全钒液流电池等效电路模型的分类和比较

随着风力发电、光伏发电等可再生能源的规模利用,规模化储能技术研究也越来越深入。作为规模化储能电池,全钒液流电池(VRB)以其功率容量相互独立、环境友好、效率高等优势具有广阔的应用前景。VRB等效电路模型是开展电池系统设计、放大、控制和优化的基础。根据VRB等效电路模型的复杂程度,介绍了VRB的四种等效电路模型,对比分析了其优缺点;综合考虑仿真目的与实验条件,提出了一种改进的RC等效电路模型。     

全钒液流电池仿真模型研究

介绍了全钒液流电池的基本原理及优点,提出了一种通过电池端电压与电池中剩余有效能量间的关系来确定电池端电压的方法,并针对一个具体的全钒液流电池样机建立其仿真模型,最后,通过分析电池的充电过程及暂态过程的实验和仿真结果,对该仿真模型进行评估。     

基于Matlab/Simulink全钒液流电池的建模研究

全钒液流电池(VRB)作为一种新型储能电池,具有功率密度和能量密度独立控制、充放电循环寿命长、放电深度大、维护简单等优点,既适合电力系统独立储能电站应用,也适合风电场平抑功率波动.通过对VRB工作原理的研究,以VRB电化学反应和能斯特方程为基础,基于Matlab/Simulink构建出完整的VRB模型;以额定功率为5.5 kW、额定容量为11 kWh的VRB为例,对VRB在恒电流充放电模式下的荷电状态及充放电特性进行了详细的仿真研究.     

钒液流电池在微电网并网运行中的仿真研究

随着越来越多大规模光伏、风电等新能源的并网运行,其输出功率随机波动性给电网的安全运行带来的影响也愈发严重,利用储能技术来平滑风电场、光伏电站输出功率的波动是有效手段之一,对储能媒介建模及其控制的深入研究至关重要。介绍了钒液流电池(Vanadium Redox Flow Battery,VRB)的工作原理,在Matlab/Simulink中建立其模型,得到在恒流充放电条件下VRB堆栈电压变化曲线。将该模型应用在微电网并网运行模式中,证明了其可行性。     

全钒液流电池储能系统的仿真研究

储能具有调峰幅度大、响应速度快等优点,对未来电网发展具有深远的影响。近年来,储能技术迅猛发展,为充分发挥全钒液流电池储能系统相较于传统电池储能技术的优势,对全钒液流电池储能系统进行了仿真研究。首先,根据全钒液流电池的基本结构分析了其原理及特性,搭建了全钒液流电池的电气模型。然后,对储能逆变器连接储能电池和电网的两种控制策略,定功率(PQ)控制策略和定电压频率(VF)控制策略分别进行了建模和仿真验证。最后,以北海热电厂为实际应用场景,将所搭建的储能电站模型应用于黑启动方案中。启动储能逆变器后,北海热电厂的厂用母线电压可以稳定维持在0.96 p.u,表明了利用储能电站进行黑启动的可行性,验证了储能电站模型的有效性。     

钒液流电池监控系统可靠性设计

目前,钒液流电池是大容量蓄电池领域最新型的技术之一,需要依靠循环泵的动力运行,并对一些关键参数进行监控.全钒液流电池在运行过程中尤其是在充放电状态下决不允许循环泵停转,这就对钒液流电池监控系统的可靠性提出了极高的要求.首先对改进前的钒液流电池监控系统进行了结构分析,建立了监控系统结构图,并利用可靠性框图、故障树分析法、Blocksim 软件对监控系统进行了可靠性分析,找出系统的关键点,并对关键点进行了改进,并通过改进前后的可靠性指标对比,表明改进后的监控系统的可靠性有明显提高.     

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。     

液流储能电池系统支路电流的建模与仿真分析

对全钒液流电池所特有的支路电流损耗进行理论分析和研究,建立支路电流等效电路模型,通过仿真计算对支路电流进行量化分析,并得出支路电流的分布规律及其对全钒液流电池外特性的影响。同时基于化学电池的经典三阶模型,通过引入受控元件的思想,提出包含支路电流损耗因素的全钒液流电池模型,并通过仿真对比分析发现,大规模全钒液流电池系统的支路电流损耗对电池系统外特性影响显著。尽可能地消减支路电流损耗,对于提高电池储能系统的效率和保障电池系统内部模块的电压一致性至关重要,尤其在电力系统领域大规模应用全钒液流储能电池时,支路电流的研究对于工程前期规划设计和系统运行的操作维护,均具有实际应用价值。     

全钒液流电池在电压暂降中的应用

随着配电网的发展,配电网接入的非线性负荷及冲击性负荷越来越多,电压暂降问题对负荷的影响越发凸显。全钒液流电池具有大规模、响应快、寿命长等优点,非常适合用于抑制电压暂降带来的影响。提出了全钒液流电池最优容量配置计算方法,针对不同的电压暂降深度,对其效果进行仿真,仿真结果表明,该配置能够避免电压暂降对生产设备造成的停机影响;对其投资回收期进行分析,指出随着全钒液流电池的产业化应用,其成本将大幅降低。     

