MWMWh集裝箱儲能系統(tǒng)方案

1、imwh集裝箱儲能系統(tǒng)技術(shù)方案目錄1 儲能的應(yīng)用4概2 .系統(tǒng)56系統(tǒng)組5系統(tǒng)特5原系統(tǒng)運行a3 .系統(tǒng)得-7-14儲 能 變 流 器（ pcs）7-s儲能變流器特點7儲 能 變 流 器 通 信 方 式8電池管理系統(tǒng)（bms） 9-10bms系統(tǒng)架構(gòu)8bms功能說明bms電池管理系統(tǒng)構(gòu)成及功能描述10能量管理系統(tǒng)（ems ）10-11設(shè)備監(jiān)控模塊能量管理模塊i n告警管理模1 u塊報表管理模11塊安全管理模11塊監(jiān)控系11統(tǒng)消防與空調(diào)系1z統(tǒng)電池成套系1z統(tǒng)1 1電a心參1z 1 0數(shù)電池pack及成1z簇電池組在集裝箱內(nèi)的分io布集裝箱系統(tǒng)設(shè)計要1 0求4主要設(shè)備清1 0的161.儲能的應(yīng)用

2、圖1儲能的應(yīng)用（1）微電網(wǎng)：儲能系統(tǒng)獨立或與其他能源配合，給負載供電，主要解決供電可靠性問題。（2）輔助新能源并網(wǎng)：有效解決棄風(fēng)棄光，提高經(jīng)濟效益；減少瞬時功率變化，減少對電網(wǎng) 沖擊；跟蹤計劃調(diào)度，提高并網(wǎng)可控性；提高發(fā)電預(yù)測精度，提升并網(wǎng)友好性。（3）需求側(cè)響應(yīng)：對峰谷電價差和補貼有較大依賴，歐美等發(fā)達國家已具備盈利模式，以工 商業(yè)應(yīng)用為主，戶用儲能潛力巨大。（4）電力調(diào)頻：平均來看，儲能調(diào)頻效果是水電機組的倍，是燃氣機組的倍，是燃煤機組的 20倍以上。2.系統(tǒng)概述系統(tǒng)組成圖2儲能系統(tǒng)拓撲圖本系統(tǒng)主要包含：* 儲能變流器（pcs） :1臺500kw離并網(wǎng)型雙向儲能變流器，在交流母線并網(wǎng)，實現(xiàn)

3、能量的雙向流動。* 磷酸鐵鋰電池：采用贛鋒86ah動力電池，4p3s模組成240$ 768v電池簇，單個集裝 箱4簇 共約能量。* ehs&bms：根據(jù)上級調(diào)度指令完成對儲能系統(tǒng)的充放電控制、電池s0c信息監(jiān)測等功 能。* 集裝箱：1個30英尺集裝箱組成一個imwh的儲能系統(tǒng)。系統(tǒng)特點（1）本系統(tǒng)主要用于峰谷套利，同時可作為備用電源、避免電力增容及改善電能質(zhì)量。（2）儲能系統(tǒng)具備完善的通訊、監(jiān)測、管理、控制、預(yù)警和保護功能，長時間持續(xù)安全運行，可通過上位機對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行檢測，具備豐富的數(shù)據(jù)分析功能。（2） bms系統(tǒng)即跟ehs系統(tǒng)通信匯報電池組信息，也跟pcs采用rs485總線直接通信，在

4、 pcs的配合下完成對電池組的各種監(jiān)控、保護功能。（3）常規(guī)充放電，可離網(wǎng)或并網(wǎng)工作。表1系統(tǒng)參數(shù)表序號參數(shù)參數(shù)值備注1額定功率/2額定容量mwh/3直流電壓范圍600v、900v/4系統(tǒng)平均效率a86%/5濕度0.99范國坨jl屯三忘龍般knlsfi 土豈三uhilt90%煒立逆支電底迂攻壬紡生*o%ly 內(nèi)(tuia3aoj 二15 大 js98.2%京規(guī)雙寵尺寸(？8變赴x海)1606 20g x860mnxi1300kg-30-+55 匕件機自妊電4000rnwka：詢哎港訊方式rs485、elhemet方式rs4h5、can通信協(xié)議gc104?-mcdbus tcp/modbus r

