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２０２４年１月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４３卷第１期３２

ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６３２０３．２０２４．０１．００４

基于事件驱动的液流电池控制系统实现方式

练润哲，董树锋

（浙江大学电气工程学院，浙江杭州３１００２７）

摘要：

液流电池具有充放电循环次数大、容量高及寿命长等优点，是长时大规模储能的理想选择，但是其复杂的

结构对电池控制系统的要求较高，传统开发方式难以满足其多样的控制需求，因此提出精准度更高、实时性更好的

基于事件驱动技术的液流电池控制系统开发方法。首先针对液流电池稳定性需求高、内部损耗大等问题，提出了

主／辅助电堆协同架构，并对该架构系统进行建模分析；然后基于事件驱动技术对控制系统进行模块化设计，包括

柔性充放电控制、辅助电堆参与的黑启动控制、基于卡尔曼滤波的电池荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）估计等；最后

搭建半实物仿真平台，对所提架构和策略进行验证，证明了该架构和策略能提高系统的能量转换效率和稳定性。

关键词：

液流电池；事件驱动；储能；柔性充放电控制；卡尔曼滤波；电池荷电状态（ＳＯＣ）估计；黑启动

中图分类号：ＴＭ９１２文献标志码：Ａ文章编号：

２０９６３２０３（２０２４）０１００３２０９

统，若采用传统的时间驱动的触发执行机制，则可

０引言

能会因为数据体量大而影响控制策略执行的准确

在“碳达峰、碳中和”战略背景下，新能源装机性。所以，研究液流电池控制系统的稳定且高效开

容量快速上升，使得面向高渗透新能源接入与消纳发方式具有重要意义。

［１２］

的储能技术愈发重要。而在众多储能技术中，对此，文中提出基于事件驱动的液流电池控制

液流电池凭借其充放电循环次数大、容量高、寿命系统开发方式。事件驱动是指某一事件出现，将触

长等特点，在长时大规模的储能应用中有着良好的发系统动作，使得系统整体或部分的状态发生改

［３］［１２１３］

发展前景。相较锂电池，液流电池在中长时储能变。将事件驱动应用于控制系统中，其触发机

场景下具有更高的能量保持率，且在经济性上由于制是通过协程监测测点变化，当出现测点变化满足

电极、电解液能再生循环使用，而具有更低的生命所设定的条件后转入进程执行动作。采用事件驱

［４］

周期价格。此外液流电池还具备低自放电、短时动技术，可以使控制系统具备以下优点：用于监测

［５７］

间高过载等优点，相比其他电化学储能更加安的协程能够实时监测测点变化，使得控制具备高精

全可靠。据预测，２０３０年前后液流电池的装机容量确度和实时性；与时间驱动机制下的周期采样相

［８］比，事件驱动能有效地降低数据发送率，从而减小

或将超过锂电池，发展潜力巨大。

但相比其他电化学储能技术，液流电池结构更计算机处理器占有率，提高系统运行效率［１４］；事件

为复杂，控制难度大。对此，国内外学者展开了大驱动机制保证各策略间的执行互不干扰，使得控制

量有关液流电池控制系统设计的研究。文献［

９］面系统更为有序协调。

向兆瓦级全钒液流电池，建立包括黑启动、充放电