随着大规模储能技术日益成熟,要求储能电池具有更高功率、更大容量的特性,全钒液流电池(VRB)因其众多优点和广阔的应用场景,在大规模储能领域中得到广泛应用。为了使储能系统配合电力系统,构建反映电池内部电化学特性和满足电力系统仿真需求的VRB模型是急需解决的问题。本文构建了MWh全钒液流电池系统(MWhVRBS)模型,并对其实现均衡控制,主要研究内容如下:首先,在归纳总结国内外VRB建模现状的基础上,根据VRB基本结构和电化学反应原理,构建了VRB模块模型,包括三个子模块:电化学模块、流体力学模块及电路模块。搭建VRB模块模型,分析钒离子浓度和电解液流量对运行特性的影响,验证该模型可动态反映电池的电化学特性和对外输出特性。其次,构建了MWhVRBS模型,该模型由VRB模块模型进行电路串联、液流回路独立的方式构成。给出了VRB模块机理模型,推导模块参数与MWhVRBS电路模型之间的数量关系,研究在初始条件、内阻以及容量等参数不一致时,对MWhVRBS动态特性的影响。最后,对比电容法均衡电路和LC振荡电路,结合MWhVRBS模型确定了基于LC振荡电路的均衡方案,研究不同LC电路参数、开关频率等对均衡性能的影响规律,选择合适的电路参数。通过极值法均衡控制策略,对MWhVRBS进行充放电均衡控制,在一次充放电循环中完成了系统的均衡,提高了MWhVRBS的有效能量利用率。本文还搭建的便携式VRB测试系统,可在线实时获取充放电信息为研究工作提供了数据,验证模型的可用性,具备工程应用的指导价值。