5、tucqc、tuwg59、bdew. csa產(chǎn)品特點風(fēng)臺瑋研cww曲欣.舷臺出擴也性圖3 500kw型儲能變流潛儲能變流器通訊方式(1)以太網(wǎng)通訊方案若單臺儲能變流器通訊，可直接用網(wǎng)線將儲能變流器的rj45端口與上位機的rj45端口相 連，通過上位機監(jiān)控系統(tǒng)對儲能變流器進行監(jiān)控。(2) rs485通訊方案在標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)modbus tcp通訊的基礎(chǔ)上，儲能變流器還提供了可選的rs485通訊方案，它采用的是modbus rtu協(xié)議，利用rs485/rs232轉(zhuǎn)換器與上位機通訊，通過能量管理監(jiān)控系 統(tǒng) 對儲能變流器進行監(jiān)控。(3)與bms通訊通訊方案儲能變流器可通過上位機監(jiān)控軟件與電池管理單元bm

6、s通訊，能夠監(jiān)控蓄電池的狀態(tài)信息，同時也能夠根據(jù)蓄電池的狀態(tài)對蓄電池進行報警及故障保護，提高電池組的安全性。bms系統(tǒng)時刻監(jiān)控著電池的溫度、電壓、電流信息，bms系統(tǒng)與ems系統(tǒng)通信，也與pcs 直接通過rs485總線通信實現(xiàn)實時的電池組保護動作。bms系統(tǒng)的溫度報警措施分三級，初級熱管理通過溫度采樣和繼電器控制的直流風(fēng)扇實現(xiàn)，當(dāng)檢測到電池模組內(nèi)溫度超過限制時集成 于電池pack內(nèi)部的bms從控模塊會啟動風(fēng)扇散熱。第二級熱管理信號預(yù)警后bms系統(tǒng) 會與pcs 設(shè)備聯(lián)動，限制pcs的充放電電流（具體保護協(xié)議開放，客戶可以提要求更新）或 者停止pcs 的充放電行為。第三級熱管理信號預(yù)警后bms系統(tǒng)

7、將切斷該組電池的直流接觸器以保護電池， 該組電池對應(yīng)pcs變換器停止工作。電池管理系統(tǒng)（bms）拓撲圖儲能系統(tǒng)山i個30英尺加高集裝箱組成，每臺集裝箱儲能電池接入pcs的直流測，累訃山4 組電池組成pcs直流側(cè)的電池單元。儲能系統(tǒng)為每個集裝箱電池配置bms系統(tǒng)，bms包 括三層 架構(gòu)，分別是bmu、bcmu、bamso圖4 bms拓撲圖bms功能說明電池管理系統(tǒng)是山電子電路設(shè)備構(gòu)成的實時監(jiān)測系統(tǒng)，有效地監(jiān)測電池電壓、電池電流、電池簇 絕緣狀態(tài)、電s0c、電池模組及單體狀態(tài)（電壓、電流、溫度、s0c等），對電池簇充、放電過 程進行安全管理，對可能出現(xiàn)的故障進行報警和應(yīng)急保護處理，對電池模塊及電池

8、簇 的運行進行安全和優(yōu)化控制，保證電池安全、可靠、穩(wěn)定的運行。bms電池管理系統(tǒng)構(gòu)成及功能描述電池管理系統(tǒng)由電池管理單元esbmm、電池簇管理單元esbcm、電池堆管理單元esmu及 其電 流、漏電流檢測單元組成。bms系統(tǒng)具有模擬信號高精度檢測及上報，故障告警、上傳和存儲， 電池保護，參數(shù)設(shè)置，主動均衡，電池組s0c定標(biāo)和與其它設(shè)備信息交互等功能。表2 bms參數(shù)表序號參數(shù)參數(shù)值備注1工作電源dc12/24v/2均衡方式被動均衡/3電壓采集精度w%4電流采集精度w%/5溫度采集精度wl6絕緣電阻檢測精度w5%7soc偏差5%/8電壓采集周期w200ms/9電流采集周期w 100ms10溫度采

