300KW儲(chǔ)能系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案及配置

1、 廣東銓鎂能源集團(tuán)有限公司中山銓鎂能源科技有限公司儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)方案2017年06月14目 錄1 項(xiàng)目概述32項(xiàng)目方案32.1智能光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)電站33。2儲(chǔ)能系統(tǒng)53.2。1磷酸鐵鋰電池53.2。2電池管理系統(tǒng)（BMS）53.2.3儲(chǔ)能變流器（PCS）63。2。4 隔離變壓器83.3能量管理監(jiān)控系統(tǒng)93。3。1微電網(wǎng)能量管理93.3.2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)93.3。3系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)103。3.4系統(tǒng)應(yīng)用功能11一、 項(xiàng)目概述分布式能源具有間歇性、波動(dòng)性、孤島保護(hù)等特點(diǎn),分布式能源電能質(zhì)量差，分布式能源設(shè)備利用率沒(méi)有被充分發(fā)掘.微電網(wǎng)是為整合分布式發(fā)電的優(yōu)勢(shì)、削弱分布式發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的沖擊和負(fù)面影響而提

2、出的一種新的分布式能源組織方式和結(jié)構(gòu)，能有效改善分布式能源電能質(zhì)量差、分布式能源設(shè)備利用率不能被充分發(fā)掘等分布式能源的不足。微電網(wǎng)通過(guò)整合分布式發(fā)電單元與配電網(wǎng)之間關(guān)系,在一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)直接將分布式發(fā)電單元、電力網(wǎng)絡(luò)和終端用戶聯(lián)系在一起，可以方便地進(jìn)行結(jié)構(gòu)和配置以及電力調(diào)度的優(yōu)化，優(yōu)化和提高能源利用效率，減輕能源動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響，推動(dòng)分布式電源上網(wǎng)，降低大電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，改善可靠安全性，并促進(jìn)社會(huì)向綠色、環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展。微電網(wǎng)是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)能源和電力專家普遍認(rèn)可的解決方案。本項(xiàng)目擬建設(shè)一套鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)低壓配電柜給部分辦公樓宇負(fù)荷供電，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備接口采集相關(guān)信息，并通過(guò)智能配電

3、柜對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行投切，在并網(wǎng)及孤島情況下實(shí)現(xiàn)發(fā)電、儲(chǔ)能及負(fù)荷的控制，保持微電網(wǎng)系統(tǒng)的平衡運(yùn)行.二、 項(xiàng)目方案2.1 智能光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)電站本電站系統(tǒng)目的在于擬建設(shè)中山銓鎂能源科技有限公司儲(chǔ)能并離網(wǎng)系統(tǒng)示范工程,通過(guò)接入辦公樓宇的日常照明等真實(shí)負(fù)載，可演示離網(wǎng)狀態(tài)下正常供電系統(tǒng)示范；分布式光伏多余電量進(jìn)行儲(chǔ)能示范；以及后臺(tái)監(jiān)控及能量調(diào)度等示范.本項(xiàng)目擬建設(shè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，系統(tǒng)由鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及能量管理系統(tǒng)構(gòu)成.其中控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源、負(fù)載裝置和儲(chǔ)能裝置的遠(yuǎn)程控制，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)分布式電源實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、報(bào)警信息進(jìn)行全面的監(jiān)視并進(jìn)行多方面的統(tǒng)計(jì)和分析實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源的全方面掌控，

