微电网中全钒液流电池储能系统研究

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1、分类号学号M201171194学校代码10487密级硕士学位论文微电网中全钒液流电池储能系统研究学位申请人：雷加智学科专业：电气工程指导教师：李勋副教授答辩日期：2014年1月8日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringResearchofEnergystoragesystembasedonvanadiumredoxflowbatteryinmicrogridCandidate:Le

2、iJiazhiMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.LiXunHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意

3、识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据本文研究课题受

4、到：大力电工襄阳股份有限公司微电网项目（中国博士后基金项目，项目批准号：GYHY201006036）的资助。谨致谢意！万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要分布式发电系统通过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。微电网作为一个单一可控的单元，具有联网和孤岛两种运行模式，能提高负荷侧的供电可靠性。在微电网中，储能系统可以在负荷低落时储存电源的多余电能，而在负荷高峰时将存储的能量回馈给微电网，并且可以提供短时供电，实现电力调峰，在微电网中具有重要的作用。全钒液流电池是大型的电力存储系统，在分

5、布式电源中有许多潜在的应用。本文以微电网中的储能系统为出发点，以全钒液流电池作为微电网中的储能电池，分析了全钒液流电池储能系统的各种结构，并指出了各自的优缺点。详细介绍了全钒液流电池的工作原理、电池特性及仿真模型等，对全钒液流电池做了一个系统的介绍。从电池的重要参数SOC出发，利用电池充放电的特性曲线及全钒液流电池的等效电路，大大简化了传统全钒液流电池SOC的检测方法，并且还出了一种新的全钒液流电池SOC的检测方法。基于双向DC-DC电路及全钒液流电池的仿真电路，对全钒液流电池充放电特性做了一个全面的仿真，模拟了电池的特

6、性，为全钒液流电池的储能应用做了一个铺垫。根据整流电路和全桥电路，搭建了微电网中全钒液流电池的充电系统。基于全桥电路的两种触发方法，分别分析了移相触发下和硬开关触发下，全钒液流电池充电系统的工作过程。并利用改进的单纯形法设计了优化的控制其参数，实现了全钒液流电池的恒电流充电。根据仿真和实验的结果，比较了移相触发下和硬开关触发下，全钒液流电池充电系统的优缺点，基于应用上的考虑，选择了硬开关全桥电路作为全钒液流电池充电系统。基于硬开关全桥电路和单相并网逆变器，搭建了全钒液流电池放电系统。基于全桥电路，提出了一种新的带无源吸收

7、的DC-DC电路，有效解决了电路中谐振的问题，保证了全钒液流电池放电系统的稳定性。全钒液流电池放电系统的仿真和实验验证了电路设计的正确性，实现了全钒液流电池放电功率的有效调节。关键词：微电网；全钒液流电池；储能系统；单纯形法；充放电I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractDistributedgenerationsystem,whichtakesaParttogetherwiththePowergrid,isthemosteffeetivewaytomakeuseofthedistributedPowersup

8、ply.Asasinglecontrolunit,Microgridcanoperateingrid-connectedorislanded,whichhastheabilitytoenhancethereliabilityofelectricalenergysupply.Inmicrogrid,energystor