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箱式移动储能电站调试规范 箱式移动储能电站调试规范深圳市科陆电子科技股份有限公司二零一五年三月三日目录第1章 箱式移动储能电站概述31.1 储能电站产品应用前景31.2 箱式移动储能电站简介3第2章 箱式移动储能电站原理介绍32.1 系统原理拓扑图32.2 系统子单元介绍52.3 系统子单元实物图摄6第3章 箱式移动储能电站安装93.1 储能箱基础建设93.2 储能箱的运输103.3 储能箱的安装固定103.3.1 储能箱的吊装103.3.2 储能箱安装固定前检查113.4 各接线线缆的安装113.4.1 地线系统的安装113.4.2 汇流直流动力线的安装123.5 导线线缆选取13第4章 箱式移动储能电站调试操作流程134.1 操作前安全检查134.2 调试前设备状态检查144.3 开机操作流程144.3.1 储能箱操作144.3.2 PCS操作154.4 储能系统各子单元操作详解164.4.1 PCS触摸屏操作164.4.2 汇流柜触摸屏操作174.4.3 BMS自动标定174.4.4 SCADA后台监控软件184.4.5 BMU板更换184.4.6 BMU程序升级20第5章 常见故障及解决方法215.1 PCS常见故障解决215.2 BMS常见故障及解决方法22第6章 储能电站系统定期维护22第1章 箱式移动储能电站概述1.1 储能电站产品应用前景风电光伏产业的迅猛发展将推动大容量储能的发展。储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化，使大规模风电及光伏发电方便可靠地并入常规电网。储能电池的未来应该在风电和光电产业，但风、光电资源具有不稳定性，如光电资源受天气变化和昼夜交替影响很大，风力资源较好的后半夜又是用电低谷。因此，虽然近年来风、光电产业发展势头迅猛，但一直饱受“并网”二字困扰，储能技术的应用，可以帮助光伏、风力电站输出平滑和“以峰填谷”。1.2 箱式移动储能电站简介箱式移动储能电站即超大型电池组组成的可管理、可调度、可并网、可黑启的易运输智能化储能设备。系统主体由双向变流器（以下简称PCS）、电池管理系统（以下简称BMS）、大规模电池阵列构成。PCS根据EMS或BMS提供的电池状态、工作模式请求，稳定的对电池组充放；BMS对电池实时监控、自动均衡、自动巡检保护、功率数据请求，保证电池一直运行良好；黑启动系统在无电时用电池能量支撑起储能电站工作，解决用户用电困难。移动储能电站能根据用户需求灵活配置，系统可设计为风光电并网储能、离网供电储能等，可更换电池种类，改变电池容量配置300KWH、500KWH、1.2MWH等。是一套功能强大、稳定可靠、技术指标完善的储能产品。第2章 箱式移动储能电站原理介绍以500KW磷酸铁锂储能系统为例，以下将按照此系统介绍其原理及调试操作规范。2.1 系统原理拓扑图EMS：总电站能量调度系统，用于调度、监控、管理整个电站；SCADA：电池管理系统上位机，可以远程监控储能箱状态，修改某些BMS、BMU参数。图2.1 1.2MWH储能箱结构图图2.2 500KWM储能电站原理示意图图2.3 储能系统通讯拓扑图2.2 系统子单元介绍PCS：双向变流器，接受EMS或BMS请求，给电池充放电，具体操作及介绍参照调试步骤；BMS：电池管理系统，对电池组监控、管理、保护、数据上传、数据请求等，具体介绍参照BMS电源管理介绍；BMU：BMS子单元，对电池模组监控、管理、均衡，数据上报给BMS；电池组阵列：采用单体磷酸铁锂动力电池串、并联组成，500KWH电池堆组成为：3.2V（单体电池电压）*60AH（单体电池容量）*13（一个电池模组单体电池数）*15（一簇电池组电池模组数）*14（整堆电池电池簇数）500KWH；汇流柜：电池组阵列汇