4、能量管理系統(tǒng)可控制分布式電源平滑出力與能量經(jīng)濟(jì)調(diào)度.系統(tǒng)一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：能量管理及系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：能量管理系統(tǒng)可以根據(jù)儲(chǔ)能情況及負(fù)載情況實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)切換控制，以及微電網(wǎng)系統(tǒng)幾種不同運(yùn)行模式的切換,可以實(shí)現(xiàn)分布式電源離網(wǎng)運(yùn)行控制,并網(wǎng)點(diǎn)電氣參數(shù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)載遠(yuǎn)程投切控制。配置一套電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池的充放電狀態(tài)及電池電量估計(jì)，實(shí)現(xiàn)分布式電源能量均衡控制及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.根據(jù)微電網(wǎng)交流母線電壓頻率情況,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分類切除,保證重要負(fù)荷的優(yōu)先供電保障。2.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)2.2.1 磷酸鐵鋰電池配置容量300kWh。2.2.2 電池管理系統(tǒng)（BMS）BMS是用于監(jiān)測(cè)、評(píng)估及保

5、護(hù)電池運(yùn)行狀態(tài)的電子設(shè)備集合。主要功能：1）監(jiān)測(cè)并傳遞鋰離子電池、電池組及電池系統(tǒng)單元的運(yùn)行狀態(tài)信息,如電池電壓、電流、溫度以及保護(hù)量等；2)評(píng)估計(jì)算電池的荷電狀態(tài)SOC、壽命健康狀態(tài)SOH及電池累計(jì)處理能量等；3）保護(hù)電池安全等。電池智能管理系統(tǒng)可對(duì)單體及整組電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、充放電、均衡、巡檢、溫度監(jiān)測(cè)等，采用諸如電壓均衡控制、超溫保護(hù)等智能化技術(shù)，可以管理多組電池，檢測(cè)每組中所有單體電池電壓、電池組總電流、多路環(huán)境溫度等，是一套功能強(qiáng)大、技術(shù)指標(biāo)完善的電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)（BMS）組成：電池模組監(jiān)測(cè)裝置（BMU）、電池簇管理單元（BCMS）、直流監(jiān)控單元(DMU）、電池堆管理單元B

6、AMS及顯示、監(jiān)控上位機(jī)等組成。表 電池管理系統(tǒng)主要參數(shù)表25130 622A 截39865 9BB9 鮹/38441 9629 阩36739 8F83 較：序號(hào)項(xiàng)目名稱 技術(shù)參數(shù)及指標(biāo) 1 工作電源 1832V2 單體電壓采集范圍 05V3 單體電壓采集誤差 3mV4 電流采集范圍 300A5 電流采集誤差 1%29233 7231 愛(ài)A36293 8DC5 跅34869 8835 蠵40842 9F8A 齪6 溫度采集誤差 17 電壓采集周期 5ms8 電流采集周期 1ms9 溫度采集周期 5ms10 均衡電流 1.2A11 SOC 估算值 538887 97E7 韌37994 946A

7、鑪32721 7FD1 翑38163 9513 鋟25746 6492 撒29595 739B 瑪12保護(hù) 過(guò)充、過(guò)放、超溫、等保護(hù)，且保護(hù)定值可整定13 與 PCS 通信方式 CAN14 與后臺(tái)監(jiān)控通信方式 Ethernet15 事件記錄存儲(chǔ) 10000 條16 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 10 天2.2.3 儲(chǔ)能變流器（PCS）本系統(tǒng)配置1臺(tái) 100KW 儲(chǔ)能變流器。1）產(chǎn)品特性 au21196 52CC 勌29149 71DD 燝26916 6924 欏22174 569E 嚞33698 83A2 莢C 先進(jìn)的無(wú)通訊線電壓源并聯(lián)技術(shù)，支持多機(jī)無(wú)限制并聯(lián)(數(shù)量、機(jī)型）； 支持多源并機(jī)，可與油機(jī)直接組網(wǎng)；

