海外某工廠風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)綜合能源系統(tǒng)方案

1.2MW/2.23MWh風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)方案光儲(chǔ)充綜合能源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說明書II1項(xiàng)目概況 11.1項(xiàng)目背景 11.2項(xiàng)目需求 12術(shù)語(yǔ)和縮略語(yǔ) 23系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 23.1系統(tǒng)整體配置 23.2系統(tǒng)拓?fù)?33.3光伏系統(tǒng)方案 43.3.1太陽(yáng)能資源分析 43.3.2光伏組件的選擇 43.3.3逆變器的選擇 53.3.4光伏陣列布置方案 63.3.5分布式光伏系統(tǒng)效率 63.3.6發(fā)電量核算 63.4風(fēng)電系統(tǒng)方案 73.4.1風(fēng)資源分析 73.4.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型 73.4.3系統(tǒng)特點(diǎn) 73.4.4發(fā)電量核算 83.5儲(chǔ)能系統(tǒng)方案 83.5.1儲(chǔ)能系統(tǒng)配置 83.6EMS管理系統(tǒng) 143.6.1控制策略及系統(tǒng)架構(gòu) 143.6.2系統(tǒng)功能介紹 164項(xiàng)目工程量配置清單 17光儲(chǔ)充綜合能源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說明書本方案旨在實(shí)現(xiàn)吉布提某工廠24h不間斷供電，降低用戶用電成本，提高工廠供電可靠性，在電網(wǎng)斷電時(shí)作為后備電源，保證重要負(fù)荷的持續(xù)供電。該工廠負(fù)荷約250~400kW,日平均負(fù)荷300kW,重要負(fù)荷最大功率約250kW（平均值約200kW）。由于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)主要依賴光伏、風(fēng)力發(fā)電，火力發(fā)電、水電裝機(jī)規(guī)模較少，電網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，電網(wǎng)只能在每天10-16點(diǎn)提供電力供應(yīng)且不穩(wěn)定。根據(jù)項(xiàng)目所在地可再生能源資源分布情況，當(dāng)?shù)啬昃刃照諘r(shí)長(zhǎng)達(dá)6.38h/天，年平均風(fēng)速約6.5m/s，風(fēng)光照資源特別豐富，同時(shí)屬于風(fēng)資源、光資源豐富區(qū)。介于當(dāng)?shù)刎S富的風(fēng)光資源，且當(dāng)?shù)仉妰r(jià)較貴（約30美分/kWh，人民幣2.15元/kWh）擬建設(shè)以風(fēng)力/光伏發(fā)電系統(tǒng)為主、電網(wǎng)供電為輔，配套儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)供電系統(tǒng)，經(jīng)計(jì)算用戶年用電量約262.8萬(wàn)kWh,考慮到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)在每天10至16點(diǎn)可以提供電力供應(yīng)，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)各按照滿足用戶40%用電需求進(jìn)行配置，且功率不超過500kW（智能并網(wǎng)柜單支路功率閾值），根據(jù)風(fēng)機(jī)、光伏系統(tǒng)常見規(guī)格和配置特點(diǎn)，系統(tǒng)配置如下：表1項(xiàng)目總體配置分系統(tǒng)名稱配套需求備注風(fēng)電系統(tǒng)裝機(jī)規(guī)模：500kW（日平均輸出功率約130kW）1臺(tái)額定功率500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,單臺(tái)額定電壓400VAC，切入風(fēng)速3m/s，額定風(fēng)速13m/s，切出風(fēng)速20m/s。光伏系統(tǒng)裝機(jī)規(guī)模：604.8kWp（實(shí)際最大出力約500kW）光伏組件：裝機(jī)容量604.8kWp，選用560Wp單晶硅高效光伏組件1080逆變器：額定功率110kW,額定電壓400VAC，共5臺(tái)。儲(chǔ)能系統(tǒng)1200kW/2236kWh（電池系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、EMS、輔控系統(tǒng)、智能并網(wǎng)柜和隔離變壓器集成在1臺(tái)20尺集裝箱內(nèi)）表2用戶電力供應(yīng)分布分系統(tǒng)名稱用電量或發(fā)電量（萬(wàn)kWh）備注負(fù)荷總負(fù)荷262.8重要負(fù)荷當(dāng)風(fēng)光出力不足，儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC低于50%時(shí)，只保證重要負(fù)荷用電。