流处，包含电气分断、分断状态显示、绝缘保护、BMS触摸屏等；黑启动系统：电网无电时用电池能量为整个储能电站系统提供控制电源，保证储能箱继续运转；配电柜：储能箱控制电柜，包含BMS、BMU、空调、消防、照明、汇流柜、黑启动等电源控制；温控系统：储能箱内部温度平衡系统，用中央空调（默认密码“1”）控制温度范围，经电池架风道、电池模组风道，对每一块电池实现温度均匀控制；消防系统：当储能箱发生意外失火情况，箱内自动启动灭火装置，有声光报警器和消防控制器箱；照明系统：日常照明采用双联控制，储能箱前后门处均有开关，紧急照明配有应急灯。2.3 系统子单元实物图摄图2.4 箱式储能电站图2.5 储能箱电池堆 图2.6 汇流柜 图2.7 消防控制箱图2.8 储能箱配电柜图2.9 储能箱中央空调 图2.10 BMS控制器（BMSC) 图2.11 电池模组图2.12 BMU板图2.13 500KW PCS第3章 箱式移动储能电站安装3.1 储能箱基础建设储能箱的存放位置需由专业施工团队预先做好基础，四周要留出足够的空间便于安装和维护，若动力线走底部线缆井，需提前做好基础准备，应整体达到防雷、防水、防鼠虫、通风的需求。如下，储能箱基础建设准备图。图3.1 1.2MWh移动储能电站的预留空间图3.2 1.2MWh移动储能电站安装基础图3.2 储能箱的运输储能箱为40HC标准集装箱，不需特殊包装。在运输时需将箱内灯具整体摘除，并包装运输，待到目的地后再重新装回。电池随集装箱拖运，但每台电池架抽掉6包的电池（每簇3包），单独木箱包装，随车运输。另运输时需注意以下事项： （a）尽量确保全程高速，高速路况好，震动小； （b）防震，在集装箱底部垫不少于50mm厚木头，与集装箱固定牢固； （c）集装箱装车固定，放置拖车中间保持重心平衡，用铁葫芦、保险绳、绑带固定到位，每到一处休息地，下来检查是否松动；（d）保持中速行车，不赶时，不赶路，保持车辆稳定，以防震动；（e）保证驾驶人员不疲劳驾驶，保证车队相互之间通讯畅通，以便跟踪掌握货物途中所出现的一切情况；（f）路途如出现不利于出行的天气，车辆车轮对应加防滑铁链等行车保护措施。3.3 储能箱的安装固定3.3.1 储能箱的吊装储能箱的吊装需由专业人员进行，并采用专业的吊装设备，集装箱起吊示意图如下：图3.3 集装箱起吊示意图3.3.2 储能箱安装固定前检查移动式储能电站安装前需要检验系统的完好性，步骤如下：（a）外观：检查集装箱外观是否有因运输不当或其它因素造成的变形掉漆；（b）柜体检验：打开端门进入箱内对内部设备进行检验，查看各柜体固定是否到位，固定螺栓是否有松动现象；（c）电气元件检验：打开各机柜柜门检验内部电气元器件，查看各元器件是否有损坏、松动现象，同时需检验固定电缆及铜排的螺栓是否松动。注意：做电气性能测试前必须检验各电缆螺栓及铜牌螺栓是否有松动现象，若发现松动需用专用工具进行拧紧。3.4 各接线线缆的安装储能箱安装固定好之后，确保箱内各电气元部件正常，开始安装各处线缆。3.4.1 地线系统的安装电气设备的金属外壳在绝缘损坏时有可能带电。漏电危及人身安全，将电气设备的金属外壳通过接地装置与大地连接称为保护接地。储能箱内所有电池架、汇流柜、配电柜等含有金属外壳的用电设备必须用良导线接地，构成接地网络。储能箱外壳为金属，为防雷和漏电保护，也必须做接地，接地方法为储能箱四周接地排用良导线或专用地排接地，储能箱接地排如、下图所示：图3.4 储能箱接地排3.4.2 汇流直流动力线的安装储能箱汇流柜接线前需确保断电操作（两侧端子排电池直流、上部控制电），如图所示从左往右数，内部四根接线铜排为1、3正极，2、4负极，另一端接至PCS直流 侧。接线端子处电缆需用绝缘热塑套管套紧，并打好线标。接线时正负极需严格检查，为防止汇流柜生产时正负极接线有变换，需用万用表重新检查各极正负。接线完成之后清理底部安装残留异物。