液流储能电池和系统
钒钛液流电池（VRB）的工作原理
钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery，缩写为VRB)，是一种基于金属钒元素的氧化还原电池储能系统。钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。这个可逆的反应过程使钒电池顺利完成充电、放电和再充电。
钒钛液流电池（VRB）的优势
1.技术优势
常温常压运行，主动的热量管理，无起火或爆炸的风险。SOC(充电状态)可方便地测量和控制充放电，循环次数可达15,000次以上(100% DOD)。满充后可长期保持，极低的自放电率，自放电几乎可以忽略不计。通过更换电解液罐和增加电解液，方便地扩容电解液的混合不会导致电解液的污染。无人值守的设计使得维护费用极低。PCS可四象限运行，在需要的时候可持续提供无功功率电解液寿命无限，系统残值高。
2.环境优势
没有重金属和卤化物。和常用的铅酸电池相比，在静态运行时，寿命周期内总的排放量仅有铅酸电池的7-25%，钒电解液可循环利用，寿命无限运行在常温常压，无起火爆炸的危险。
3.新能源应用领域优势
在风电应用中，SOC是一个非常关键的参数，SOC应随时地在线地可测、可控，而不是通过离线计算出来循环寿命是电池的短板，液流电池例外。钒电池能进行快速、频繁、大电流的充电和放电，且深度充电和放电不损坏电池，对电池的有效寿命响不大，因此能够持久耐用充放电响应迅速PCS可为风机提供无功支持并提高风电场低电压穿越能力。
成功应用案例
中国目前最北端的全钒液流电池储能项目
- 该项目的技术优势
- 该项目的环境优势
国家光伏储能平台(大庆基地)示范性一期工程位于中国黑龙江省大庆市，125KW/500KWh全钒液流电池储能系统是本项目重要组成部分，旨在对全钒液流电池技术表现进行独立、充分和全面的验证，为业主单位在后续更大范围和规模的应用提供更准确技术信息和直接项目经验。该地区年平均气温只有4.2℃，冬季极端气温可至-39.2℃，这对户外布置的全钒液流电池系统是个很大的挑战。在冬季近四个月的严苛测试过程中，该储能系统经受住了极寒天气的考验，各项性能指标均达到相关规范和要求，获得业主单位的高度肯定。
这是中国目前最北端的全钒液流电池储能项目，根据项目地极端气候条件的特点，有针对性地设计出集装箱式耐寒户外布置产品。在这样极其寒冷环境下仍然能稳定运行，证明了全钒液流电池技术的可行性，也表明了该储能产品良好的稳定可靠性。这个项目也极大地扩大了全钒液流电池技术可使用的气候区域版图”。
兆瓦级钒钛储能系统
- 设计方案
千瓦级和兆瓦级储能系统都由标准电堆组成，系统功率与容量互相独立，可按客户需求灵活地配置从千瓦级到兆瓦级，并可实现方便快速地扩建。兆瓦级储能系统的基本单元是250kW标准模块，可按照用户的实际需求灵活配置功率模块与储能时间，提供符合现场需要的工程设计方案。所有模块在安装前已通过了运行测试和安全检测， 因此缩短了工程建设和调试时间，同时规避了项目风险。
图为3MWh 全钒液流电池储能系统的一种设计，其中包括电堆结构、储液罐以及电子设备、控制装置、空调系统的布局。
- 系统特点
专利产品兆瓦级全钒液流氧化还原电池能源存储系统（VRB）可帮助电力公司集成可再生能源发电，提高现代智能电网的稳定性、电能质量与经济性。普能公司全钒液流氧化还原电池能源存储系统的标准模块（VRB-ESS®）的额定功率为250千瓦；多个兆瓦的系统由这些标准模块和电解液存储罐组成。根据客户与项目的实际需求，可实现系统功率与容量的灵活配置。该产品主要具备以下优势：
1. 在整个生命周期可频繁进行深度充放电
2. 电解液可长期循环使用并具备不衰减的特性，为客户大量降低成本支出
3. 可靠性高，运行与维护成本低
4. 安全环保：常温常压封闭运行，无爆炸起火危险；环境友好性卓越
5. 充电状态可精确、实时监控
6. 可实现并网发电与微网孤立运行模式的过渡
普能公司专利产品，千瓦级全钒液流电池能量储存系统是一种先进的液流电池，能够提供可靠、高性能的能量储存。将全钒液流电池能量储存系统集成到局域性的孤立社区，远程通讯基站以及任何一个由风能、太阳能或化石燃料提供能源的能量管理系统中，都可以为客户产生直接的经济效益。
- 性能参数
- 兆瓦级系统性能参数
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250千瓦模块物理特性
- 外形尺寸
整个解决方案包括：首款匹配18X/210组件的1300W优化器、首个全系列实现企业级供电可靠的逆变器、首款使用智能组串架构的200kWh工商业储能、首个720kW模块化全液冷超充，以及首个融合AI与全链路智能化的工商业智能云平台。具体如下：
1. 智多发电：智能组件控制器无惧屋顶阴影遮挡，通过组件级优化，提升屋顶利用率可达30%；领先的PID修复技术，提升可用电量2%；智能组串式储能系统通过包级优化提升可用电量5%。
2. 智能用电：全场景协同，商业模式综合收益最优，如自发自用叠加峰谷套利，可提升收益6.5%，峰谷套利叠加需量管理，收益提升18.9%；首次推出720kW模块化超充，且将充电与工商业光储解决方案融合，优化充电体验。
3. 智高可靠：独有逆变器离网电网码，保障电站稳定运行；独有储能PCS构网能力，面向不同负载和不同配置，电能始终保持并网THDi＜1%、离网THDu＜1.5%；独有一键多机黑启，更快黑启动速度。
4. 智简运维：通过自动3D建模、APP一键开局、AI光储协同等技术，保障电站全生命周期极简运维体验。
5. 主动安全：通过设备-资产-人身的安全设计，保障系统安全可靠，如行业首创智能组串分断（SSLD-TECH），15ms自动关断，避免直流侧故障的扩散；增强型智能电弧防护（AFCI），0.5s的快速关断，最大程度降低安全隐患；储能系统具备独特的顶置泄爆设计，定向释放能量，保障人身和资产安全。