9、集周期w 100ms/11電壓均衡平衡度w 50mv/12保護過充、過放、過溫、短路保護定值可設(shè)定13通信方式以太網(wǎng)、can、rs485/14通信協(xié)議modbus/15控制系統(tǒng)響應(yīng)時間w200ms從收到指令到實現(xiàn)指令任務(wù)能量管理系統(tǒng)(ems)能量管理系統(tǒng)是儲能系統(tǒng)的最上層管理系統(tǒng)，主要對儲能系統(tǒng)和負荷進行監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析?；跀?shù)據(jù)分析結(jié)果生成實時調(diào)度運行曲線。根據(jù)預(yù)測調(diào)度曲線，制定合理的功率分配。電地pcs狀態(tài)!4建電任，件650v堆功率：22. 70 kv單我亢電顯ibl. 1 kvb/堆電涼330. 00 a町充電董：2203. s mh單詼效且螢1.9 kwhr57.3*可妙電熨g押74

10、hh爰計亢電出1.1 kvh堆 $0?:57.6 k1.9 kwh組3待機區(qū)fe旅組剃列表 jl- 組電醫(yī)：712. 00 7里衣充電匏：29-9 kvh環(huán) i5sk:24. 0 七組電流：0. 00 a單:吹放電魚：0-0 kwh單誦皮三均：31.8 內(nèi)絹功率：0. 00 kw杲什充電代：29.9khffi x48.5 t?asoe :57.3%-h枚電色? 0.0 kvh單偶m或?。?01115.1 v組：57.0 k空電技平均g 1.769 v單20c平垓：57.3 k町充電螢:550. 9 kvh華電樂最犬：2s6tl.926 v單 soc 用犬 7 078tf9e.0 溪739. 4

11、 kyh華電樂以001t.601v卑soc最小：0-79*20 0 第圖5能量管理ems界面示意圖設(shè)備監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控是查看系統(tǒng)中設(shè)備實時數(shù)據(jù)的模塊，以組態(tài)或列表的方式查看設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，并 可通過該界面對設(shè)備進行控制和動態(tài)配置。能量管理能量管理模塊是根據(jù)負荷預(yù)測結(jié)果，結(jié)合運行控制模塊實測數(shù)據(jù)和系統(tǒng)分析模塊分析結(jié)果， 確定儲能/負荷的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略。主要包含能量管理、儲能調(diào)度、負荷預(yù)測、購售計劃和管理 策略.能量管理系統(tǒng)能在并網(wǎng)和離網(wǎng)模式下運行，能實行24小時長期預(yù)測調(diào)度、短期預(yù)測調(diào)度和實 時經(jīng)濟調(diào)度，不僅保證用戶供電可靠性，還提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性。事件告警系統(tǒng)應(yīng)支持多級告警（一般告警、重要告警、

12、緊急告警），各種告警門限值參數(shù)、閾值可設(shè) 置，各級告警指示燈的顏色和聲音報警頻率、音量應(yīng)能根據(jù)告警級別自動調(diào)整，當(dāng)告警發(fā)生時均 應(yīng)及時自動提示告警，顯示告警信息，并提供告警信息的打印功能。告警延時處理，系統(tǒng)應(yīng)具有告警延時和告警恢復(fù)延時設(shè)置功能，告警延時時間可由用戶設(shè) 定。在告警延時范圉內(nèi)告警消除時，將不上送告警；在告警恢復(fù)延時范圉內(nèi)告警再次產(chǎn)生時，將 不產(chǎn)生告警恢復(fù)信息。報表管理提供查詢、統(tǒng)計、整理和打印有關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，以及實現(xiàn)基礎(chǔ)報表軟件的管理。監(jiān)控 管理系統(tǒng)具有將各類歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)和操作記錄等（以下簡稱性能數(shù)據(jù)）保存在系統(tǒng)數(shù) 據(jù)庫或外置存儲器的功能。監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)能以直觀的形

