[發明專利]一種全釩液流電池儲能系統的等效模擬方法

在審

• 申請號: 201410089721.4
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103872705A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 李欣然;尹麗;曹一家;李培強;胡臻;馬亞輝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/40
• 分類號: H02J3/40
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本發明屬于電力系統負荷建模領域，涉及一種全釩液流電池儲能系統的等效模擬方法，是一種適合大電網仿真的全釩液流電池(all?vanadium?redox?flow?battery，VRB)儲能系統的等效模型。

背景技術

隨著人類對能源需求的日益增長以及非再生能源的大量減少，能源危機加劇，大規模發展風能、太陽能等新能源發電成為我國重要的能源戰略，儲能技術作為新能源利用的重要支撐技術，近年來也得到了迅速的發展。儲能作為一種可調度能源解決了新能源發電具有的隨機性、波動性和間隙性等問題，但是它的接入改變了傳統配電網的負荷組成和拓撲結構，給電力系統分析與運行控制帶來一系列新的亟待解決的理論方法與技術問題，考慮儲能系統影響的配電網綜合負荷建模即是其中之一。

全釩液流電池(all?vanadium?redox?flow?battery，VRB)因其具有容量大、循環壽命長、響應速度快、支持頻繁充放電切換、環境友好、功率與容量可獨立設計等優點，已經在多個國家得到了應用驗證，如中國的張北風光儲項目、日本北海道札幌風電項目、美國猶他Castle?Valley項目、澳大利亞KingIsland風電項目等。目前，VRB已經開始步入商業化運行，具有廣闊的發展前景。

考慮VRB儲能系統的配電網綜合負荷建模，首先需要構建VRB自身特性仿真模型，采用相應的并網控制策略，搭建完整的VRB并網儲能系統，并對并網儲能系統進行大量的穩態動態運行特性仿真實驗以獲得總體測辨法負荷建模的大量數據樣本，然后建立滿足電網仿真計算的VRB儲能系統整體等效模型。關于VRB自身特性建模方面，國內外已有較多文獻對此做過研究，但都是側重于VRB自身運行特性，而沒有考慮與電網連接的動態行為，雖然精度較高但結構復雜，仿真速度較慢，在大電網仿真計算中應用難度較大。而國內外關于建立既滿足電網仿真需求又能反應自身運行特性的等效模型的研究較少，相關專利更未見報導。

因此，有必要設計一種全新的全釩液流電池儲能系統的等效模擬方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種全釩液流電池儲能系統的等效模擬方法，該全釩液流電池儲能系統的等效模擬方法既能反應VRB自身運行特性又能方便用于大電網仿真計算，是研究VRB儲能系統特性的有效方法，是考慮含VRB儲能系統的配電網綜合負荷建模的基礎。

發明的技術解決方案如下：

一種全釩液流電池儲能系統的等效模擬方法，全釩液流電池儲能系統即VRB儲能系統，包括全釩液流電池即VRB、DC/DC變換器和DC/AC換流器，VRB依次通過DC/DC變換器和DC/AC換流器將直流電轉化為與電網電壓同幅值、同頻、同相的交流電，并實現與電網連接；

采用以下二階動態微分方程來表征全釩液流電池儲能系統：