共17頁(yè)第2頁(yè)500kW風(fēng)電系統(tǒng)43.6%總負(fù)荷用電604.8kWp光伏系統(tǒng)108.2（25年平均值）41.2%總負(fù)荷用電提供剩余電量15.8%總負(fù)荷用電2術(shù)語(yǔ)和縮略語(yǔ)術(shù)語(yǔ)和縮略語(yǔ)見表2。表3術(shù)語(yǔ)和縮略語(yǔ)序號(hào)術(shù)語(yǔ)/縮略語(yǔ)描述1EMSEnergyManagementSystem/能量管理系統(tǒng)2PCS儲(chǔ)能變流器3PV光伏逆變器4BMS電池管理系統(tǒng)5BMU從控，電池模塊管理單元6BCMU主控，電池簇管理單元7BAMS總控，電池堆管理單元8SOC剩余電量9SOH電池健康狀態(tài)ETH以太網(wǎng)通訊模塊ModbusModicon（現(xiàn)為施耐德公司一個(gè)品牌）制定的一套工業(yè)通信協(xié)議為解決電網(wǎng)斷電時(shí)工廠的電力供應(yīng)問題，根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)光資源條件和對(duì)用電需求以及負(fù)荷類型分析，項(xiàng)目總體規(guī)劃設(shè)計(jì)如下：1、在工廠屋頂或周邊合適區(qū)域建設(shè)裝機(jī)容量為604.8kWp的分布式光伏系統(tǒng)，光伏系統(tǒng)采用380V并網(wǎng)，接入儲(chǔ)能并網(wǎng)柜光伏支路，系統(tǒng)包含560Wp單晶硅雙玻組件1080片，110kW組串式光伏逆變器5臺(tái)，每18個(gè)組件1串共60串，每12串組件接入1臺(tái)組串式光伏逆變器；2、安裝500kW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)1套，包含1套500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變流器和控制系統(tǒng)，系統(tǒng)采用380V并網(wǎng)，接入儲(chǔ)能并網(wǎng)柜風(fēng)電支路；光儲(chǔ)充綜合能源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說明書共17頁(yè)第3頁(yè)3、配套1200kW/2236kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)1套，儲(chǔ)能系統(tǒng)包含6臺(tái)200kW組串式儲(chǔ)能變流器，單臺(tái)接入1個(gè)372.736kWh液冷電池簇，配套EMS系統(tǒng)；4、將工廠重要負(fù)荷如主要產(chǎn)線設(shè)備、通訊設(shè)施、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、重要區(qū)域安防監(jiān)控設(shè)施和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)歸類為重要負(fù)荷當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)剩余SOC低于限定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切除非重要負(fù)荷只保證重要負(fù)荷的供電。系統(tǒng)特點(diǎn)：光伏系統(tǒng)、風(fēng)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)系統(tǒng)相互結(jié)合，節(jié)約復(fù)合投資成本，減少用戶用電成本，提高系統(tǒng)供電穩(wěn)定性；多站融合實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)互動(dòng)，支持并網(wǎng)運(yùn)行，孤島運(yùn)行，離/并網(wǎng)運(yùn)行切換。實(shí)現(xiàn)局部微網(wǎng)的削峰填谷，本地用電負(fù)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化，解決部分電網(wǎng)增容、擴(kuò)容的困難，緩解區(qū)域電網(wǎng)供電壓力。可模塊化部署、靈活配置、資源利用率高，支持/風(fēng)電等多種綠色能源擴(kuò)充接入，低碳化運(yùn)營(yíng)。配套能量管理系統(tǒng)EMS進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度、控制、管理，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，降低運(yùn)維成本。