儲能技術方案100Kw-215KWh

寧波XX產(chǎn)業(yè)園XX科技股份有限公司1、項目概況 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、項目概況項目名稱：寧波XX有限公司屋頂光儲項目本項目儲能系統(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PACK規(guī)格153.6V/280Ah,額定容量43.008kWh。5個PACK串聯(lián)為一個電池總可用電量為203.18KWh。電池組額定放電倍率0.5C。電池系統(tǒng)充放電設計為2充2放。充電時段為6:00~8:00、11:00~13:00;放電時段為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215kWh液冷戶外柜為1個儲能單元，由5個液冷電池Pack和1個高壓箱1個100KWPCS組成。每個液冷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便利。本項目配置隔離變匯流柜2面。215kWh液冷戶外柜技術參數(shù)詳見掃碼查看更多內(nèi)容序號項目參數(shù)1額定儲能容量2電池標稱容量3能量轉(zhuǎn)換效率4一體柜自用電計算負荷待機約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)換時間成組方式標稱電壓電壓范圍高壓箱尺寸(W×D×H)運行環(huán)境溫度-20℃~50℃運行環(huán)境濕度≤95%相對濕度，無冷凝冷卻方式液冷設計壽命表1-1215kWh液冷戶外柜技術參數(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)采用一體化集成設計，能夠有效滿足國內(nèi)工商業(yè)當前峰谷套利或者光伏配套削峰填谷的主要應用場景。一體化的方案運輸和部署成本低，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、弱電二次回路分開敷設，每個功率接線端子只接一根導線，最大程度減少各類電磁干擾；3)隔離變匯流柜內(nèi)部設計電源為液冷系統(tǒng)、BMS、消防系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)等輔助設施供電分配；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計，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正常工作；5)電池管理系統(tǒng)(BMS)采用三級架構，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，同時提供多級故障報警；6)電池采用磷酸鐵鋰電池，能量密度高，循環(huán)壽命長。PACK采用標準化模塊式設計，可靈活更換；輔助供電和信號回路采用航空插頭方式，便于維護和檢間采用高效連接工藝，實現(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)設置全氟己酮氣體滅火系統(tǒng)，設計兼容PACK級消防需求；9)柜體采用高強度結構設計，保證一體機在長途運輸及極端情況下(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)0.165一致性認證GB/T36276-2018圖2-2單體電芯示意圖電池PACK采用液冷設計，由48個280Ah電芯串聯(lián)組成，詳細規(guī)格參數(shù)詳見表2-3。序號項目參數(shù)1成組方式2標稱電壓3標稱容量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等級圖2-4電池PACK示意圖本設計方案的電池管理系統(tǒng)(BMS)采用三級架構。第一級為Pack級電池管理單元BMU,布置在每個電池Pack,負責對電池進行單體電壓、溫度采集，均衡三級為系統(tǒng)及電池管理單元BSU,負責對BCU上傳的電池信息進行匯總處理，具有顯示、參數(shù)設置、故障報警、數(shù)據(jù)記錄等功能；同時負責與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的數(shù)據(jù)，實時測量電池簇電壓，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)進行估算，并進行自動校準。能夠計算、就地實時顯示并上報循環(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)對電池進行故障診斷，可根據(jù)具體故障內(nèi)容進行相應的故障處理，具備但不限于以下的保護功能：過充保護、過放保護、短路保護、反接保護、過載保掃碼查看更多內(nèi)容護、過溫保護。如果電池的電壓、電流、溫度等超過安全保護閾值時，電池管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)就地故障隔離，上報故障信息并實時告警。4、熱管理系統(tǒng)本項目電池熱管理系統(tǒng)采用液冷系統(tǒng)，由液冷主機、輸回液管路、電池液冷板組成，同時采用多模式化精細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1P48形式pack組成，其中單體電芯(0.5P,280Ah)功耗為9.3W (假設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℃)液冷機組。根據(jù)pack仿真計算，單個pack流量要求不小于5LPM,總流量要求大于等于40LPM。