前言

随着能源危机和环境污染问题的凸显，可再生能源的发展受到高度关注。普及应用可再生能源，对于优化能源结构、保障能源安全、实现能源革命至关重要。2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会上做出“碳达峰、碳中和”的郑重承诺，为实现“零碳中国”指明了方向，也成为能源革命的强劲推动力。

以传统化石能源为基础的火电等常规能源通常按照用电需求进行发电、输电、配电、用电的调度；而以风能、太阳能为代表的可再生能源发电取决于自然资源条件，具有随机性、波动性和间歇性，其调节控制困难，大规模并网运行会给电网的安全稳定运行带来显著影响。

储能技术有助于解决可再生能源发电不连续、不稳定的问题，提升可再生能源并网率，提高电网安全可靠性。因此，储能技术是实现可再生能源普及应用的关键核心技术，是国家的重大战略需求。《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》指出：科技决定能源的未来，科技创造未来的能源。能源技术创新在能源革命中起决定性作用，必须摆在能源发展全局的核心位置。在以新能源为主体的新型电力系统中，储能是关键核心技术支撑。

液流电池技术尤其是全钒液流电池技术，由于具有安全、环保和长寿命的特点，适宜于发电和输电等电力系统用大规模储能领域，在加快构建以新能源为主体的新型电力系统过程中正起到越来越重要的作用，受到广大学术界和产业界越来越广泛的高度重视。

作者从2006年开始从事液流电池技术相关的研究，所从事的液流电池领域主要包括全钒液流电池，锌/溴液流电池，多硫化钠/溴液流电池等，在液流电池用双极板、电堆、电池储能系统设计开发及应用方面积累了丰富的研究经验和大量的技术资料。作者所在的团队在液流电池技术领域包括电解质溶液、电极双极板、新型离子交换膜等关键材料和电堆等核心部件的设计开发、工程化以及液流电池储能技术应用等方面做出了大量开创性和引领性工作。本书是在作者及其所在团队多年工作积累的基础上撰写和编著的。

本书共分为7章。第1章概要介绍了储能技术的发展背景和目前物理储能及化学储能技术的发展现状及趋势。第2章从原理、技术现状和发展趋势重点介绍了各种液流电池技术体系。第3章重点介绍了全钒液流电池储能系统的构成及运行管理方面的内容。第4章概要介绍了全钒液流电池储能系统的安装、调试、验收及运行维护等流程方面的材料。第5章分析汇总了国内外液流电池技术专利及标准等知识产权构建的进展及现状。第6章根据电力系统不同应用领域，汇总了液流电池储能技术的应用案例。第7章梳理液流电池技术发展现状及应用过程中出现的问题，就液流电池技术进一步发展进行了展望。

本书的撰写和编著过程中，刘宗浩对本书的总体内容及结构进行了组织和规划，并着重撰写了第1、2、3和7章的内容；高素军着重撰写了第4章的内容；邹毅着重撰写了液流电池关于SOC方面的内容；张蓉蓉基于在液流电池漏电电流模拟分析仿真方面的工作积累，撰写了液流电池系统漏电特性及建模仿真的内容；孙恺着重撰写了液流电池系统外特性建模及模拟仿真方面的内容；王晓丽、王世宇重点撰写了第5章液流电池技术专利及标准等知识产权构建方面的内容；刘静豪、李晓宇重点撰写了第6章液流电池储能技术的应用案例方面的内容；大连产品质量检验检测研究院有限公司的王德智同志对于本书在电池系统充放电状态监控及电解质溶液离子浓度检测等方面内容也做了大量工作。同时，作者对于为本书的撰写和编著做出贡献的同事和朋友们表示衷心的谢意。

由于作者知识积累和学术水平有限，且随着各类液流电池技术的快速发展，书中难免会出现不足和疏漏之处，敬请同行和读者批评指正。

作者

2021年12月于大连