圖1風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)鋱D其中：共17頁(yè)第4頁(yè)（1）光伏裝機(jī)容量604.8kWp，配置560Wp雙玻單晶硅組件1080片，配置110kW組串式逆變器5臺(tái)；（2）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)規(guī)模500kW，配置500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1臺(tái)、控制系統(tǒng)1套、塔筒1套（含基座）和葉片系統(tǒng)1套（含3片葉片）;（3）儲(chǔ)能系統(tǒng)采用280Ah磷酸鐵鋰電池包含2236kWh儲(chǔ)能電池系統(tǒng)1套、1200kW儲(chǔ)能變流器1套、1250kVA隔離變1臺(tái)、智能并網(wǎng)柜1臺(tái)、EMS系統(tǒng)1套和20尺儲(chǔ)能艙1臺(tái)（含配電、溫控、消防和輔控系統(tǒng)）;（4）系統(tǒng)各接口通訊：EMS：與各設(shè)備通過RS485/以太網(wǎng)通訊，經(jīng)過通訊管理機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)；光伏逆變器：與EMS采用RS485/以太網(wǎng)；風(fēng)電變流器：與EMS采用RS485/以太網(wǎng)；PCS：與EMS采用RS485/以太網(wǎng)，與BMS采用CAN/RS485；電池：與PCS采用RS485/CAN，與EMS采用RS485/以太網(wǎng)。本工程擬在地面建設(shè)604.8kWp分布式光伏系統(tǒng)，安裝高效單晶硅雙玻560Wp的光伏組件1080片，傾角按根據(jù)項(xiàng)目所在地最佳傾角安裝，安裝容量604.8kWp，配置5臺(tái)110kW組串式光伏逆變器。光伏系統(tǒng)采用380V低壓并網(wǎng)，所發(fā)電量通過逆變器并入箱式變壓器低壓配電柜供充電樁和市場(chǎng)其他負(fù)荷使用，剩余發(fā)電量在充電低谷進(jìn)行余電儲(chǔ)能，系統(tǒng)充放電控制由能量管理系統(tǒng)EMS進(jìn)行控制調(diào)配。3.3.1太陽(yáng)能資源分析經(jīng)查詢吉布提當(dāng)?shù)氐刃照諘r(shí)長(zhǎng)達(dá)6.38h/天，光照資源及其豐富。3.3.2光伏組件的選擇各類型光伏組件性能比較如下。表4光伏組件性能比較種類電池類型商用效率實(shí)驗(yàn)室效率使用壽命特點(diǎn)晶體硅電池單晶硅16～22%24.7%25年效率高，技術(shù)成熟多晶硅14～17%20.3%25年效率較高，技術(shù)成熟薄膜電池非晶硅6～8%20年弱光效應(yīng)較好成本相對(duì)較低碲化鎘9～11%16.5%20年弱光效應(yīng)好成本相對(duì)較低銅銦鎵硒9～11%19.5%20年弱光效應(yīng)好成本相對(duì)較低根據(jù)目前市場(chǎng)行情，單晶硅電池組件單價(jià)比多晶硅電池組件單價(jià)略高，但是單晶硅電池組件效率更高，單片功率更大，在光伏場(chǎng)區(qū)較為有限的區(qū)域單晶硅組件優(yōu)勢(shì)明顯。選用大功率組件可以減少一定容量?jī)?nèi)的組件數(shù)量，從而達(dá)到減少組件間連接點(diǎn)、故障幾率、接觸電阻、線纜用量、整體損耗、維護(hù)檢修工作量等目的，綜合考慮項(xiàng)目建設(shè)方案、組件單體功率大小、本工程場(chǎng)地的實(shí)用性及實(shí)際商業(yè)應(yīng)用的性能穩(wěn)定可靠性，本期工程擬選用單體功率為560Wp高效雙玻單晶硅組件，組件主要參數(shù)見下表：3.3.3逆變器的選擇光伏逆變器是將光伏組串輸出的直流能量轉(zhuǎn)換成交流能量饋入電網(wǎng)的裝置，適用于各種光伏發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是由光伏組串、光伏并網(wǎng)逆變器、變壓器及配電系統(tǒng)組成，如下圖所示。本項(xiàng)目選用的110kW三相組串式逆變器智能化程度高，主電路采用行業(yè)先進(jìn)IGBT智能功率模塊，有效地降低了開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗，提高系統(tǒng)的效率；同時(shí)，結(jié)合運(yùn)用SVPWM調(diào)制逆變技術(shù)，可靠性高，保護(hù)功能齊全，并具有電網(wǎng)側(cè)高功率因數(shù)正弦波電流、無(wú)諧波污染供電等技術(shù)特點(diǎn)。從系統(tǒng)性能和器件結(jié)構(gòu)布局，符合電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；逆變器采用創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支持IP65防護(hù)等級(jí)，適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境；10路MPPT，共17頁(yè)第6頁(yè)最大支持20路輸入，容配比靈活；集成智能I-V曲線掃描、故障錄波功能、遠(yuǎn)程在線升級(jí)功能，便于系統(tǒng)升級(jí)與維護(hù)。技術(shù)參數(shù)表：本工程擬采用容量為110kW組串式逆變器，MPPT數(shù)量為9，最大輸入路數(shù)18，MPPT電壓范圍200-1000V，最大輸入電壓1100V，額定輸出功率110kW，額定輸出電壓380V，額定輸出電流167A，最大輸出電流184A。防護(hù)等級(jí)IP66。以下為逆變器電路框圖：圖2110kW光伏逆變器主電路框圖3.3.4光伏陣列布置方案光伏組件串聯(lián)數(shù)量計(jì)算，利用GB50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》章節(jié)6.4.2中組串計(jì)算公式，經(jīng)初步計(jì)算，串聯(lián)光伏組件數(shù)量N的取值范圍為：5≤N≤21，綜合考慮場(chǎng)地條件及逆變器參數(shù)，本站N取20。