图3.5 汇流柜内部接线图3.5 导线线缆选取电缆的载流量估算口诀： 二点五下乘以九，往上减一顺号走。 三十五乘三点五，双双成组减点五。 条件有变加折算，高温九折铜升级。 穿管根数二三四，八七六折满载流。 说明： 本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。可以看出：倍数随截面的增大而减小。“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是25mm及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如25mm导线，载流量为259225(A)。从4mm及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即48、67、106、165、254。 “三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的35倍，即35351225(A)。从50mm及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减05。即50、70mm导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的25倍，依次类推。 “条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm铜线的载流量，可按25mm2铝线计算。 在设计时,电缆的选用主要是根据用户的用电负荷的大小，用电环境温度以及用电负荷性质而确定安全系数,一般考虑到线路运行的环境，设计的电流只能用到电缆允许电流的三分之一或二分之一.总之以安全用电为主。第4章 箱式移动储能电站调试操作流程4.1 操作前安全检查（a）本系统多处涉及高压强电，如无专业人士陪同，严谨私自操作。操作者应提高安全警惕，不随意打闹嬉戏，穿着衣带要规范，必要时佩戴绝缘手套。设备运行时，未经允许不得擅自合闸、分闸。如若发生意外事故，在保证自身安全情况下，迅速分断各主断路器，立即向相关负责人反应；（b）注意调试天气，雨水潮湿天气应提高安全操作意识。检查储能系统工作环境，应干净整洁，消防设备是否保养良好，逃生通道是否通畅；（c）确定储能系统无绝缘故障，各级母线对地绝缘电阻应不小于100M，具体参照国家标准；（d）检查各动力线连接点，确保连接牢固。目测动力线电极之间电气安全间隙，如下表所示，具体参照国家标准。图4.1 电气间隙和爬电距离允许值4.2 调试前设备状态检查（a）检查配电柜内部接线有无松动，控制电是否处在正常电压范围内；（b）检查PCS工作指示灯状态，看有无故障显示，正常应只亮“电源”灯，确保交、直流断路器在分闸状态；（c）查看汇流柜断路器是否故障，是否在自动合闸状态。在汇流柜所有断路器已分闸情况下，断路器合闸前，必须先确保PCS的直流断路器处于分闸状态；（d）查看汇流柜触摸屏，看电池堆各簇电池总压、电池单体电压是否正常，有无BMU掉线；（e）检查储能箱各单元是否工作正常，BMS各子单元24V电源连接线、通讯线是否连接正常。4.3 开机操作流程4.3.1 储能箱操作（a）合配电柜控制电（总闸、汇流柜、24V开关电源、照明、空调、消防等）；（b）合汇流柜控制电（控制板、24V），操作触摸屏，合上断路器及开启均衡，如图所示：图4.2 汇流柜触摸屏操作图4.3 BMS控制界面4.3.2 PCS操作（a）开启PCS控制电，看“电源”灯是否亮，先合交流断路器，再合直流断路器，此时PCS应“就绪”灯亮起；（b）有时开机前触摸屏不亮，是因为PCS触摸屏和控制板等是用UPS（不间断电源）供电，找到其UPS电源，开启；（c）操作触摸屏，输入密码，设置工作模式和功率参数，开启PCS，流程图如下所示。具体可参照3.4.1 PCS触摸屏操作。