随着储能技术的飞速发展，大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段，其中电化学储能系统因其独特的性能已成为优先发展方向之一。

能源是国民经济发展和人民生活的重要物质基础。随着经济持续高速发展，对能源的需求迅速增长，能源正面临严重短缺。从长远看，化石能源将逐渐枯竭，开发可再生能源，缓解化石能源供应的不足，优化能源结构，提高可再生能源在能源供应中所占的比重，并最终取代化石能源成为能源供应的主体，是新能源发展方向。为充分利用各类可再生能源发电系统和核电系统并实现稳定供电，开发大规模高效储能技术极为重要。

钒电池，全称是全钒液流电池(Vanadium Redox Flow Battery，VRB)，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。全钒氧化还原液流电池技术既是一种大规模高效储能技术。因其具有无污染、寿命长、能量效率高和维护简单、建设周期短等优点，钒电池被认为是一种优良的绿色大规模储能系统。国外已建设了兆瓦级的太阳能光伏发电和风能发电储能示范系统，预示了良好的商业前景。

有关钒电池的应用研究主要集中在储能领域。国外研发机构投入大量的资金，进行长达数十年的深入研究，并相继在泰国、日本、美国、南非等地建成了KW-MW级的钒电池储能系统，并已进入商业化阶段。最早研究全钒液流储能电池的是澳大利亚新南威尔士大学。从1984年开始，新南威尔士大学（UNSW）的Skyllas-Kazacos研究小组对钒电池进行了许多研究，1991年成功组装了1kW的电池组。从20世纪80年代中期开始，日本的多个机构对钒电池开始研究，成功的设计出了多种规模不同的钒电池储能系统。日本住友电工和关西电力公司一起合作对VRB开始研发，日本住友电工在1996 年使用24个自己研发的20kW的电池组通过串、并联组装了一个450kW的钒电池组。关西电力公司与1990年开始对VRB电池及相关技术进行研究工作，成功研发了2kW、10kW得钒电池组，并对10kW电池组进行了1000次循环实验，其能量效率80%左右。在1997年9月建成了200kW*h、800kW*h钒电池储能系统，并在公司电网系统中测试的电池性能，650次循环的能量效率平均在啊80%，稳定性能较好。加拿大VRB Power Systems公司在钒电池系统的商业化运用方面也取得了显著地成就。2003年11月14日该公司为澳大利亚King岛Hydro Tasmania建造的与风能及柴油机混合发电系统配套的钒电池储能系统（VRB-ESS）正式完工并投入运行。钒电池储能系统的使用使King岛上的混合发电系统性能得到提高，并使风力发电系统的供电变的稳定。

我国是世界上三大产钒国之一，钒资源储量大国，钒主要集中在四川，占全国储量的62.2%。而钒电池电解液的成本基本占到了钒电池系统的30%-60%。我国从20世纪80年代末开始液流储能存储电池的基础研究工作，目前已在液流储能电池技术开发和应用示范中取得重要进展。掌握了自主知识产权的百千瓦级的全钒液流储能电池系统的设计、集成技术。并且通过寿命加速试验对自主研发的2kW全钒液流储能电池耐久性进行考察，实验结果表明，全钒液流储能电池具有优异的可靠性与稳定性，这为其工程化和产业化开发奠定了坚实的基础。我国积极推进液流储能电池用示范项目。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容（注：所有公式、图表见附件）

（1）全钒液流电池的建模与分析

调研分析全钒液流电池的基本原理及常用模型。进行钒液流电池的等效电路与数学建模的研究。

（2）全钒液流电池的运行特性分析

分析温度、流速等对全钒液流电池运行特性的影响。