大规模储能电站关键技术及建设经验分析报告

1、目录CONTENTS典型储能电站案例介绍01大规模储能站关键技术02大规模储能站经验分享03平高集团储能产业介绍04典型储能电站案例介绍0101典型储能电站案例介绍储能技 术成熟 度与投 资风险 示意图储能技术按照技术路线可以分为5类十几种以上，机械类的抽水蓄能、压缩空气储能、 电化学类的锂离子电池储能等均为目前主流的储能技术路线。目前，抽水蓄能是最成熟的一种技术，已实现商业化应用；其次是传统压缩空气储能。 钠硫电池则是化学储能中最成熟的一种技术，锂离子电池正处在拟商业化应用阶段，并且 随着未来技术成熟度的提高和成本的下降，有望很快实现商业化。储能技术路线概述01典型储能电站案例介绍储能电站主

2、要分类和规模电化学储能系统目前已广泛应用 于电力系统的各个环节，成为电力行 业发展的新焦点。其应用可按照电源 侧、电网侧、用户侧将储能应用场景 分3类18项。其中大部分场景目前在 国内已有初步应用探索，小部分场景 也已在国外具有应用实践。GB 51048-2014 电化学储能电站 设计规范中，功率为30MW且容量为30MWh及以上为大型电化学储能电 站。01典型储能电站案例介绍西藏岗巴光伏储能电站规模40MW/200MWh01特点国内最大光伏项 目配套储能工程02作用平滑光伏电站发电输 出，提升光伏电站并 网友好性，减少弃光0301典型储能电站案例介绍某电厂储能AGC调频项目规模作用效果9MW

3、/4.478MWh改善机组AGC调频能力KP值从2.5提升至4.601典型储能电站案例介绍国内某用户侧储能项目项目 20MW/160MWh，项目采 用铅碳电池， 在10kV高压 侧接入，3个 并网点。01典型储能电站案例介绍河南百兆瓦电池储能示范工程规模 100MW/100MWh特点分散式布置、集中式控 制文本分布郑州、洛阳等9个地市16座储能电站作用紧急功率支撑、调峰调 频，并提供无功补偿、 主变节能和线路降损等 节能服务01典型储能电站案例介绍江苏电网侧储能一期项目特点分散式布置、集中式控制作用缓解镇江地区由于火电厂关 停造成的 2018 年电网迎峰 度夏供电压力分布镇江大港新区、丹阳市

4、和扬中市 8座储能电站规模101MW/202MWh01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站南京、苏州、盐城4个储能站作用规模实现削峰填谷、备用电源、 调峰调频、紧急有功和无功 响应等诸多功能，预防特高 压直流输电闭锁事故导致的 线路过载等情况，推动“源 网荷储”系统升级应用分布272.16MW475.2MWh01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站江苏电网侧昆山储能电站工程采用磷 酸 铁 锂 电 池 ， 储 能 电 站 总 容 量 为 110 . 88 MW/ 193 . 6 MWh， 半户外全 预制舱布置。交直流转化设备均采用户 内布置； 储能电池采用户外舱式布置， 新建就地升压

5、室4座、综合用房1座。储能场区本体88个预制舱式储能电池 、 1 7 6 台 6 3 0 k W 储 能 变 流 器（PCS）,44台2800kVA就地升压变。综合用房就地升压室预制舱式储 能电池01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站预制舱式储能电池单舱容量为采用1 . 26 MW/ 2 . 2 MWh， 舱体长度为12200 mm， 宽度为2800 mm， 高度为3200mm（不带斜坡），加上斜坡约为3500mm。电池舱背靠背、中间设防火墙的布置方式，可以有效减少防火间距；电池舱宽度提升至2800mm，使得舱内中间通道宽度达到有1m以上，保证了运维空间。01典型储能电站案例介绍江苏电

6、网侧昆山储能电站预制舱式储能电池单舱功率/容量为1.26MW/2.2MWh,包 含两个容量为1.1MWh的储能单元，每个储能单元连接1台功率 为630 k W的储能变流器（ PCS）， 4 台储能变流器（ PCS） 两 两并联分别接入1 台容量为2800 k VA双分裂升压变压器的低压 侧两个分裂臂上，形成1个升压单元，储能电站共形成44个升压 单元，每两台变压器经环网柜汇流后接至35kV汇流母线。储能电站采用一级升压系统，减小多级升压的电能损耗；站 用变集中设置在母线上，实现共享备用变功能；PCS、升压变容 量合理匹配，减少容量冗余；储能电站内均采用低损耗设备，如PCS、升压变、站用变等采用

7、节能型设备。01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站昆山储能电站测试数据均高 于设计指标，其中充放电调节时 间、充放电转换时间、AG C 本 地测试控制精度、AG C 联网测 试响应时间与调节时间等指标远 超设计要求。01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站投入AGC功能跟随调度指令进行出力参与当地迎峰度冬保电，按保电任务要 求参与电网调峰江苏省调控中心接管进行统调控制，站 内运行模式为AGC运行模式2020年12月2021年1月2021年3月运行 模式2022年夏季江苏地区平均气温较常年偏 高，连续高温日的情况下，电网夏季最大负 荷多

