全钒液流电池是一种利用电解质循环储能的装置,在充放电过程中,仅电解液中的离子价态发生变化,避免了不同种类活性物质相互渗透造成的交叉污染,具有储能效率高、寿命长、容量大、可以深度充放电等优点,在电能储存中具有很大的应用价值。越来越多的国家注重此种储能技术的研究,其发展前景广阔。本文研究了钒电池的充放电原理和工作过程,根据Nernst方程建立了钒电池模型,包括电化学模型和机械模型,论述了影响钒电池充放电的因素,这些因素主要是电流、温度、流量等。接着介绍了电池充放电的方法,对于钒电池选择恒流充放电模式,通过仿真证实了钒电池具有良好的充放电特性,同时讨论了电流和流量对钒电池充放电性能的影响,通过仿真得到不同的荷电状态下,电解液的最优流量值,可以对流量采用分段调整的方式进行充放电,优化电池操作,使电池工作在较好的状态。本文以北京普能公司生产的5kW钒电池为例,设计了钒电池的控制系统。根据5kW钒电池的特性对钒电池储能系统进行了软件和硬件设计以及主要硬件设备选型,主要是工控机、数据采集模块、传感器的选型和荷电状态的检测装置配备。荷电状态的检测主要是通过在钒电池外独立一个回路,利用电压表测量此独立回路的电压,根据开路电压与荷电状态的函数关系式求得荷电状态,然后调整电解液的流量。利用力控组态软件构建钒电池的监控系统,监测钒电池的主要运行状态参数：电压、电流、温度、液位、流量和荷电状态等,将采集到的数据记录存储到数据库,模拟运行系统,动态显示钒电池的工作过程,保证全钒液流电池的安全稳定高效运行。