完整版,0.5MW-1MWh集装箱储能系统方案.pdf
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1、0.5MW/1MWh集装箱储能系统 技术方案 目录 1. 储能的应用-4 2. 系统概 -5-6 2.1 系统组 -5 2.2 系统特 -5 2.3 系统运行原-6 3. 系统设 -7-14 3.1 储能变流器(PCS) -7-8 3.1.1 储能变流器特点-7 3.1.2 储能变流器通信方式-8 3.2 电池管理系统(BMS)-9-10 3.2.1 BMS 系统架构-8 3.2.2 BMS 功能说明-9 3.2.3 BMS 电池管理系统构成及功能描述-10 3.3 能量管理系统(EMS) -10-11 3.3.1 设备监控模块-10 3.3.2 能量管理模块-10 3.3.3告警管理模块-1
2、1 3.3.4 报表管理模块-11 3.3.5 安全管理模块-11 3.4 监控系统 -12 3.5 消防与空调系统-12 3.6 电池成套系统-12-16 3.6.1 电芯参数 -12 3.6.2 电池PACK 及成簇-13 3.6.2 电池组在集装箱内的分布-15 3.7 集装箱系统设计要求-15 4. 主要设备清单-16 1. 储能的应用 图 1 储能的应用 (1)微电网:储能系统独立或与其他能源配合,给负载供电,主要解决供电可靠性问题。 (2)辅助新能源并网:有效解决弃风弃光,提高经济效益;减少瞬时功率变化,减少对电 网冲击;跟踪计划调度,提高并网可控性;提高发电预测精度,提升并网友好
3、性。 (3)需求侧响应:对峰谷电价差和补贴有较大依赖,欧美等发达国家已具备盈利模式,以工 商业应用为主,户用储能潜力巨大。 (4)电力调频:平均来看,储能调频效果是水电机组的1.7 倍,是燃气机组的2.5 倍,是燃 煤机组的 20 倍以上。 2. 系统概述 2.1 系统组成 图 2 储能系统拓扑图 本系统主要包含: * 储能变流器 (PCS) :1 台 500kW 离并网型双向储能变流器,在0.4KV交流母线并网,实 现能 量的双向流动。 * 磷酸铁锂电池:采用赣锋3.2V/86AH 动力电池, 4P3S模组成 240 串 768V电池簇,单个 集装箱 4 簇共约 1.05MWh 能量。 *
4、EMS&BMS :根据上级调度指令完成对储能系统的充放电控制、电池SOC 信息监测等 功能。 * 集装箱: 1 个 30 英尺集装箱组成一个0.5MW/1MWh 的储能系统。 系统特点 (1)本系统主要用于峰谷套利,同时可作为备用电源、避免电力增容及改善电能质量。 (2)储能系统具备完善的通讯、监测、管理、控制、预警和保护功能,长时间持续安全运 行,可通过上位机对系统运行状态进行检测,具备丰富的数据分析功能。 (2)BMS系统即跟 EMS系统通信汇报电池组信息,也跟PCS采用 RS485总线直接通信,在 PCS的配合下完成对电池组的各种监控、保护功能。 (3)常规 0.2C充放电,可离网或并网
5、工作。 表 1 系统参数表 序号参数参数值备注 1 额定功率0.5MW / 2 额定容量1MWh / 3 直流电压范围600V900V / 4 系统平均效率86%/ 5 湿度70%RH/ 6 防护等级IP54 / 7 耐盐雾性600h / 8 消防系统七氟丙烷/ 9 允许最高海拔2000m / 10 集装箱尺寸30英尺高柜 2.3 系统运行策略 储能系统接入电网运行,可通过储能变流器的 PQ模式或下垂模式调度有功无功,满足并 网充放 电需求。 电价峰时段或负荷用电高峰期时段由储能系统给负荷放电,既实现了对电网的削峰填谷 作用,又完成了用电高峰期的能量补充。 储能变流器接受上级电力调度,按照峰、
6、谷、平时段的智能化控制,实现整个储能系统的 充放电管理。 储能系统检测到市电异常时控制储能变流器由并网运行模式切换到孤岛 (离网)运行模式。 储能变流器离网独立运行时,作为主电压源为集装箱本地负荷提供稳定电电压和频率,确 保其不 间断供电。 3. 系统设备介绍 3.1 储能变流器( PCS ) 3.1.1 储能变流器功能 (2)电压/无功调节功能,PCS储能装置可根据储能系统运行控制系统控制指令等信号实时跟踪调 节无功输出,其参数为无功功率、功率因数等参数可由储能系统运行控制系统远程设定。 (3)离网V/F控制功能,PCS储能装置在离网模式下,具备电压和频率的调节功能,能够自动设 定额定电压和
7、额定频率启动和运行,也可接收外部电压给定指令和频率给定指令进行电压和频率的 调节。 (4)PCS 根据负载的大小进行动态调节的相应时间: 100ms (根据客户需求可单独定制) ; (5)保网检测相应时间:40ms (根据客户需求可单独定制) ; (6)防孤岛检测相应时间:20ms (根据客户需求可单独定制) 。 (1)有功功率控制功能,PCS储能装置可根据储能系统运行控制系统指令控制其有 功功率输出。 为实现有功功率调节功能,电池储能系统能接收并实时跟踪执行储能系统运行控制系统发送的有功 功率控制信号,根据储能系统运行控制系统控制指令等信号自动调节有功输出,输出有功功率与设 置值偏差不超过3
8、%。 图 3 500KW型储能变流器 3.1.2 储能变流器通讯方式 (1)以太网通讯方案 若单台储能变流器通讯,可直接用网线将储能变流器的RJ45端口与上位机的RJ45端口 相连,通过上位机监控系统对储能变流器进行监控。 (2)RS485通讯方案 在标准的以太网 MODBUS TCP 通讯的基础上,储能变流器还提供了可选的RS485通讯方 案,它 采用的是 MODBUS RTU 协议,利用 RS485 /RS232转换器与上位机通讯,通过能量管理监控系 统对储能变流器进行监控。 (3)与 BMS通讯通讯方案 储能变流器可通过上位机监控软件与电池管理单元BMS 通讯,能够监控蓄电池的状态 信息
9、, 同时也能够根据蓄电池的状态对蓄电池进行报警及故障保护,提高电池组的安全性。 BMS系统时刻监控着电池的温度、电压、电流信息,BMS系统与 EMS系统通信,也与 PCS直接通过 RS485总线通信实现实时的电池组保护动作。BMS系统的温度报警措施分三 级,初级热管理通过温度采样和继电器控制的直流风扇实现,当检测到电池模组内温度超过 限制时集成于电池pack内部的 BMS从控模块会启动风扇散热。第二级热管理信号预警后 BMS系统会与 PCS设备联动,限制 PCS的充放电电流 (具体保护协议开放,客户可以提要求 更新)或者停止 PCS的充放电行为。第三级热管理信号预警后BMS系统将切断该组电池的
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