全钒液流电池仿真建模及充放电特性研究

在微电网的构成中,储能装置是一个极其重要的单元。全钒液流电池作为一种较新的储能设备,具有容量大、转换效率高、寿命长等优点,并已被应用于工程实际中。利用电力系统计算仿真软件PSCAD/EMTDC建立了液流电池的仿真模块。在此基础上,搭建了352 k W的储能仿真模型,着重研究了储能系统中全钒液流电池在各种条件下的充放电特性。通过与实际系统的对比,验证了所搭建模型的正确性和有效性。     

微电网中储能电池放电系统的研究

分布式发电系统将各种不同的能源形式转换为电能加以利用,是分布式能源最有效的利用方式之一。全钒液流电池(VRB)是大型电力存储系统,在分布式电源中有许多潜在的应用。介绍了一种微电网的系统结构,阐述了储能电池的作用。基于VRB的放电特性,将推挽电路应用于微电网中VRB的放电回路,运用小信号模型分析法建立了VRB放电回路的双环控制结构图,并运用状态空间平均法建立了电池放电时双环控制系统的数学模型,然后利用数字控制系统参数优化的方法,设计了推挽电路电流内环和电压外环的数字控制器参数,最后通过Matlab仿真和2 kW VRB放电回路的实验,验证了设计的正确性。     

基于能效优化的液流电池储能监控系统研制

为了提高全钒液流电池储能系统能量转化效率,结合钒电池各种电量和非电量数据采集和分析,通过控制策略优化和软硬件设计,研制了全钒液流电池储能监控系统,实现对全钒液流电池电解液流量在0～100 kW功率下的优化控制,通过降低泵耗和电堆极化,减少了系统的能耗,充电时可达到14.22 kWh,放电时可达到7.69kWh.100 kW级的全钒液流电池储能系统充放电试验结果表明,该监控方式可有效提升系统整体效率,充电时可达到7.70％,放电时可达到6.68％所提出的电解液流量控制方式可为液流电池储能系统能效优化提供借鉴.     

泵损对全钒液流电池性能和效率的影响分析

建立了一个包括泵功率损耗的全钒液流电池系统模型,通过对全钒液流电池在不同管径和流速下的电池效率进行分析,得出全钒液流电池泵损的规律。运用仿真软件Fluent模拟仿真半电池在不同流速下的电解液分布。仿真结果表明,液压回路结构和电解液流速是造成泵损的主要因素,在该电池配置下电解液流量为86 cm3/s的时候可以获得最大电池效率,因此,优化钒电池结构和控制电解液流速,对于提高全钒电池储能系统的效率和改善电池稳定性至关重要。     

基于超级电容的全钒液流电池组均衡方法

储能是提高电网对间歇性可再生能源发电接纳能力的有效技术,电池储能因其独特的性能已成为优先发展方向之一。全钒液流电池作为新型储能电池,目前得到了广泛应用。全钒液流电池串并联构成大容量储能系统时,由于电池的不一致性,在充放电过程出现过充过放影响全钒液流电池的寿命。利用超级电容作为能量载体,研究两个全钒液流电池的均衡。为提高均衡速度,分析超级电容、全钒液流电池、切换频率等参数,通过仿真对比不同参数情况下均衡速度,得出影响均衡速度因素,为全钒液流电池应用奠定了基础。     

大容量液流电池系统数学模型与仿真

大容量液流电池系统LCFBS(Large Capacity Flow Battery System)的内电阻特性与锂电池、铅蓄电池有较大差异。基于100 k W全钒液流电池系统的试验数据,采用多元高次多项式拟合的方法得到内阻的精确解析式,再根据电动势和荷电状态SOC(State Of Charge)的理论解析式,构建了大容量液流电池系统的数学模型;利用MATLAB/Simulink搭建了具有一定精度的容量液流电池系统单元的仿真模型,通过仿真验证了数学模型的精确度,使内阻的相对误差控制在4.5%以内。     

全钒液流电池电解液的制备和性能优化研究进展

全钒液流电池是一种新型的适用于大规模储能的电池,钒电解液是全钒液流电池的重要组成部分,电解液的制备及性能优化是全钒液流电池的一个研究热点。介绍了全钒液流电池电解液的制备和性能优化的研究进展,并展望了全钒液流电池电解液研究的发展方向。     

液流电池系统的模块化集成特性研究

结合电力系统对储能电池的实际要求,开展了100 k W级全钒液流电池系统的集成特性研究。对10 k W级电堆多种串并联方式下的效率、内阻和主电流分布等特性参数进行了实验与分析。实验结果:在相同功率等级和功率等级扩展两方面,串并联集成方式对效率的改善优于串联方式;系统内阻随功率扩展呈非线性增长;串联电堆之间主电流的对称分布导致各电堆工作状态不一致,将导致电堆性能差异增大;为全钒液流电池储能系统的集成技术、应用仿真和可靠性评价提供了实践依据。     