本項(xiàng)目總裝機(jī)容量為604.8kWp，采用560Wp的單晶硅電池組件，總共布置約1080片光伏組件，組串?dāng)?shù)量共60串，每12串接入1臺(tái)110kW組串式光伏逆變器中，全部采用110kW的逆變器，共5臺(tái)逆變器。3.3.5分布式光伏系統(tǒng)效率1、光伏系統(tǒng)綜合效率系數(shù)包括：2、光伏發(fā)電系統(tǒng)可利用率，考慮組件的不一致性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取97%;3、逆變器效率，本方案中逆變器超配較高，效率取值為97%；4、集電線纜損耗約4%（直流3%，交流1%），即集電線纜效率約為96%；5、光伏組件表面污染（包含灰塵、雨水、樹葉等）修正系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取95%；6、光伏組件轉(zhuǎn)換效率修正系數(shù)綜合考慮所選用組件的溫度系數(shù)、組件失配損失等因素，此處選取光伏組件轉(zhuǎn)換效率修正系數(shù)96.5%等。光伏系統(tǒng)綜合效率為：光伏=97%x97%x96%x95%x96.5%~82%3.3.6發(fā)電量核算根據(jù)場(chǎng)站所在地的太陽(yáng)能資源情況，并考慮光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光伏組件布置（暫按平鋪屋頂計(jì)算）、組件衰減系數(shù)（首年衰減1.5%，2~25年衰減0.4%）和環(huán)境條件等各種因素，604.8kWp光伏系統(tǒng)首年發(fā)電量光儲(chǔ)充綜合能源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說明書共17頁(yè)第7頁(yè)約113.8萬(wàn)kWh，在25年運(yùn)行期內(nèi)，計(jì)算年均發(fā)電量為108.2萬(wàn)kWh。表5發(fā)電量統(tǒng)計(jì)表首年發(fā)電量25年平均發(fā)電量25年累計(jì)發(fā)電量2705.325年日均發(fā)電量296425年日均發(fā)電功率kW根據(jù)查詢當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源數(shù)據(jù)，如下圖所示，吉布提當(dāng)?shù)仫L(fēng)資源豐富，平均風(fēng)速達(dá)6.5m/s。圖3非洲主要國(guó)家風(fēng)資源情況圖3.4.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型按照風(fēng)力發(fā)電機(jī)組滿足用戶40%用電量需求，當(dāng)?shù)啬昃L(fēng)速6.5m/s的風(fēng)資源條件和最大功率不超過500kW的要求，項(xiàng)目擬選用500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，均風(fēng)速6.5m/s條件下，年發(fā)電量114.5萬(wàn)kWh，可提供用戶側(cè)43.6%的電力供應(yīng)。3.4.3系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)：光儲(chǔ)充綜合能源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說明書（1）采用低速永磁發(fā)電機(jī)，直驅(qū)無(wú)齒輪箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)（2）主動(dòng)變槳控制技術(shù)，大風(fēng)時(shí)確保輸出功率穩(wěn)定性（3）機(jī)械剎車、電磁剎車和主動(dòng)偏航等多級(jí)安全保護(hù)（4）全功率逆變器使用工頻隔離技術(shù)，具有多國(guó)并網(wǎng)認(rèn)證（5）具有完善功能的SCADA遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（6）適合小型風(fēng)電場(chǎng)、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)系統(tǒng)等應(yīng)用（7）高效的發(fā)電效率，低噪音風(fēng)力發(fā)電機(jī)。3.4.4發(fā)電量核算500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量曲線和發(fā)電量表如下所示：圖4500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量曲線圖表6500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)速與發(fā)電量對(duì)照表年平均風(fēng)速（m/s）4.04.55.05.56.06.57.07.58.0302441602778963對(duì)照上表可知，項(xiàng)目所在地年平均風(fēng)速6.5m/s，500kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年發(fā)電量約1145MWh，日發(fā)電量約3140kWh,平均輸出功率約131kW。