钒电池(VRB，Vanadium Redox Flow Battery)作为一种新型的化学电池，因其具有功率、容量可独立设计、能大电流充放电、可深度放电、循环寿命长等诸多优点，在其关键材料、系统建模和示范工程等方面都得到广泛研究。本文以VRB为对象，重点对其充电方法和钒电池光伏储能系统建模两方面进行研究。以成熟蓄电池充电技术为基础，结合VRB的特点及其电化学机理，在马斯定律的指导下，系统研究充电电流逐级递减和停歇去极化的变电流间歇恒压充电模式。以单片VRB为实验对象，通过大量实验与结果分析，确定了始、末段充电电流密度、变流规律、停歇时间等参数，得到新型充电方法的充电曲线。在不同荷电状态(SOC, State of Charge)和电解液流量下，考察新型充电方法的适用性，并与恒流恒压充电方法对比。结果表明，二者的放电容量相当，采用新型充电方法的充电时间缩短近一半，且多次循环充放电结果表明放电容量未见衰减。实验结果证实新型充电方法达到了快速、高效和少损的充电目的。由于VRB特别适合于大中型储能系统，本文以5.3kW钒电池光伏储能系统为对象，40kWh钒电池为储能设备，搭建了钒电池光伏储能系统模型。储能系统包括光伏发电及附属模块、双向充放电控制器、钒电池等模块。运用Matlab建立储能系统仿真模型，在光照强度和负载变化的条件下，研究了VRB的响应特性和系统的功率平衡性能。仿真结果证实，VRB具备良好的充放电特性，在所设计充放电控制器的作用下，VRB能快速响应并可有效调节系统输出功率满足负载需求，也可为将来的工程放大应用设计提供参考依据。