液冷系統(tǒng)主要設計參數(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℃)使用地點最高海拔單電池包壓降動力電源通訊接口表4-1液冷系統(tǒng)主要設計參數(shù)表液冷主機端與電池布置空間采用完全獨立的結構布置方式，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，采用非均布流道設計，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)，進行細分溫區(qū)化控制，智能切換運行模式，在確保系統(tǒng)溫度溫差的基礎上，降低輔助功耗，提升系統(tǒng)效率。經(jīng)驗證，在設計工況下，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)。包括對防護區(qū)域內(nèi)火災的自動檢測報警和氣體滅火裝置等系統(tǒng)和設備的消防聯(lián)動。消防報警控制器與保護區(qū)主控系統(tǒng)之間采用硬接線方式。消防系統(tǒng)設備按照不同規(guī)格主要包括氣體滅火裝置、感煙火災探測器(以下簡稱煙感)、感溫火災探測器(以下簡稱溫感)、火災聲光警報器(以下簡稱警報器)等；1)火災探測系統(tǒng)火災探測系統(tǒng)由具備干接點輸出功能的煙感、溫感組成，無需配置消防主2)滅火系統(tǒng)當保護區(qū)的溫度達到爆破溫度(根據(jù)消防系統(tǒng)供應商設計方案),滅火裝置會爆破，釋放滅火劑，對柜內(nèi)進行全淹沒滅；同時反饋一個干接點信號至上位煙霧探測器滅火劑釋放滅火傳輸干接點信號至EMS傳輸干接點信號至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，隔離變匯流柜結構緊湊、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器等器件對設備和線路提供保護，本項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等級IP54,門板與外界連通的部位采用密封條防護，防止在柜體內(nèi)部預留集中接地點，與整個一體柜的非功能性導電導體可靠聯(lián)通。柜體固定方式采用螺栓固定，將一體柜底部四個固定點與預埋鋼板螺栓固定。固定點如圖7-2所示：圖7-2固定點示意圖柜體內(nèi)配置有水浸、溫濕度傳感器，對柜內(nèi)的運行環(huán)境進行實時監(jiān)控，對漏液進行及時的預警，同時能與其它子系統(tǒng)進行報警聯(lián)動，滿足運行管理對安全、巡視的要求。設備：儲能變流器、電池管理系統(tǒng)(BMS)、環(huán)境監(jiān)測設備、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)控主機完成現(xiàn)場測控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡連接、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服務器功能，實現(xiàn)大容量實時數(shù)據(jù)的高速匯集傳輸，確保主站系統(tǒng)能夠快速、準確地得到所有監(jiān)測及監(jiān)控信息，并及時反饋網(wǎng)絡檢測的系統(tǒng)異常與故障，確保快速定位與恢復。EMS功能設計：(1)運行情況實時監(jiān)控系統(tǒng)能對所有被監(jiān)控的運行參數(shù)和狀態(tài)進行實時和定時數(shù)據(jù)采集，對重要歷史數(shù)據(jù)進行處理并存入數(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、機柜溫度、運掃碼查看更多內(nèi)容行狀態(tài)、報警及故障信息等常用信息，以及日充電量、日放電量、累計充電量、累計放電量(需加電表)等。負荷的各相電壓、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)運營數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)可根據(jù)用戶要求，進行實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看，并導出報表；(3)實時調(diào)度、遠程調(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)當前時段、當前負荷、當前上網(wǎng)電價、儲能電池SOC,自動控制潮流方向，確定微網(wǎng)系統(tǒng)充放電時段。(5)故障報警系統(tǒng)提供故障及狀態(tài)事件的記錄和導出功能。(6)實時曲線、能量流動顯示系統(tǒng)提供實時曲線記錄、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)實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，統(tǒng)計數(shù)據(jù)間隔為1分鐘、15分鐘。系統(tǒng)目前采用C/S架構軟件操作和B/S架構Web發(fā)布功能；(8)Web運維(選配)遠程運維采用Web發(fā)布方式。Web運維具備實時數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計功能，支持遠程控制和遠程升級功能。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)點安裝1塊符合電網(wǎng)要求的雙向考核計量電能表，用以計量并網(wǎng)點儲能系統(tǒng)充放電電量。在一期并網(wǎng)柜進線側(cè)以及二期箱變低壓側(cè)均預留開關，作為后續(xù)儲能接入時擴展。最終接入方案以實際接入系統(tǒng)批復為準。10kV母線用戶內(nèi)部負荷380V母線并網(wǎng)點儲能電站光伏電站用戶內(nèi)部負荷圖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，