3.5.1儲(chǔ)能系統(tǒng)配置3.5.1.1儲(chǔ)能系統(tǒng)整體配置光儲(chǔ)充綜合能源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說明書共17頁(yè)第9頁(yè)圖51.2MW/2.236MWh集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)布局圖儲(chǔ)能系統(tǒng)由1個(gè)1.2MW/2.23MWh儲(chǔ)能單元組成，布局如上圖所示，整體配置情況如下：電池類型選用280Ah/3.2V磷酸鐵鋰電芯；6臺(tái)200kW組串式儲(chǔ)能變流器PCS、1臺(tái)1250kVA降壓隔離變壓器、1臺(tái)并網(wǎng)網(wǎng)柜（斷路器+隔離開關(guān)）、1臺(tái)綜控柜；1套2.23MWh磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)，主要包含6個(gè)372.736kWh電池簇、1臺(tái)控制柜（含BMS總控BAMS，集成在綜控柜內(nèi)）、1套電池系統(tǒng)（含BMS從控BMU、主控BCMU）、1套消防監(jiān)測(cè)及自動(dòng)滅火系統(tǒng)、1套液冷系統(tǒng)；以上設(shè)備均集成于20尺非步入預(yù)制艙內(nèi)，預(yù)制艙長(zhǎng)×寬×高尺寸為6058*2438*2896mm。3.5.1.2儲(chǔ)能電池系統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)為高安全、高循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電池，具有模塊化、易安裝維護(hù)等特點(diǎn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電芯，單體容量280Ah/3.2V，系統(tǒng)總配置容量為1.2MW/2.23MWh（標(biāo)稱容量通過GB/T36276-2018《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》型式試驗(yàn)及、IEC62619標(biāo)準(zhǔn)、UL9540A標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。儲(chǔ)能單元中電池預(yù)制艙主要設(shè)備包括：磷酸鐵鋰電池：采用3.2V/280Ah磷酸鐵鋰電池串并聯(lián)組成的電池簇；BMS：電池管理系統(tǒng)（BMS）是電池與用戶之間的紐帶，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的管理、控制與保護(hù)，提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電?？筛鶕?jù)指令完成對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電控制、電池SOC信息監(jiān)測(cè)等功能；電池架：電池架內(nèi)安裝電池組（及相關(guān)控制器件）；電池系統(tǒng)配置清單如下表。表72.23MWh儲(chǔ)能電池系統(tǒng)設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱參數(shù)及規(guī)格數(shù)量單位1電池系統(tǒng)2.236MWh1套成組形式1P416S，額定電壓1331.2V，標(biāo)稱能量372.736kWh6套電池模塊46.592kWh，含BMS從控BMU8套高壓箱配置總斷路器，正負(fù)極配置接觸器，熔斷器、高精度分流器，含主控BCMU1套1套串聯(lián)銅排、線束滿足電池簇應(yīng)用1套2匯流控制柜含電池艙配電（帶計(jì)量），配置UPS含BMS總控BAMS1臺(tái)3溫控系統(tǒng)制冷量滿足要求1套4消防系統(tǒng)PACK級(jí)全氟己酮+水消防1套56套3.5.1.3儲(chǔ)能電池方案儲(chǔ)能系統(tǒng)總配置容量為2.23MWh，采用電化學(xué)儲(chǔ)能廣泛應(yīng)用的280Ah/3.2V磷酸鐵鋰電芯，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣連接和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)高效率、長(zhǎng)壽命、高可靠性充放電運(yùn)行，滿足大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用。系統(tǒng)包含1個(gè)儲(chǔ)能單元，單個(gè)儲(chǔ)能單元配置容量為1.2MW/2.23MWh，1套2.23MWh儲(chǔ)能電池系統(tǒng)組成，系統(tǒng)成組方案如下。表8電池系統(tǒng)成組方案表項(xiàng)目最小電壓（V）最大電壓（V）額定電壓（V）成組方式2.83.6電池單體采用成熟的由全自動(dòng)生產(chǎn)線生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)的280Ah磷酸鐵鋰(LFP)方形鋁殼電芯。此電芯能量密度高、循環(huán)壽命高、安全性高。