13、式對性能數(shù)據(jù)進行顯示，并能對收集的各性能數(shù)據(jù)進行分析， 檢測異常狀態(tài)。統(tǒng)計和分析結(jié)果應(yīng)能以報表、曲線圖、直方圖和餅狀圖等方式顯示。監(jiān)控管理系 統(tǒng)應(yīng)能定期提供被監(jiān)控對象的性能數(shù)據(jù)報告，應(yīng)能產(chǎn)生規(guī)定的各種統(tǒng)訃資料、圖表、日志等，并 能夠打印。安全管理監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)具有系統(tǒng)操作權(quán)限的劃分和配置功能，系統(tǒng)管理員可增刪下級各級操作人員 并根據(jù)需求分配適當(dāng)?shù)臋?quán)限。當(dāng)操作人員取得相應(yīng)權(quán)限時，方可進行相應(yīng)操作。監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)采用市場成熟的多路視頻安全監(jiān)控完整覆蓋集裝箱內(nèi)操作空間與重點設(shè)備觀察間， 支持不小于15天的視頻數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)要對集裝箱內(nèi)的電池系統(tǒng)進行消防、溫濕度、煙霧等監(jiān) 控，并根據(jù)情況進行相應(yīng)的聲

14、光報警。圖6監(jiān)控拓撲消防與空調(diào)系統(tǒng)集裝箱柜內(nèi)分為設(shè)備艙和電池艙兩部分。電池艙采用空調(diào)制冷，相應(yīng)消防措施為無管網(wǎng)七氟 丙烷自動滅火系統(tǒng)；設(shè)備艙為強制風(fēng)冷，配備常規(guī)干粉滅火器。七氟丙烷是無色、無味、無污染氣體，且不導(dǎo)電、不含水，不會對用電設(shè)備造成傷害，滅火 效率高、速度快。3.6電池成套系統(tǒng)電芯主要參數(shù)表3 86ah電芯參數(shù)表no.參數(shù)產(chǎn)品規(guī)格條件2.1.1標(biāo)準(zhǔn)容量90.9 all2.43.65v, 43a放電電流,新電池狀 態(tài)2.1.2最小容量87.0 all2.5-3.65v, 43a放電電流,新電池狀 態(tài)2.1.3工作電壓2.5-3.65vn.a.214電池內(nèi)詛（ikhz）wo34 mq新電

15、池50%soc狀態(tài)2.1.5電池半均內(nèi)阻（ikhz）0.30 mq新電池50%soc狀態(tài)2.1.6貨容量40%soc的充電狀態(tài)（工34.4 ah）na2 17工作溫度（充電）0-50t :參考第2.2節(jié)2.1.8工作溫度（放電）-30- 50- c參考第2.3節(jié)2.1.9電池重瑩c2.25k?n.a.圖7 86ah電芯尺寸電池pack及成簇表4電池pack及成簇（單個集裝箱）類型型號/參數(shù)最低電壓最高電壓額定電壓能量kwh數(shù)量電芯86ah3840模組4p3s320電池箱4p6s160電池簇4p240s6728647684系統(tǒng)4p240s+46728647681圖8 fack成族電池組在集裝箱內(nèi)

16、的分布本項h采用30英尺加高型集裝箱，中間通過隔熱層分為配電室與電池室，其中電池室包含電池架、消防柜、bhs控制柜、空調(diào)與照明、煙感等。配電室含室i臺500kwpcs.ems配 電 柜、消防控制室等。9124e-mrm集裝箱系統(tǒng)設(shè)計要求（1）集裝箱內(nèi)每個艙內(nèi)至少配置1盞應(yīng)急照明燈，一旦系統(tǒng)斷電，箱式儲能系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)急照明 燈立即投入使用。日常運維門上方設(shè)置防護等級不低于ip54的夜間照明設(shè)備，該夜間照明設(shè)備通 過配電柜內(nèi)部的單組配電斷路器獨立供電，斷路器可以手動關(guān)閉。（2）集裝箱提供焊接固定方式。焊接點與整個集裝箱系統(tǒng)的非功能性導(dǎo)電導(dǎo)體可靠連通，同 時，集裝箱以銅排的形式向用戶提供2個符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的接地點，接地點與整個箱式儲能系 統(tǒng)的非功能性導(dǎo)電導(dǎo)體形成可靠的等電位連接。（3）集裝箱箱頂配置連接可靠的高質(zhì)量防雷系統(tǒng)，防雷系統(tǒng)通過接地扁鋼或接地圓鋼連接至