8、 先進(jìn)的下垂控制方法，電壓源并聯(lián)功率均分度可達(dá) 99%； 支持低溫、無(wú)蓄電自主黑啟動(dòng)； 支持三相 100不平衡帶載運(yùn)行； 支持并、離網(wǎng)運(yùn)行模式在線無(wú)縫切換; 具有短路支撐和自恢復(fù)功能; 采用雙電源冗余供電方式，提升系統(tǒng)可靠性； 支持多類型負(fù)載單獨(dú)或混合接入（阻性負(fù)載、感性負(fù)載、容性負(fù)載）； 具備完善的故障以及操作日志記錄功能，可記錄故障時(shí)高分辨率的電壓、 電流波形； 優(yōu)化的硬件及軟件設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換效率可高達(dá) 98.7%。直流側(cè)可接入光伏組件，同樣支持多機(jī)電壓源并聯(lián)，可作為離網(wǎng)光伏電站低溫、無(wú)蓄電情況下的黑啟動(dòng)電源.2）技術(shù)參數(shù)表表 儲(chǔ)能變流器主要技術(shù)參數(shù)表型號(hào)100KW交流側(cè)參數(shù)交流接入方式 三相

9、三線（無(wú)變壓器) 33614 834E 荎25299 62D3 拓39503 9A4F 驏S=額定功率 100kW最大容量 110kVA額定電網(wǎng)電壓 400V電壓運(yùn)行范圍 400+10（可設(shè)定）最大運(yùn)行電流 158A輸出過(guò)載能力 1。1額定電網(wǎng)頻率 50HZ頻率范圍 4751.5 (可設(shè)定)總電流波形畸變率（THD） 3% （額定功率）30042 755A 畚w22005 55F5 嗵40673 9EE1 黡eu20219 4EFB 任功率因數(shù) 0。9（超前）0.9（滯后）直流側(cè)(電池）參數(shù)額定功率 100kW最大穩(wěn)定運(yùn)行功率 110kW直流電壓范圍 580V-850V最大長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行電流 185

10、A穩(wěn)壓精度 1%穩(wěn)流精度 2保護(hù)低電壓穿越 有39949 9C0D 鰍26470 6766 杦(yZ32359 7E67 繧6防孤島保護(hù) 有（支持計(jì)劃性孤島）交流過(guò)流保護(hù) 有交流過(guò)壓保護(hù) 有交流欠壓保護(hù) 有交流過(guò)頻保護(hù) 有交流欠頻保護(hù) 有相序錯(cuò)誤保護(hù) 有過(guò)載保護(hù) 有直流過(guò)流保護(hù) 有28702 701E 瀞22898 5972 奲YM140311 9D77 鵷直流過(guò)壓保護(hù) 有直流欠壓壓保護(hù) 有直流極性反接保護(hù) 有內(nèi)部短路保護(hù) 有過(guò)溫保護(hù) 有絕緣保護(hù) 有開(kāi)關(guān)狀態(tài)異常保護(hù) 有降額保護(hù) 有功率模塊(IGBT）保護(hù) 有340227 9D23 鴣26639 680F 欄$24853 6115 愕系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)

11、換效率 0。987尺寸（寬*高深） 1000mm*2200mm*800mm重量 1260kg允許最高海拔 5000 米（3000 米需降額使用）防護(hù)等級(jí) IP20噪聲 65dB工作環(huán)境溫度 35+45存儲(chǔ)環(huán)境溫度 40+70冷卻方式 =20665 50B9 傹23067 5A1B 娛U21643 548B 咋33167 818F 膏k風(fēng)冷允許相對(duì)濕度 095,無(wú)凝露通訊接口 以太網(wǎng)、RS485、CAN2.02.2.4 隔離變壓器產(chǎn)品型號(hào) 額定容量 110kVA輸入電壓 400V+10%（3P）輸出電壓 400V+10%（3P+N)額定頻率 50Hz2。5連接組別 Dyn11(可定制）25661

12、 643D 搽rP4H37270 9196 醖絕緣耐熱等級(jí) H 級(jí)溫升 110使用海拔 4200m效率 98。5工作溫度 -3545防護(hù)等級(jí) IP20冷卻方式 風(fēng)冷結(jié)構(gòu)尺寸（寬*深*高） 1200mm*650mm*1976mm總重量 1300kg2.3 35315 89F3 觳/34422 8676 虶36824 8FD8 還34591 871F 蜟35400 8A48 詈26023 65A7 斧35038 88DE 裞2.4 能量管理監(jiān)控系統(tǒng)2.3.1 微電網(wǎng)能量管理微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)用于保障微電網(wǎng)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。其是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括提供基本支持服務(wù)的軟件平臺(tái)，以及提供使微電網(wǎng)內(nèi)發(fā)