此时PCS、汇流柜触摸屏都显示相应功率和电流、电压等。图4.4 PCS触摸屏操作4.4 储能系统各子单元操作详解4.4.1 PCS触摸屏操作图4.5 PCS触摸屏主界面PCS运行时我们需要通常需要设置参数，参数设置里需要设置模式和功率参数，模式分为运行模式和控制模式。运行模式有：P/Q模式：即恒功率给定模式，多用于本地调试时使用；V/F模式：多用于做离网支撑源，运行时功率可根据负载需求而相应变化，平时做V/F离网实验时即采用此模式，需设置“自动步进使能”为“使能”。注意用此模式时一定要先切断电网源，防止电网对PCS冲击；恒流恒压模式：电流电压给定模式，相当于恒流恒压给电池充电，目前只用于BMS电池自动标定。控制模式有：EMS控制模式：即EMS调度模式；BMS控制模式：即BMS调度模式；本地调试模式：平时手动调试时多用。手动调试时多采用P/Q模式和本地调试模式，参数设置中需设置有功功率，功率正时为放电，功率负时为充电。参数设置界面如下所示：图4.6 PCS触摸屏参数设置（b）历史信息查询里可查询历史开关机记录和PCS故障停机记录。通讯设置里可更改触摸屏IP地址，查看PCS IP。附：PCS远程调试时可使用其上位机软件，能替代触摸屏上的大部分操作。4.4.2 汇流柜触摸屏操作触摸屏操作详解可查看BMS触摸屏使用说明书。4.4.3 BMS自动标定（a）进入汇流柜触摸屏电池堆界面，运行模式设置为“维护”，再进入BMS控制界面（如图3.7），点击右上角多次可进入BMS自动标定隐藏界面（如图3.8，此界面也可设置电池簇SOC），点击“自动标定按钮”；（b）更改PSC模式，设置为“恒流恒压模式”、“BMS模式”，开机，自动标定即开始；（c）自动标定需要电池做完整一次充电或放电，标定结束后在汇流柜触摸屏上点击“自动标定结束”手动停止标定（中途不能点击“自动标定中止”），用SecureCRT软件登陆BMSC，可查询标定结果，具体可请教研发同事。有关BMS其他操作可参照BMS电源管理系统使用说明。图4.7 汇流柜触摸屏BMS控制图4.8 汇流柜触摸屏自动标定4.4.4 SCADA后台监控软件SCADA软件操作可查看SCADA用户手册。4.4.5 BMU板更换（a）更换好新的BMU板，电脑安装好USB-CAN转换器驱动，连接至电脑，BMU板插好“24V通讯线”；（b）打开“储能系统调试服务软件”，先设置新BMU板地址（若不知道地址可参考前后电池模组地址），参数设置生产编号、通讯地址CAN通讯地址长按BMU24V接口处编程开关开关灯长亮写入完成，界面图如下所示：图4.9 BMU地址写入（c）设置BMU猛铜分流器阻值，猛铜值为猛铜片上标签纸记录值（或可读取更换前BMU猛铜值），在“储能系统调试服务软件”中，参数设置BMU参数设置厂家调试猛铜分流器阻值长按BMU24V接口处编程开关开关灯长亮下载参数完成，界面图如下所示：图4.10 BMU猛铜值写入4.4.6 BMU程序升级 用USB-CAN转换器连接好BMU，打开“储能系统调试服务软件”，参数设置BMU版本下载读取设备当前版本打开BMU程序Hex文件下载程序重新读取版本看是否全部升级成功升级完成，界面图如下所示：图4.11 BMU程序升级第5章 常见故障及解决方法5.1 PCS常见故障解决如下表所示：PCS故障现象及解决方法序号故障现象解决方法1母线欠压电池堆电压过低。若是误操作过放导致，等待电池电压回升再次开机。或PCS欠压保护参数设置有误，则联系厂家修改。2母线过压方法同上3交、直流断路器故障检测断路器是否合闸4相频故障三相电压源异常5绝缘故障检查PCS绝缘检测仪是否工作正常，接线是否松动。动力线绝缘电阻过低，用绝缘测试仪检测动力线路。6上、下位机通讯失败检查PCS触摸屏IP地址是否冲突，PCS ARM地址是否冲突。PCS触摸屏与控制板网线是否接通。7触摸屏单独供电能亮，但运行时一直不亮PCS