電芯示意圖表9電芯技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目規(guī)格參數(shù)備注1電芯類型磷酸鐵鋰電芯2電芯型號(hào)280Ah3重量5.43±0.20kg包藍(lán)膜后4出廠內(nèi)阻（1kHz）0.18±0.05mΩ27%SOC，以產(chǎn)線在線測(cè)試數(shù)據(jù)為準(zhǔn)5額定(標(biāo)稱)容量280Ah(25±2)℃,標(biāo)準(zhǔn)充放電6標(biāo)稱電壓3.2V(25±2)℃,標(biāo)準(zhǔn)充放電7額定能量896Wh(25±2)℃,標(biāo)準(zhǔn)充放電8工作電壓2.5-3.65V/2.0-3.65V溫度T＞0℃/溫度T≤0℃9能量密度≥160Wh/kg(25±2)℃,標(biāo)準(zhǔn)充放電最大持續(xù)充電功率0.5P25±2℃最大持續(xù)放電功率0.5P25±2℃放電溫度范圍-30~60℃充電溫度范圍0~60℃2、電池箱電池PACK由3.2V/280Ah單體電芯通過1P52S組合構(gòu)成，額定規(guī)格為166.4V/280Ah，標(biāo)稱電量46.592kWh，電池PACK內(nèi)置電池從控單元BMU，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池PACK的溫度、電壓信號(hào)采集。電池PACK正負(fù)極有明顯標(biāo)志，配備冷卻液管路。電池PACK滿足GB/T36276-2018《電力儲(chǔ)能用鋰電池》要求。儲(chǔ)能電池PACK參數(shù)序號(hào)名稱規(guī)格參數(shù)備注1單體電池參數(shù)額定容量280Ah/3.2V磷酸鐵鋰電芯2模塊組合方式1P52S額定容量280Ah額定能量46.592kWh額定電壓166.4V額定充放電倍率0.5C序號(hào)名稱規(guī)格參數(shù)備注運(yùn)行電壓范圍145.6V~187.2V單體運(yùn)行電壓2.8~3.6V絕緣耐壓DC4400V尺寸約1161.5*806*241L*W*H(mm)重量約350kg3、電池簇電池簇由8個(gè)電池PACK及1個(gè)高壓箱核心零部件構(gòu)成。PACK與PACK之間通過快插連接器連接，由于液冷PACK的IP等級(jí)為IP67,消防采用消防到包的方案，每?jī)蓚€(gè)電池包由一個(gè)電磁閥控制?？紤]到后續(xù)電池PACK維護(hù)便利性及經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)出水口可選配單向截止閥，實(shí)現(xiàn)維護(hù)便利性。電池簇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：(1)電池架及金屬結(jié)構(gòu)件均具有足夠鋼性及承載能力，能滿足電氣元件的安裝要求及操作和短路時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和電動(dòng)力，同時(shí)不因成套設(shè)備的吊裝、運(yùn)輸?shù)惹闆r損壞或影響所安裝元件的性能。(2)每臺(tái)電池簇內(nèi)的電池組之間為串聯(lián)關(guān)系，使用動(dòng)力電纜串聯(lián)連接。(3)所連接的高壓箱內(nèi)配置雙極斷路器、總正接觸器、總負(fù)接觸器、預(yù)充回路接觸器、熔斷器，所有接觸器接受電池管理系統(tǒng)控制。(4)為保證安全，每個(gè)電池柜體均設(shè)置了接地點(diǎn)。儲(chǔ)能電池簇參數(shù)項(xiàng)點(diǎn)參數(shù)備注電芯類型磷酸鐵鋰電池電芯規(guī)格280Ah/3.2V系統(tǒng)容量280Ah額定電壓DC1331.2V工作電壓DC1164.8V~DC1497.6V單體運(yùn)行電壓2.8~3.6V標(biāo)稱電量372.736kWh額定放電倍率0.5C循環(huán)壽命≥6000次0.5C額定倍率/@25℃90%DOD、EOL80%能量效率≥92%電能量/充電Ah）工作溫度充電0~50℃、放電-20~50℃項(xiàng)點(diǎn)參數(shù)備注冷卻方式液冷電池柜重量約3200kg4、高壓箱高壓箱內(nèi)配置電池管理系統(tǒng)次級(jí)主控、總正接觸器、總負(fù)接觸器、熔斷器及斷路器等元器件。次級(jí)主控是可根據(jù)策略或者上級(jí)指令控制整個(gè)電池簇的控制器件，次級(jí)主控能夠匯集安裝在各個(gè)電池模塊內(nèi)采集單元采集到數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)整理分析后上傳至頂級(jí)主控。電池箱串聯(lián)后接入高壓箱，高壓箱作為電池簇動(dòng)力回路的輸入輸出接口。3.5.1.4儲(chǔ)能變流器單套1200kW/2236kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，配置1套1200kW儲(chǔ)能變流系統(tǒng)，變流系統(tǒng)由6臺(tái)200kW組串式變流器組成和1臺(tái)1250kVA降壓隔離變組成。單臺(tái)組串式PCS額定功率200kW，通過權(quán)威第三方試驗(yàn)認(rèn)證，具備高、低壓穿越能力和防孤島保護(hù)功能，具備一次/二次調(diào)頻功能、虛擬同步發(fā)電機(jī)、AGC/AVC等功能，PCS輸出電能質(zhì)量是滿足GB/T14549-1993標(biāo)準(zhǔn)要求，PCS最大轉(zhuǎn)換效率≥99%。