钒电池互补储能测试及控制系统教学平台|燃料电池技术及应用实训装置

钒电池互补储能测试及控制系统教学平台|燃料电池技术及应用实训装置全钒液流电池是一种新型储能和高效转化装置，将不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中，通过外接泵把电解液泵入电池堆体内，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用离子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，使储存在溶液中的化学能转换成电能。这个可逆的反应过程使钒电池可顺利完成充电、放电和再充电。 　　　　　　　　　　　　 
        全钒液流储能电池的特点是:系统使用寿命长；循环效率高；支持频繁充放电；支持过充过放，支持深度充放电(DOD>80%）；能够实现快速充放电；启动速度快；电池系统定制化，功率与容量可独立设计；维护成本低，运营成本低；环保无污染，无噪音。
        全钒液流电池主要应用于大规模电能储存，在风力发电、光伏发电、电网调峰、分布电站、军用蓄电、交通市政、通讯基站、UPS电源等广阔领域。 
        本系统利用钒电池作为风力发电或者光伏发电的互补储能元件，来替代高污染的铅酸蓄电池储能。并通过对钒电池的性能及运行状态的测量与控制，实现对这种新兴储能技术的研究。

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由张钧杰研究员的研究组（303组）自主研发的全钒液流储能电池－LED屏幕示范系统，自2007年7月至今已*连续运行超过一年，累计运行时间 超过8800小时，电池系统的输出性能未见明显衰减。该示范系统由千瓦级电池系统、能量管理控制系统和负载（LED屏幕＋灯泡负载）3部分组成，其核心是 额定输出2kW的全钒液流电池系统。上述成果表明全钒液流储能电池的稳定性和耐久性取得重要进展。

 同时，303组在研制大功率全钒液流储能电池系统方面也取得了重大进展，已成功研制出*代100kW级全钒液流储能电池系统。该系统由10个额定输出为 10kW的全钒液流电池模块组成，这也是迄今国内规模zui大的液流储能电池系统。目前，已完成系统设计、集成和调试等工作，正在对系统进行优化和测试。初步测试结果表明当电池的输出功率超过100kW时，电池的充放电能量转换效率超过72％。通过对系统的进一步优化，效率可进一步提高。
    全钒液流储能电池是一种电能储存装置，主要由电池模块、电解质溶液和电解质储存输送体系、以及控制系统等部分组成。与其它化学储能技术（如二次电池、电化学电容器等）相比，全钒液流电池在规模储能方面具有*的优势，如能量转换效率高；蓄电容量大，可达百兆瓦时；容量和功率相互独立，系统设计灵活；电池的 可靠性高，可深度放电；系统运行和维护费用低；尤其具有运行安全和环境友好等优点，因此成为大规模储能技术的*之一。
    全钒液流储能电池的应用领域主要包括：为电力系统提供一定的备用容量，提高电网的安全性、可靠性，还可用于电力系统的“削峰添谷”，实现节能减排；用作分 布式发电系统的储能单元，实现分布式发电的稳定发电，提高发电的可靠性，并实现分布式发电与大电网的并网；用于调节可再生能源（如太阳能、风能等）发电，实现可再生能源发电的连续性和稳定性；此外，还可用作重要机关和部门的备用电站、不间断电源等。
    我所大功率全钒液流储能电池的研发工作得到了国家科技部和博融（大连）产业投资公司的资助。几年来，通过研究组全体科技人员的共同努力，在全钒液流储能电池应用基础研究和工程基础研究等方面开展了大量的工作，在控制电池衰减、研制大功率电池模块、设计和集成电池系统、建立和优化系统的运行模式和操作条件、 以及制备全钒液流电池关键材料等方面取得重要进展，并建立多项专有技术。2007年，由我所研制的10kW级全钒液流储能电池系统获上海市科技进步一等奖。
    上述成果的取得将进一步推进液流储能电池的产业化进程，在可再生能源发电的普及应用及节能减排中发挥重要作用。

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