儲能技術(shù)方案100Kw-215KWh

寧波XX產(chǎn)業(yè)園XX科技股份有限公司1、項(xiàng)目概況 32、儲能電池系統(tǒng) 6 84、熱管理系統(tǒng) 5、消防系統(tǒng) 6、隔離交流柜 9、儲能系統(tǒng)接入方案 10、業(yè)主收益分析 1、項(xiàng)目概況項(xiàng)目名稱：寧波XX有限公司屋頂光儲項(xiàng)目本項(xiàng)目儲能系統(tǒng)配置1套100kW/215kWh儲能系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)為光伏配套，用于多發(fā)電未使用完情況下的存儲，用于用戶需要時(shí)使用。儲能電池采用3.2V280Ah高倍率磷酸鐵鋰高能量電芯，高效液冷電池系統(tǒng)。電芯串并聯(lián)1P48S,單個(gè)PACK規(guī)格153.6V/280Ah,額定容量43.008kWh。5個(gè)PACK串聯(lián)為一個(gè)電池總可用電量為203.18KWh。電池組額定放電倍率0.5C。電池系統(tǒng)充放電設(shè)計(jì)為2充2放。充電時(shí)段為6:00~8:00、11:00~13:00;放電時(shí)段為9:00~11:00、15:00~17:00,額定循環(huán)次數(shù)≥6000次。本方案采用1個(gè)215kWh液冷戶外柜為1個(gè)儲能單元，由5個(gè)液冷電池Pack和1個(gè)高壓箱1個(gè)100KWPCS組成。每個(gè)液冷Pack由48支電芯串聯(lián)而成，電芯額定容量為280Ah。高壓箱包含電池簇管理裝維護(hù)便利。本項(xiàng)目配置隔離變匯流柜2面。215kWh液冷戶外柜技術(shù)參數(shù)詳見掃碼查看更多內(nèi)容序號項(xiàng)目參數(shù)1額定儲能容量2電池標(biāo)稱容量3能量轉(zhuǎn)換效率4一體柜自用電計(jì)算負(fù)荷待機(jī)約110W,峰值約2.9kW5AC側(cè)接線方式3相3線6額定輸出電壓和頻率7額定放電功率8額定充電功率9充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間成組方式標(biāo)稱電壓電壓范圍高壓箱尺寸(W×D×H)運(yùn)行環(huán)境溫度-20℃~50℃運(yùn)行環(huán)境濕度≤95%相對濕度，無冷凝冷卻方式液冷設(shè)計(jì)壽命表1-1215kWh液冷戶外柜技術(shù)參數(shù)表圖1-2215kWh液冷戶外柜示意圖PCS1PCS1中圖1-3儲能單元接線原理圖1)采用一體化集成設(shè)計(jì)，能夠有效滿足國內(nèi)工商業(yè)當(dāng)前峰谷套利或者光伏配套削峰填谷的主要應(yīng)用場景。一體化的方案運(yùn)輸和部署成本低，現(xiàn)場安裝調(diào)試2)交直流一體柜采用分區(qū)布置，高低壓及信號線分開布置，強(qiáng)、弱電二次回路分開敷設(shè)，每個(gè)功率接線端子只接一根導(dǎo)線，最大程度減少各類電磁干擾；3)隔離變匯流柜內(nèi)部設(shè)計(jì)電源為液冷系統(tǒng)、BMS、消防系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等輔助設(shè)施供電分配；無隔離變匯流柜的情況需要外接市電；4)控制回路采用交直流冗余供電設(shè)計(jì)，保證控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、消防系統(tǒng)在交流系統(tǒng)斷電情況下能夠短時(shí)正常工作；5)電池管理系統(tǒng)(BMS)采用三級架構(gòu)，通過BMS與液冷系統(tǒng)、消防系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)通訊，監(jiān)控交直流一體柜各個(gè)子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，匯總處理各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并上傳，同時(shí)提供多級故障報(bào)警；6)電池采用磷酸鐵鋰電池，能量密度高，循環(huán)壽命長。PACK采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊式設(shè)計(jì)，可靈活更換；輔助供電和信號回路采用航空插頭方式，便于維護(hù)和檢間采用高效連接工藝，實(shí)現(xiàn)電池模塊功率連接的高可靠、低阻抗及高一7)液冷熱管理系統(tǒng)，并采用多模式精細(xì)化的熱管理控制策略，提升系統(tǒng)溫度一致性及壽命，降低輔助功耗，提升系統(tǒng)效率；8)戶外柜內(nèi)設(shè)置全氟己酮?dú)怏w滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)兼容PACK級消防需求；9)柜體采用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證一體機(jī)在長途運(yùn)輸及極端情況下(如地震)的安全性。