8、次达到峰值，为缓解高峰时段电网压力 问题，江苏省调在8月迎峰度夏期间，调用昆 山储能电站响应调峰策略，累计进行20次充 放电，单次最长持续时间约2h，最大响应功 率110.88MW，总调峰出力为3097.15MWh，有力支撑了江苏电网安全 稳定运行。大规模储能站关键技术0202大规模储能站关键技术大规模储能电站特点总结大规模储能电站技术特点设备数量多占地面积大消防无标准性能要求高重视储能运维昆山项目88台电池预制舱， 176 台PCS， 44 台变压器； 西藏岗巴项目： 96 台电池预制舱、24台变压器、96台PCS。河南项目：84台预制舱，168台PCS，84台变压器。昆山项目占地面积3 1

9、 . 2 1 9 5 亩（ 2 . 0 8 1 3 公顷） ； 西藏岗巴项目占地面积2 1 . 9 5 4 4 亩（ 1.4637公顷）。河南项目占地20.4749亩（1.365公顷）。昆山项目参照团标TCEC373-2020，采用气体+高压细水雾灭火；西藏岗巴项目和河南项目 参照GB51048-2014，采用气体灭火方式。国标36547 要求， 充放电响应时间不大于2 s， 充放电转换时间不大于2 s， 调节时间不大于3s。实际上规模越大，指标越严苛（昆山：200ms，200ms，1.5s），实现难度越大。储能电站设备数量多，生产周期长，质量管控困难，现场调试时间处于无安全防控状态。 储能电

10、站建设完成后缺少专业团队管理。02大规模储能站关键技术大规模储能电站关键技术1、设备数量多，大容量集中储能电 站设计方案？2、占地面积大：大规模储能电站的 占地面积如何降低？3、消防无标准：大规模储能电站的 消防防控难题？4、现场无防控：现场调试问题繁多 及安全防控措施如何实现？5、性能要求高：如何实现整站的高 性能？6、重视储能运维：如何进行全寿命 周期安全管理？大容量集中式 接入方案提高土地收益 率，节省占地 技术消防安全防控 及解决措施现场调试及安 全防控措施满足高性能指 标的技术重视运维工作 安全管理02大规模储能站关键技术大规模储能电站接入设计大规模储能电站考虑到电池的一致性 问题，

11、建议采用以下技术：1、模块化技术将大规模的一致性难题转换分解为多 个小容量的模块化储能系统的一致性难题， 方便设计、生产和运维。2、同一电压等级汇流技术在不同的电压等级下，设置不同层级 的汇流方式。3、接入电压选择根据储能容量选择接入电压等级和接 入回路数量。02大规模储能站关键技术；大规模储能电站总评设计大规模储能电站考虑到消防和运维要求， 建议采用舱内运维的方式，可以采用使用防火 墙方案。电池舱背靠背、中间设防火墙的布 置方式，可以有效减少防火间距；单体电池舱容量由原来的2MWh提 升至2.5MWh或更高的容量，充分利用了电 池舱内空间；选用大容量PCS，且PCS两两并联 接至一台升压变，

12、大大减少场地内变压器数量创新采用背靠背、中间夹防火墙的预制舱防火墙高度为4m，高出舱体1m，防止火势蔓延至相邻舱体，满足防火规范对于防火墙的相关要求。紧凑式布局方式，布局紧凑，实现节地约20%。02大规模储能站关键技术大规模储能电站消防防控技术1、政策方面，满足团标T/CEC373-2020预制舱是磷酸铁锂电池储能电站消防技 术规范。2、规定了多种消防措施，及多种消防措 施的动作逻辑。3、内部设置消防风机、可燃气体探测器、 感温感烟消防报警系统、七氟丙烷（全氟己酮） 气体灭火系统、高压细水雾灭火系统。4、规定了可燃气体探测器、风机、BMS、 空调、配电、气体消防、高压细水雾消防等消 防联动配合

13、逻辑。02大规模储能站关键技术大规模储能电站设备数量众多，现场 调试周期长，一般需要2-6个月调试。在 调试阶段，电池处于无消防保护的状态， 如何缩短现场调试周期，做好现场的安全 防控工作：1、消防预调试在进行储能电池调试前，先对视频监 控、消防系统完成调试，做到有措施防控 电池安全。2、厂内模拟试验在设备出厂前，完成模拟电站试验， 大量现场调试工作前置，缩短现场调试时 间，提高调试效率。电池预制舱入网质量把控 构建全方位的试验体系出厂试验模拟电站 试验电站现场 静态调试电站充放 电调试并网测试全件。电池充放 电性能、电池绝 缘特性、 B M S 采集性能还原项目现 场实际运行 工况， 进行