全钒液流电池多场耦合建模研究

为了提高全钒液流电池(vanadium redox battery,VRB)的系统效率,基于全钒液流电池的组成和工作原理,将VRB等效电路模型、流体力学模型、电化学模型和温度模型相互耦合,建立了计及温度变化的全钒液流电池混合模型。其中等效电路模型总体展现VRB的电学关系,流体力学模型、电化学模型和温度模型分别展现VRB运行过程中的动量传递过程、质量传递过程和热量传递过程,4种模型将VRB运行过程中的"三传一反"同电学关系结合,并通过Matlab/Simulink仿真分析验证了该模型的准确性。通过对计及温度变化的全钒液流电池混合模型仿真,分析温度变化、流量分配变化和VRB系统效率的耦合关系。结果表明,充放电期间的最优流量是关于荷电状态(state of charge,SOC)和温度的函数,通过仿真分析得到不同时段温度下,各SOC的最优流量值。模拟5 kW4 h全钒液流电池储能系统选择计及温度变化的最优流量控制策略,仿真结果表明系统效率由73.7%提高至76.4%。     

一种蓄电池充电器的数字控制器优化设计

基于微电网中储能系统,设计了一种新的蓄电池充电电路,介绍了蓄电池充电电路的特点及控制策略。详细介绍了全钒液流电池(VRB)的工作原理,根据全钒液流电池的特性及全钒液流电池的一阶阻容模型,运用小信号模型分析法和状态空间平均法建立了蓄电池恒流充电时的数学模型,提出了一种基于蓄电池一阶阻容模型的DC-DC双向变换电路的建模方法,然后利用数字控制系统参数优化的方法,设计了DC-DC双向变换电路的数字控制器。最后,基于DC-DC双向变换器的电池充放电控制策略及全钒液流电池的仿真模型,利用MATLAB搭建了系统的仿真电路,并搭建了2kW蓄电池充电电路的实验样机,仿真和实验结果表明,设计的蓄电池充电电路及其控制策略是可行的。     

全钒液流电池建模及充放电双闭环控制

介绍了全钒液流电池的工作特性,并依据全钒液流电池和DC/DC双向变换器的电路模型建立数学函数模型,采用充放电的双闭环控制,利用Matlab/Simulink进行了电池充放电的仿真。结果验证了全钒液流电池双闭环充放电控制的可行性和优越性。全钒液流电池在大型光伏储能系统中具有广泛的应用前景,针对其进行充放电控制研究是非常有必要的。     

钒液流电池应用电力系统的若干特性实验分析

文章介绍了全钒液流电池作为电力系统直流应用及规模储能所具备的主要特点,叙述了5kW、10kW电池堆成组整体充放的电压电流特性,并结合规模储能,对试验结果进行分析,阐述了钒电池应用于电力系统的优缺点及相关特性。     

钒电池储能在光伏发电中的应用前景

介绍了太阳能光伏及电系统的开发现状以及应用市场前景,分析了钒电池储能系统在太阳能光伏发电系统中的应用优势。对应用于太阳能光伏发电系统的钒电池储能系统进行了系统开发设计。     

浅谈光伏供电系统在高能耗工业园区的应用

光伏供电系统随着企业领导者环保意识的提高而被越来越重视。简单介绍了国家和地方相继出台的太阳能光伏发电鼓励政策,介绍了光伏发电系统的设计和计算方案,侧重描述了新型储能电池——全钒液流电池在光伏发电储能系统中的应用,并客观分析了光伏发电项目在全寿命周期的经济效益情况和环境效益情况。     

风光电站储能电池研究综述

介绍了适用于新能源发电的化学电池:铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池的组成结构、储能原理,从原理上详细分析其特点及存在的问题,从技术特性、经济特性和安全性方面比较了各类储能电池,并在分析风光电站储能电池特性需求的基础上得出结论,全钒液流电池是风光电站储能系统的最佳选择。     

钒电池的工作特性及其在微电网中的应用前景

为了有效解决因微电网规模较小、系统惯性不大、网络及负荷发生波动明显的问题,提出在微电网中配以适当容量的钒电池（vanadium redox battery,VRB）储能系统以提高微电网的电能质量和稳定性的措施。介绍了VRB在微电网中的应用前景,分析了其工作原理,建立了等效电路模型,并利用MATLAB/Simulink仿真软件对其充放电特性进行仿真分析。     

全钒液流电池用复合材料双极板研究进展

全钒液流电池是一种新型大容量储能电池,双极板是全钒液流电池的核心部件之一,对其成本和能量效率有显著影响。从高分子材料和导电填料的种类及加工工艺等方面对全钒液流电池用复合材料双极板研究进展进行综述,指出了未来的发展方向。     

光储联合并网发电系统的设计与研究

结合实际工程,介绍了小型光储联合并网发电系统的设计方案。该工程以示范性和试验性为主要目的,在设备选型上囊括了目前典型的几种电池组件、跟踪系统及逆变器。整个设计包括系统集成、并网方案、电池组件及支架、监控系统、储能系统等部分。重点介绍了储能系统在光伏并网发电系统中的配置和应用前景,对铁锂电池、全钒液硫电池的特性和在分布式新能源发电领域的应用进行了研究。     

含钒电池储能的微电网负荷优化分配

储能系统是微电网的重要组成部分,其对微电网的稳定性、经济性与安全性有着非常重要的影响。以含钒液流储能电池(vanadium redox flow battery,VRB)系统的微电网为研究对象,建立了含钒电池储能微电网多目标负荷优化分配模型。以某微电网为例,分析讨论了钒电池对微电网带来的经济效益,同时研究了运行模式、控制策略和优化目标中权重等诸多因素对微电网负荷优化分配结果的影响,验证了所建立模型的有效性。