弱的電壓信號，該微弱的電壓信號經過運算放大器放大后，被調理成標準信號DC0-5V,DC4-20mA等，該輸出電壓信號大小與被測量的電流是線性比例關系。

該系列產品具有很多優勢和特點：測量雙向直流電流 ， 過載能力強 ， 反應速度快 ，高線性度 ，穿孔開口式、維護方便，量程可達600A。

4、 結束語

釩液流電池具有的先天優勢即將得到大面積的推廣，同時高可靠性的系統仰賴于高可靠性的監控系統的有效運行。在整個監控系統中，電流變送器是最核心的器件之一，直接決定著系統的可靠性和長期穩定性，柏艾斯秉承長期堅守的做高品質產品提供商的理念，為液流釩電池高可靠電池系統提供了堅實可靠的保障。