200kW儲(chǔ)能變流器PCS主要參數(shù)條件序號(hào)名稱參數(shù)備注1直流側(cè)參數(shù)最大直流功率（kW）224直流母線最高電壓（V）直流側(cè)最大電流（A）224直流電壓工作范圍（V）2交流側(cè)參數(shù)額定功率（kW）200最大輸出功率（kW）220最大交流側(cè)電流（A）額定電壓（V）690電網(wǎng)電壓范圍-15%~+10%（可設(shè)置）額定電網(wǎng)頻率（Hz）50/60功率因數(shù)THD(額定功率)＜1.5%3系統(tǒng)特性最大效率99%隔離方式非隔離型（無(wú)隔離變壓器）防護(hù)等級(jí)IP66冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷通訊接口RS485/CAN/Ethernet工作溫度-40~+60℃序號(hào)名稱參數(shù)備注工作濕度0~100%（無(wú)凝露）最大運(yùn)行海拔5000米（超過3000米降容使用）（3）PCS運(yùn)行模式儲(chǔ)能變流器按運(yùn)行模式可分為并網(wǎng)運(yùn)行模式、離網(wǎng)運(yùn)行模式、并離網(wǎng)運(yùn)行模式。并網(wǎng)運(yùn)行模式儲(chǔ)能變流器同步并入交流公共電網(wǎng)，以電流源特性運(yùn)行，把電網(wǎng)電能存入電池組或?qū)㈦姵亟M能量回饋到電網(wǎng)的運(yùn)行模式。離網(wǎng)運(yùn)行模式儲(chǔ)能變流器以電壓源特性運(yùn)行，為儲(chǔ)能系統(tǒng)交流側(cè)所連接的電網(wǎng)提供電源的運(yùn)行模式。并離網(wǎng)運(yùn)行模式儲(chǔ)能變流器具備孤島檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行模式、離網(wǎng)運(yùn)行模式互相之間的自動(dòng)切換。儲(chǔ)能變流器接收EMS系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)度指令，主要完成有功功率控制、無(wú)功功率調(diào)節(jié)、并離網(wǎng)切換、黑啟動(dòng)等功能。3.6.1控制策略及系統(tǒng)架構(gòu)風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)監(jiān)控和能量管理系統(tǒng)（EMS）是整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量調(diào)度和管理中心，負(fù)責(zé)收集和管理全部電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能變流器數(shù)據(jù)、光伏/風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)和負(fù)荷等電氣設(shè)備數(shù)據(jù)，向各個(gè)部分發(fā)出控制指令，控制整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行，合理安排各部分設(shè)備的工作，系統(tǒng)既可以按照預(yù)設(shè)的充放電時(shí)間、功率和運(yùn)行模式自動(dòng)運(yùn)行，也可以接受操作員的即時(shí)指令運(yùn)行。以幫助充電站合理計(jì)劃和利用能源，降低單位產(chǎn)品能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，確保電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。EMS能量管理系統(tǒng)主要對(duì)充電站內(nèi)部光、電等公共資源進(jìn)行管理。系統(tǒng)的核心控制策略如下：3.6.1.1非計(jì)劃運(yùn)行1、并網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)為電壓源，光伏、儲(chǔ)能變流器處于P/Q模式為電流源。網(wǎng)內(nèi)電能平衡狀況儲(chǔ)能情況能量管理策略光伏+風(fēng)電系統(tǒng)輸出功率≥負(fù)荷需求SOC≤95%光伏+風(fēng)電系統(tǒng)給微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷供電，剩余電能給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。EMS監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)功率和控制光伏逆變器出力，確保并網(wǎng)點(diǎn)輸出功率≤0（防止逆功率）。網(wǎng)內(nèi)電能平衡狀況儲(chǔ)能情況能量管理策略SOC＞95%光伏+風(fēng)電系統(tǒng)給微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷供電，PCS待機(jī)。EMS監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)功率和控制風(fēng)電變流器和光伏逆變器出力，確保并網(wǎng)點(diǎn)輸出功率≤0（防止逆功率）。光伏+風(fēng)電系統(tǒng)輸出功率＜負(fù)荷需求SOC≤95%光伏系統(tǒng)給微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載供電，電網(wǎng)補(bǔ)充剩余電能缺口同時(shí)給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。