13、電、配電、用電設(shè)備有效運(yùn)行所需功能的一套應(yīng)用軟件，是微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)核心,擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)電源管理、負(fù)荷管理以及統(tǒng)計(jì)分析、評(píng)估等功能.微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)基本功能包括數(shù)據(jù)信息采集和處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、人機(jī)界面、設(shè)備控制等。系統(tǒng)控制功能包括微網(wǎng)運(yùn)行基礎(chǔ)控制、計(jì)劃無(wú)縫切換控制、外部故障下的無(wú)縫切換控制、離網(wǎng)功率平衡優(yōu)化控制、功率波動(dòng)平滑控制等。系統(tǒng)應(yīng)用功能包括分布式電源的運(yùn)行分析與展示、微網(wǎng)運(yùn)行效益分析、有功功率整體優(yōu)化控制、無(wú)功電壓整體優(yōu)化控制、電能質(zhì)量?jī)?yōu)化控制等。2.3.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的典型實(shí)施方案如下圖所示，由就地設(shè)備層、協(xié)調(diào)控制層和能量管理層組成.就地設(shè)備層為光伏發(fā)電儲(chǔ)能電池、可中

14、斷負(fù)荷、可控負(fù)荷等設(shè)備；協(xié)調(diào)控制層由通信控制器、串口服務(wù)器、光纖交換機(jī)、協(xié)調(diào)控制器等設(shè)備構(gòu)成；能量管理層由前置服務(wù)器、工作站、GPS、防火墻、打印機(jī)、顯示大屏等構(gòu)成。協(xié)調(diào)控制負(fù)責(zé)微網(wǎng)運(yùn)行基礎(chǔ)控制、計(jì)劃無(wú)縫切換控制、外部故障下的無(wú)縫切換控制、離網(wǎng)功率平衡優(yōu)化控制、功率波動(dòng)平滑控制等功能；能量管理負(fù)責(zé)全局能量管理目標(biāo)制定、全局優(yōu)化策略運(yùn)行和具體執(zhí)行目標(biāo)下發(fā)。數(shù)據(jù)采集通信網(wǎng)絡(luò)采用串口和以太網(wǎng)接口,通信控制器支持多種標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議及定制協(xié)議,并提供RS232、RS-485串口及100/1000M以太網(wǎng)接口，通信控制器可將特殊或非標(biāo)準(zhǔn)的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的IEC608705104或Modbus規(guī)約，以便于

15、前置服務(wù)器處理。協(xié)調(diào)管理層通信主要采用以太網(wǎng)接口，距離較遠(yuǎn)的系統(tǒng)使用光纖以太網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸.通過(guò)防火墻隔離，協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)可以接入因特網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)發(fā)和共享。微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.3.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)能量管理系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)由操作系統(tǒng)、支撐平臺(tái)、應(yīng)用功能共三個(gè)層次組成,應(yīng)用功能又分為基本應(yīng)用功能和高級(jí)管理功能兩個(gè)部分，如下圖所示。操作系統(tǒng)支持跨平臺(tái)，支撐平臺(tái)包含數(shù)據(jù)采集管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、網(wǎng)絡(luò)通信管理、圖形管理、報(bào)表管理、權(quán)限管理、報(bào)警管理、計(jì)算統(tǒng)計(jì)等模塊.基本應(yīng)用功能包括SCADA處理、監(jiān)控功能、統(tǒng)計(jì)分析功能、安全WEB數(shù)據(jù)發(fā)布等。高級(jí)管理功能包括全局能量管理目標(biāo)制定等。能量管理系統(tǒng)軟