2、儲能電池系統(tǒng)本方案單體電芯采用國內(nèi)知名一線品牌生產(chǎn)的磷酸鐵鋰方形鋁殼電芯，詳細(xì)規(guī)格參數(shù)詳見表2-1。表2-1單體電芯規(guī)格參數(shù)表掃碼查看更多內(nèi)容序號項(xiàng)目規(guī)格備注1額定容量(Ah)280Ah2額定電壓(V)3.2V3充電工作電壓范圍(V)2.7～3.6V4充放電循環(huán)效率(%)25±2℃,0.5P5放電工作電壓范圍(V)2.7～3.6V6外形尺寸(長×深×高，mm)71.2×175.6×200.378體積比能量(kWh/L)0.3579重量比能量(kWh/kg)0.165一致性認(rèn)證GB/T36276-2018圖2-2單體電芯示意圖電池PACK采用液冷設(shè)計(jì)，由48個(gè)280Ah電芯串聯(lián)組成，詳細(xì)規(guī)格參數(shù)詳見表2-3。序號項(xiàng)目參數(shù)1成組方式2標(biāo)稱電壓3標(biāo)稱容量4電壓范圍5額定能量6最大充放電倍率0.5P7工作溫度-20℃~55℃8重量9尺寸(W×D×H)800×1092×240mm環(huán)境溫度-20℃-45℃環(huán)境濕度≤95%相對濕度，無冷凝冷卻方式液冷防護(hù)等級圖2-4電池PACK示意圖本設(shè)計(jì)方案的電池管理系統(tǒng)(BMS)采用三級架構(gòu)。第一級為Pack級電池管理單元BMU,布置在每個(gè)電池Pack,負(fù)責(zé)對電池進(jìn)行單體電壓、溫度采集，均衡三級為系統(tǒng)及電池管理單元BSU,負(fù)責(zé)對BCU上傳的電池信息進(jìn)行匯總處理，具有顯示、參數(shù)設(shè)置、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄等功能；同時(shí)負(fù)責(zé)與PCS和EMS通訊。議、61850或104通信協(xié)議。掃碼查看更多內(nèi)容電池管理系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。通訊架構(gòu)圖云大數(shù)據(jù)平臺直流PCS1PCS4a電壓主控模塊1a電壓，絕綠主控模塊1斷Hall電池PCAKCaoCao電池PCAK一體柜1液冷單元液冷單元485總線高壓箱火電壓Ball電池PCAKPCAK液冷單元液冷單元BCU主控模塊4485總線一體柜4圖3-1電池管理系統(tǒng)框圖示意圖本方案的采用的電池管理系統(tǒng)具備以下功能：1)檢測電池在熱和電方面相關(guān)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)測量電池簇電壓，充放電電流、單體電池溫度和端電壓等參數(shù)。2)對電池的荷電狀態(tài)(SOC)、電池健康度(SOH)進(jìn)行估算，并進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。能夠計(jì)算、就地實(shí)時(shí)顯示并上報(bào)循環(huán)次數(shù)、DOD、SOC、SOH。3)根據(jù)電池的荷電狀態(tài)對電池的充放電進(jìn)行控制，如電池過壓或過流，系統(tǒng)立即停止電池工作。4)對電池進(jìn)行故障診斷，可根據(jù)具體故障內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的故障處理，具備但不限于以下的保護(hù)功能：過充保護(hù)、過放保護(hù)、短路保護(hù)、反接保護(hù)、過載保掃碼查看更多內(nèi)容護(hù)、過溫保護(hù)。如果電池的電壓、電流、溫度等超過安全保護(hù)閾值時(shí)，電池管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)就地故障隔離，上報(bào)故障信息并實(shí)時(shí)告警。4、熱管理系統(tǒng)本項(xiàng)目電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)采用液冷系統(tǒng)，由液冷主機(jī)、輸回液管路、電池液冷板組成，同時(shí)采用多模式化精細(xì)化的熱管理控制邏輯，保證系統(tǒng)溫度及溫差，提升系統(tǒng)一致性及壽命。柜體由5個(gè)1P48形式pack組成，其中單體電芯(0.5P,280Ah)功耗為9.3W (假設(shè)單體電芯之間無熱功耗差異),插箱總熱耗為446.4W,系統(tǒng)熱耗約2.3KW,考慮系統(tǒng)漏熱及效率，選擇冷量不小于4KW(40℃)液冷機(jī)組。根據(jù)pack仿真計(jì)算，單個(gè)pack流量要求不小于5LPM,總流量要求大于等于40LPM。液冷系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表4-1所示。