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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。