EMS監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)功率和控制光伏逆變器出力，確保并網(wǎng)點(diǎn)輸出功率≥-500kW(即電網(wǎng)流入微電網(wǎng)功率≤500kW)。SOC＞95%光伏系統(tǒng)給微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)載供電，電網(wǎng)補(bǔ)充剩余電能缺2、離網(wǎng)運(yùn)行離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能PCS處于V/f模式，作為微電網(wǎng)系統(tǒng)電壓源，光伏逆變器處于P/Q模式為電流源。網(wǎng)內(nèi)能量平衡狀況儲(chǔ)能情況能量管理策略光伏+風(fēng)電系統(tǒng)輸出功率≥負(fù)荷需求SOC＜90%光伏+風(fēng)電系統(tǒng)給負(fù)荷供電，同時(shí)給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。100%＞SOC≥90%EMS下發(fā)限指令給光伏逆變器、風(fēng)電變流器，使光伏+風(fēng)電系統(tǒng)功率跟隨負(fù)荷。SOC≥設(shè)定值C（100%）EMS下發(fā)停機(jī)指令給風(fēng)電變流器、光伏逆變器，由儲(chǔ)能系統(tǒng)給負(fù)荷供電。光伏+風(fēng)電系統(tǒng)輸出功率＜負(fù)荷需求SOC≥50%光伏+風(fēng)電系統(tǒng)給負(fù)荷供電，儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)充剩余缺口50%＞SOC≥（5%）光伏+風(fēng)電系統(tǒng)給負(fù)荷供電，儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)充剩余缺口，EMS下發(fā)非重要負(fù)荷斷路器開路指令。SOC＜5%PCS停機(jī)3、并離網(wǎng)切換（1）并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)當(dāng)微電網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，若電網(wǎng)停電（以并網(wǎng)點(diǎn)對(duì)側(cè)電壓＜設(shè)定值為判斷依據(jù)此時(shí)PCS控制晶閘管或STS斷開，系統(tǒng)從并網(wǎng)轉(zhuǎn)為離網(wǎng)模式，PCS由P/Q改為V/f模式。（2）離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)當(dāng)微電網(wǎng)系統(tǒng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，若電網(wǎng)恢復(fù)供電（以并網(wǎng)點(diǎn)對(duì)側(cè)電壓≥設(shè)定值為判斷依據(jù)），此時(shí)微電網(wǎng)中央控制器下發(fā)并網(wǎng)指令給PCS，由PCS控制晶閘管閉合，系統(tǒng)從離網(wǎng)轉(zhuǎn)為并網(wǎng)模式，PCS由V/f改為P/Q模式。3.6.1.2計(jì)劃運(yùn)行（并網(wǎng)時(shí)間段，削峰填谷）根據(jù)當(dāng)?shù)胤謺r(shí)電價(jià)時(shí)段分布情況，進(jìn)行谷、平段充電，尖峰、峰段放電（當(dāng)?shù)厝粲蟹謺r(shí)電價(jià)政策）。3.6.2系統(tǒng)功能介紹主要功能特點(diǎn)具備各種系統(tǒng)通信功能（調(diào)度、AGC、DCS、風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)、保護(hù)測(cè)控儀表、逆變器、PCS、BMS可根據(jù)應(yīng)用需求編制運(yùn)行策略（目標(biāo)跟蹤、功率平滑、無(wú)功調(diào)節(jié)）；快速采集、快速控制，滿足系統(tǒng)快速響應(yīng)的需求；采集分析電池的狀態(tài)，合理分配功率和電量，延長(zhǎng)電池壽命，減少維護(hù)成本。主要技術(shù)功能可以通過EMS管理系統(tǒng)對(duì)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、充電樁等電量信號(hào)進(jìn)行有效管理，達(dá)到智慧能源管理。EMS能量管理系統(tǒng)是整個(gè)光儲(chǔ)充系統(tǒng)核心，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控、集中管理、統(tǒng)一能量調(diào)度、負(fù)載功率控制，防逆流監(jiān)測(cè)控制，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理及歷史服務(wù)器功能、高級(jí)控制策略功能，運(yùn)維人員監(jiān)控服務(wù)器上進(jìn)行系統(tǒng)的日常監(jiān)視、控制操作、報(bào)表瀏覽、打印以及維護(hù)、數(shù)據(jù)拷貝等操作。此外本能量管理系統(tǒng)（EMS）還可實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量分配和維護(hù)管理，保障電