水冷柜尺寸限制≤W275×D1190×H1100(mm)冷卻液50%乙二醇的水溶液額定制冷量額定加熱量使用環(huán)境溫度-20℃~+50℃(室外)相對濕度不大于95%(20℃)使用地點(diǎn)最高海拔單電池包壓降動(dòng)力電源通訊接口表4-1液冷系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)表液冷主機(jī)端與電池布置空間采用完全獨(dú)立的結(jié)構(gòu)布置方式，提升系統(tǒng)安全性。液冷管路采用塑形軟管，兼具保溫、防凝露、排氣功能。電池液冷板內(nèi)部流道通過全工況熱流仿真分析，采用非均布流道設(shè)計(jì)，確保流場分布均勻，無流體死區(qū)。系統(tǒng)通過各層級溫度溫差等判據(jù)，進(jìn)行細(xì)分溫區(qū)化控制，智能切換運(yùn)行模式，在確保系統(tǒng)溫度溫差的基礎(chǔ)上，降低輔助功耗，提升系統(tǒng)效率。經(jīng)驗(yàn)證，在設(shè)計(jì)工況下，本方案電池最高溫度≤35℃,溫差≤2.5℃。掃碼查看更多內(nèi)容267672561724.46723.317SwdTempedue'℃)圖4-2液冷系統(tǒng)熱量分布示意圖0.764020.764020.666990.573950.476930.39390-0.298870.D037814圖4-3液冷系統(tǒng)框架示意圖5、消防系統(tǒng)一體柜采用以全氟己酮為滅火劑的全淹沒滅火系統(tǒng)。包括對防護(hù)區(qū)域內(nèi)火災(zāi)的自動(dòng)檢測報(bào)警和氣體滅火裝置等系統(tǒng)和設(shè)備的消防聯(lián)動(dòng)。消防報(bào)警控制器與保護(hù)區(qū)主控系統(tǒng)之間采用硬接線方式。消防系統(tǒng)設(shè)備按照不同規(guī)格主要包括氣體滅火裝置、感煙火災(zāi)探測器(以下簡稱煙感)、感溫火災(zāi)探測器(以下簡稱溫感)、火災(zāi)聲光警報(bào)器(以下簡稱警報(bào)器)等；1)火災(zāi)探測系統(tǒng)火災(zāi)探測系統(tǒng)由具備干接點(diǎn)輸出功能的煙感、溫感組成，無需配置消防主2)滅火系統(tǒng)當(dāng)保護(hù)區(qū)的溫度達(dá)到爆破溫度(根據(jù)消防系統(tǒng)供應(yīng)商設(shè)計(jì)方案),滅火裝置會爆破，釋放滅火劑，對柜內(nèi)進(jìn)行全淹沒滅；同時(shí)反饋一個(gè)干接點(diǎn)信號至上位煙霧探測器滅火劑釋放滅火傳輸干接點(diǎn)信號至EMS傳輸干接點(diǎn)信號至EMS釋放反饋裝置反饋信單臺隔離變匯流柜最多支持4臺一體柜，隔離變匯流柜結(jié)構(gòu)緊湊、布局合離變壓器輸出端集中對外輸出，統(tǒng)一對外接口，方便外部接線。匯流輸出端配置主斷路器和浪涌保護(hù)器等器件對設(shè)備和線路提供保護(hù)，本項(xiàng)目不需要隔離變隔離變匯流柜示意圖如圖6-1所示。微信：76935圖6-1隔離變匯流柜示意圖(長×寬×高),內(nèi)圖7-1所示：Pack冷水機(jī)組Pack柜體高壓箱PCS圖7.1215kWh液冷一體柜布置一式圖柜體整體防護(hù)等級IP54,門板與外界連通的部位采用密封條防護(hù)，防止在柜體內(nèi)部預(yù)留集中接地點(diǎn)，與整個(gè)一體柜的非功能性導(dǎo)電導(dǎo)體可靠聯(lián)通。柜體固定方式采用螺栓固定，將一體柜底部四個(gè)固定點(diǎn)與預(yù)埋鋼板螺栓固定。固定點(diǎn)如圖7-2所示：圖7-2固定點(diǎn)示意圖柜體內(nèi)配置有水浸、溫濕度傳感器，對柜內(nèi)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對漏液進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警，同時(shí)能與其它子系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)，滿足運(yùn)行管理對安全、巡視的要求。設(shè)備：儲能變流器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、消防系統(tǒng)、空調(diào)或門禁系統(tǒng)等均接入監(jiān)控系統(tǒng)。WEB煙霧傳感器門禁開關(guān)攝像頭智能電表電池ModbusRTU電池圖8-1EMS系統(tǒng)示意圖監(jiān)控主機(jī)完成現(xiàn)場測控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)本地處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換和命令的交換、本地用戶畫面監(jiān)視操作、控制策略、WEB服務(wù)器功能，實(shí)現(xiàn)大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的高速匯集傳輸，確保主站系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地得到所有監(jiān)測及監(jiān)控信息，并及時(shí)反饋網(wǎng)絡(luò)檢測的系統(tǒng)異常與故障，確?？