全钒液流单体电池性能研究

采用草酸还原法制备了电解液,实验室自组装了单体电池,考察了不同电流、电解液流量对单体电池容量、库仑效率、能量效率的影响,并评价了单体电池的自放电和内阻特性。结果表明,随充放电电流密度增大,库仑效率变化不大,电压效率降低导致能量效率降低;固定电流密度,随电解液流量增加,电池能量效率增大,流量在近300 mL/min时能量效率达到63%;电池自放电26 h,电压仍处于平台上;充电态动态阻抗值比静态阻抗值大,放电态动态阻抗值比静态阻抗值大,充电态静态阻抗随SOC的增大而减小,放电态静态阻抗随SOC的减小而增大。     

全钒液流电池系统漏电功率影响因素研究

基于Simulink仿真平台,建立了多电堆串联运行全钒液流电池系统漏电回路等效模型,分析了电堆内串联单电池数量、系统盘管等效电阻、系统串联电堆数量以及系统开路电压等因素对系统整体漏电功率的影响规律及变化情况。仿真结果表明,电堆内串联单电池数量越少、系统盘管等效电阻越大、系统串联电堆数量越少、系统开路电压越小,系统整体漏电功率越小,但漏电功率的变化速率随上述各种因素的变化各有差异。该研究为全钒液流电池的多电堆串联运行系统的优化设计及风险防范提供了参考依据。     

全钒液流电池模型及其充放电控制

详细介绍了全钒液流电池(VRB)的工作原理、等效电路及其充放电特性,并基于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等效电路,利用SIMULINK仿真了电池的充放电特性.结果表明,给出的DC-DC双向变换器电池充放电控制策略是可行的,仿真结果也表明全钒液流电池具有不同于其他储能电池的优点,更适用于大型的电力存储系统,为光伏系统中大容量的储能的应用做了依据.     

氧化石墨烯对钒液流电池电解液性能的影响

以氧化石墨烯(GO)作为全钒液流电池正极电解液添加剂,研究含量不同的GO对钒电池正极电解液电导率、循环伏安曲线及电池容量和能量效率的影响。结果表明,正极电解液的电导率先随GO添加量的增加而增大,在添加量为1%(质量分数)时达到最大值326 m S/cm,随后减小;扫描速度为5 m V/s的循环伏安曲线表明当GO含量为1%时,电解液具有最大的氧化峰电流和还原峰电流,分别为172和127 m A;首次循环与第20次循环的伏安曲线对比表明电解液稳定性很好,此时电解液性能也最佳;用GO含量为1%的电解液作为正极电解液组装静态电池,电池30次充放电循环的平均容量比空白电池提高了9.8%,容量保持率和能量效率为85.30%和79.26%,分别比空白电池的79.40%和75.35%有所提高。     

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。     

全钒氧化还原液流电池电解液的研究进展

全钒氧化还原液流电池(全钒液流电池)适用于大规模和分布式新能源接入、智能电网等领域。电解液的成本对全钒液流电池的推广与应用有重要影响。从降低成本和提高稳定性两个角度,综述近年来全钒液流电池电解液的研究进展。降低成本方面,当前工业化制备电解液主要是联合使用化学还原法和电解法,下一步主要是萃取法;从提高稳定性角度出发,介绍添加剂提高正极电解液和负极电解液温度稳定性,以及采用不同支持电解质在提高电解液浓度稳定性方面的研究进展;最后,从工业化生产角度,对全钒液流电池电解液的研究进行分析和总结。     

全钒液流电池性能及电极材料研究

进行了石墨毡活化前后的性能比较,利用充放电仪器研究了经浓硫酸活化的聚丙烯腈基石墨毡作为电极的全钒液流电池的电化学性能.结果表明:(1)对石墨毡进行浓硫酸活化可增强其化学活性;(2)电池的库仑效率随着充放电电流的增加先增大后减小,最高可达95,01％;(3)电池的能量效率随着充放电电流的增加而减小,最高可达75.20％;(4)电池的交流内阻随电池SOC增加而减小.     

全钒液流电池SOC估算方法研究

荷电状态(state of charge,SOC)估算是储能系统研究的核心内容之一,关系到微电网的功率控制与能量管理策略。简述了适用于全钒液流电池SOC的表征方法和估算方法,分析了这些方法的优缺点及适用范围,对全钒液流电池SOC估算的发展趋势做出了展望。     

基于全钒液流电池动态模型的电荷损失分析

全钒液流电池的电荷损失主要由旁路电流和交叉反应共同引起.旁路电流与电解液的流道设计有关,交叉反应与隔膜的阻钒能力有关,在实际应用过程中两者相互耦合,各自占比并不明确.因此,有必要考虑旁路电流和交叉反应建立全钒液流电池系统模型来定量分析各部分电荷损失的大小,这将为提高电流效率提供重要依据.考虑旁路电流和交叉反应建立了动态...     

全钒氧化还原液流电池关键材料研究现状

全钒氧化还原液流电池是一种环保的规模化储能电池,由于其电池输出功率与储能容量彼此独立,适用于风能、太阳能等可再生能源发电过程和电网调峰过程,作为规模化储能装置使用。介绍了全钒液流电池的关键材料,电极材料的种类、特点和电极改性方法;报导了电池隔膜材料和电解液材料改性方法等国内外最新研究进展。     

全钒液流电池离子交换膜研究进展

全钒液流电池是近年来储能电池的研究热点,离子交换膜是其关键部件之一。总结了近年来全钒液流电池用离子交换膜的研究进展,提出了未来可能的研究方向。