[发明专利]一种全钒液流电池储能系统的等效模拟方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统负荷建模领域，涉及一种全钒液流电池储能系统的等效模拟方法，是一种适合大电网仿真的全钒液流电池(all vanadium redox flow battery，VRB)储能系统的等效模型。

背景技术

随着人类对能源需求的日益增长以及非再生能源的大量减少，能源危机加剧，大规模发展风能、太阳能等新能源发电成为我国重要的能源战略，储能技术作为新能源利用的重要支撑技术，近年来也得到了迅速的发展。储能作为一种可调度能源解决了新能源发电具有的随机性、波动性和间隙性等问题，但是它的接入改变了传统配电网的负荷组成和拓扑结构，给电力系统分析与运行控制带来一系列新的亟待解决的理论方法与技术问题，考虑储能系统影响的配电网综合负荷建模即是其中之一。

全钒液流电池(all vanadium redox flow battery，VRB)因其具有容量大、循环寿命长、响应速度快、支持频繁充放电切换、环境友好、功率与容量可独立设计等优点，已经在多个国家得到了应用验证，如中国的张北风光储项目、日本北海道札幌风电项目、美国犹他Castle Valley项目、澳大利亚KingIsland风电项目等。目前，VRB已经开始步入商业化运行，具有广阔的发展前景。

考虑VRB储能系统的配电网综合负荷建模，首先需要构建VRB自身特性仿真模型，采用相应的并网控制策略，搭建完整的VRB并网储能系统，并对并网储能系统进行大量的稳态动态运行特性仿真实验以获得总体测辨法负荷建模的大量数据样本，然后建立满足电网仿真计算的VRB储能系统整体等效模型。关于VRB自身特性建模方面，国内外已有较多文献对此做过研究，但都是侧重于VRB自身运行特性，而没有考虑与电网连接的动态行为，虽然精度较高但结构复杂，仿真速度较慢，在大电网仿真计算中应用难度较大。而国内外关于建立既满足电网仿真需求又能反应自身运行特性的等效模型的研究较少，相关专利更未见报导。

因此，有必要设计一种全新的全钒液流电池储能系统的等效模拟方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全钒液流电池储能系统的等效模拟方法，该全钒液流电池储能系统的等效模拟方法既能反应VRB自身运行特性又能方便用于大电网仿真计算，是研究VRB储能系统特性的有效方法，是考虑含VRB储能系统的配电网综合负荷建模的基础。

发明的技术解决方案如下：

一种全钒液流电池储能系统的等效模拟方法，全钒液流电池储能系统即VRB储能系统，包括全钒液流电池即VRB、DC/DC变换器和DC/AC换流器，VRB依次通过DC/DC变换器和DC/AC换流器将直流电转化为与电网电压同幅值、同频、同相的交流电，并实现与电网连接；

采用以下二阶动态微分方程来表征全钒液流电池储能系统：