随着可再生能源发电并网的快速发展,电网调峰问题日益突出,大规模储能技术的研发应用势在必行,其中液流电池因其功率与容量相互独立、效率高、可深度放电等优势被寄予厚望。电解液的供给是液流电池系统运行的重要环节,其中管路和流量对系统性能有着显著影响。管路的连接和尺寸决定着系统泵功损失和旁路电流损失的大小,关乎着流量分配的均匀性和系统的紧凑性,而电解液流量的确定需要考虑其对电压损失和泵功损失的综合影响。随着电池系统功率增大至兆瓦级规模,系统各项性能之间的平衡问题越发突出。因此,供液管路的设计和运行流量的优化是建造高效液流电池系统的重要基础。本文提出了一种多堆液流电池系统的管路设计方法,并采用模块化设计方法构建兆瓦级电池系统,具体内容如下:首先以Matlab为工具建立了电池模型、流动模型和等效电路模型,研究了流量与充放电性能、公共管路尺寸与流量分配均匀性、多堆结构与旁路电流之间的关系。考虑到管路设计中存在的紧凑性问题,定义了管路紧凑性参数。随后对80kW/250V电池系统进行管路设计,并比较了不同电堆数和紧凑性参数下的管路设计结果。最后,采用电池模块构建1.2MW/1000V电池系统,模块化设计不仅提高了系统效率,而且使得电池安装运输更加便利。通过比较不同定流量运行方案下电池系统储能的容量和效率,提出了多泵布置的分段变流量优化方案,在提高性能的同时也改善了供液系统的可靠性。最后,基于流量优化方案对管路进行重新设计,效率进一步提升证明了其重要价值。