16、件層次結(jié)構(gòu)圖協(xié)調(diào)控制器采用B/S結(jié)構(gòu),包括硬件控制器、功能控制軟件和瀏覽器用戶工作界面。協(xié)調(diào)控制器的軟件體系結(jié)構(gòu)如下圖所示.協(xié)調(diào)控制器的服務(wù)器端包括支撐軟件和功能軟件兩部分。功能軟件包括微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制和設(shè)備協(xié)調(diào)控制。微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制功能包括微網(wǎng)運(yùn)行基礎(chǔ)控制、無(wú)縫切換控制、功率平衡優(yōu)化控制、功率波動(dòng)平滑控制、有功功率整體優(yōu)化控制、無(wú)功電壓整體優(yōu)化控制、電能質(zhì)量?jī)?yōu)化控制等。設(shè)備協(xié)調(diào)控制功能包括光伏發(fā)電出力控制、可控負(fù)荷調(diào)節(jié)、可中斷負(fù)荷調(diào)節(jié)、有功無(wú)功優(yōu)化控制。協(xié)調(diào)控制器的瀏覽器端是用戶工作界面,可觀察協(xié)調(diào)控制功能軟件工作狀態(tài)、配置參數(shù)、控制工作模式等。協(xié)調(diào)控制軟件層次結(jié)構(gòu)圖2.3.4 系統(tǒng)應(yīng)用功能（1

17、）設(shè)備監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并能對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制與運(yùn)行情況分析。系統(tǒng)采集和處理各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理后送至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。例如：對(duì)儲(chǔ)能電池的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息、報(bào)警信息進(jìn)行全面的監(jiān)視，并進(jìn)行多方面的統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能的全面掌控； (2）微電網(wǎng)運(yùn)行控制1)微電網(wǎng)的基本控制功能：實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)離網(wǎng)啟動(dòng)與停止2）計(jì)劃無(wú)縫切換功能：按照計(jì)劃要求實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)從并網(wǎng)狀態(tài)無(wú)縫轉(zhuǎn)化成離網(wǎng)狀態(tài)以及從離網(wǎng)狀態(tài)無(wú)縫轉(zhuǎn)化成并網(wǎng)狀態(tài)。無(wú)縫切換過(guò)程中微電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷不會(huì)失電。39418 99FA 駺20388 4FA4 侤38525 967D 陽(yáng)!eTa31466 7AEA 竪3）離網(wǎng)功率平衡控制功

18、能：微網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，首要目標(biāo)是保證重要負(fù)荷的供電，在此基礎(chǔ)上,可有選擇地保證非重要負(fù)荷的供電。離網(wǎng)功率平衡控制策略的核心是根據(jù)微電網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)能單元的剩余儲(chǔ)能容量決定微電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電單元和負(fù)荷單元的調(diào)節(jié)方法。4）設(shè)備計(jì)劃控制：對(duì)特定需要計(jì)劃運(yùn)行的設(shè)備，可以編制計(jì)劃值或計(jì)劃運(yùn)行曲線，使得該設(shè)備按照計(jì)劃值或計(jì)劃曲線運(yùn)行。（3）運(yùn)行效益分析1）電能統(tǒng)計(jì):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分布式電源的發(fā)電數(shù)據(jù)、各類負(fù)荷的用電數(shù)據(jù)以及微電網(wǎng)與主網(wǎng)的交換功率數(shù)據(jù),為其它分析提供數(shù)據(jù)支撐。2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析:統(tǒng)計(jì)光伏年發(fā)電量、系統(tǒng)年上網(wǎng)電量、光伏歷史總發(fā)電量、系統(tǒng)累計(jì)上網(wǎng)電量、停電累計(jì)時(shí)間、離網(wǎng)運(yùn)行累計(jì)時(shí)間等數(shù)據(jù)；分析節(jié)能減排指標(biāo),如節(jié)省燃煤、節(jié)省燃油、減排氮氧化合物、