焖俣ㄎ慌c恢復(fù)。EMS功能設(shè)計(jì)：(1)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能對所有被監(jiān)控的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)和定時(shí)數(shù)據(jù)采集，對重要?dú)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存入數(shù)據(jù)庫。包括：限值、單節(jié)最值電池電壓、單節(jié)最值電池溫度、故障及報(bào)警信息、歷史充放電電量、歷史充放電電能等常用信息。PCS的相關(guān)參數(shù)，包括：直流側(cè)各分支的電壓/電流/功率等、交流側(cè)的各相有功功率、無功功率、電壓、電流、功率因素、頻率和溫度、機(jī)柜溫度、運(yùn)掃碼查看更多內(nèi)容行狀態(tài)、報(bào)警及故障信息等常用信息，以及日充電量、日放電量、累計(jì)充電量、累計(jì)放電量(需加電表)等。負(fù)荷的各相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率等信息。監(jiān)控畫面詳見圖8-2所示。11xPCS功率曲線風(fēng)口想賞參數(shù)信泉電地最低功豐因數(shù)電流(A)系統(tǒng)留相電壓M直灣調(diào)度井網(wǎng)南網(wǎng)無功kVan)視在kVA)工作狀態(tài)2mPCS圖8-2監(jiān)控畫面示意圖(2)運(yùn)營數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)可根據(jù)用戶要求，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看，并導(dǎo)出報(bào)表；(3)實(shí)時(shí)調(diào)度、遠(yuǎn)程調(diào)度。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控層和總控中心對系統(tǒng)需求數(shù)據(jù)的不同，微網(wǎng)電站現(xiàn)場設(shè)備層可自由配置數(shù)據(jù)分別上傳到現(xiàn)場監(jiān)控層和中控中心，也可由現(xiàn)場監(jiān)控層處理、篩選后上傳到總控中心。協(xié)議支持MODBUS。(4)電站能量管理系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前時(shí)段、當(dāng)前負(fù)荷、當(dāng)前上網(wǎng)電價(jià)、儲能電池SOC,自動(dòng)控制潮流方向，確定微網(wǎng)系統(tǒng)充放電時(shí)段。(5)故障報(bào)警系統(tǒng)提供故障及狀態(tài)事件的記錄和導(dǎo)出功能。(6)實(shí)時(shí)曲線、能量流動(dòng)顯示系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)曲線記錄、分析和查詢功能，自由選擇所需記錄和分析的數(shù)據(jù)，以曲線展現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)值，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)間隔為1分鐘、15分鐘。系統(tǒng)目前采用C/S架構(gòu)軟件操作和B/S架構(gòu)Web發(fā)布功能；(8)Web運(yùn)維(選配)遠(yuǎn)程運(yùn)維采用Web發(fā)布方式。Web運(yùn)維具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)功能，支持遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程升級功能。9、儲能系統(tǒng)接入方案至光伏低壓并網(wǎng)柜400V母線，在儲能低壓并網(wǎng)點(diǎn)安裝1塊符合電網(wǎng)要求的雙向考核計(jì)量電能表，用以計(jì)量并網(wǎng)點(diǎn)儲能系統(tǒng)充放電電量。在一期并網(wǎng)柜進(jìn)線側(cè)以及二期箱變低壓側(cè)均預(yù)留開關(guān)，作為后續(xù)儲能接入時(shí)擴(kuò)展。最終接入方案以實(shí)際接入系統(tǒng)批復(fù)為準(zhǔn)。10kV母線用戶內(nèi)部負(fù)荷380V母線并網(wǎng)點(diǎn)儲能電站光伏電站用戶內(nèi)部負(fù)荷圖9-1儲能接入系統(tǒng)方案示意圖10、業(yè)主收益分析收益測算條件如下：·儲能系統(tǒng)每天兩充兩放，