14、储能系统指 标验证工作制定严格的 调试方案， 实行计划管 理。大规模储能电站试验技术按照国标要 求开展并网测试。02大规模储能站关键技术1大规模储能电站协调控制技术行业对快速调节的需求多地区出台相关文件要求新能源场站 具备一些快速调节能力AGC/AVC一次调频无功调压等02大规模储能站关键技术1大规模储能电站协调控制技术如何保证大规模储能电站的高技术性能：站内信息传输的优先级如何处理?PCS、BMS关键信息如何进行同步 传输？如何对PCS进行同步控制?若PCS无 法同步，如何解决环流等问题？若接入源网荷互动系统对大量PCS进 行控制需要多少智能终端？如何解决电缆铺设问题，降低施工难 度和总体成

15、本？如何快速响应调频和无功调压需求?关键信息同步传输源网荷互动的接入快速响应调频、调压等高级功能电缆铺设成本PCS同步控制信息传输的优先级处理02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术采用协调控制系统，建立高速通讯结构 与网络架构由主备配置的 2 台PCS 功率协调 控制主机（CCM）和多台与PCS对应连接的PCS功率协调控制从站（CCU） 组成CCM与CCU之间采用双光纤环网通 信连接基于实时工业 网实现快速功率 控制，可以在1ms内将PCS控制指令 下发到每台PCS光纤控制网采用独立的光纤环网02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术方案优势可以在1ms内将控制指令下发到P

16、CS；支持同时控制PCS数量超过256台；并网点采集速率可达每秒2万次采样， 稳态条件下电压、电流误差不大于0.2%， 有功、无功测量误差不大于 0.5%，频率 测量误差不大于0.005Hz；最大支持8个并网点同时跟踪，多目标 多组合控制，可单个并网点独立控制， 也可多个并网点汇聚控制；PCS设备间同步信号误差1us.网02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技术 主被动结合维护体系事故处理维护操作运行调控检修试验分布式储能电站运行 维护规范分布式储能电站调控 运行规范集装箱式电化学储能电 站事故处理规范集装箱式电化学储能电 站检修试验规范02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技

17、术一次 设备电池 设备二次 设备跳闸率、误动率等电池温度、电压、容量保持，PCS功率响应速度、功率控制精 度、噪音大小数据采集精度、信息上传完整率、 控制准确率等设备状态 评价开关柜、箱变等电池、PCS等监控、调度等02大规模储能站关键技术实时监测指令下发 数据分析异常处理大规模储能电站智能运维技术定期巡查设备点检 数据记录状态评估监控主站本地巡查 远程监控大规模储能站经验分享0303 大规模储能站经验分享直面需求，设计先行接入系统设计通讯架构设计厂区布置设计消防设计03 大规模储能站经验分享直面需求，设计先行本站采用了多级隔离措施实现整站火情有效隔离，避免事故范围扩大一级隔离措施：利用带防火

18、岩棉夹层的预制舱体实现电池舱物理隔离二级隔离措施：利用防火墙实现防火小单元分区三级隔离措施：利用站区耐火建筑物及道路实现防火大单元分区北京某用户侧储能项目采用户内布置，现场未见 有效的防火隔离措施，一旦发生火灾容易造成火势 蔓延03 大规模储能站经验分享456321电池选型严苛的装备制造工艺 控制关键参数热失控风险结构设计预制舱材料要求 预制舱承重设计 防雨、防尘设计 运输加固设计电气设计PACK成组设计BMS设计 接地设计短路保护设计直面需求，设计先行热管理设计温度场仿真理论依据出风口设计出风口大小、 扰流板保温性能设计保温棉防 护消防设计预防为主，防消结合 气体消防设计保护策略与电气联锁保

19、护策略实现全面监测 多层级保护 多重防护保护策略优化03 大规模储能站经验分享围绕指标，设备选型电池低成本，长寿命， 高安全BMS可靠性、稳定性、 安全保护PCS精准同步控制， 高稳定性及可靠性EMS稳定性、可靠性 及可扩展03 大规模储能站经验分享完善标准，过程管控管控加强产品制造及建设施工阶段 过程管控，把控关键工序，防 控风险点涵盖范围储能系统、储能电池及储能应 用，并网调试、产品检测、消 防安全、运维管理等标准加快储能技术标准落地、加强储能标准 化建设，促进储能行业安全稳步发展03 大规模储能站经验分享完善标准，过程管控BACE明确管理职责明确分工及管理职责规范项目备案手续高标准安全设

20、计储能电站采用三级防护设计实施储能电池体系化安全防护自主创新锂电池储能消防预警及应急技术夯实运维管理防范施工风险制定运维规程开展储能电站建设施工过程的风险识别完善应急预案开展技能培训D保障运输吊装过程安全加强调试阶段的风险管控把控入网质量严格把关电网侧储能设备入网门槛建立储能电池检测体系加强储能系统质量监造及运行验证03 大规模储能站经验分享重视运维，持续提升规范化运维管理起草储能电站运维 管理规程， 规范储 能电站运维管理定制化标准方案针对不同应用场景制 定运维方式、量化运 维内容、配套专业工 具合理化人员配置专业人、专业事， 专业、专注03 大规模储能站经验分享重视运维，持续提升加强人员培

21、训运行人员的岗位职责培训、运维技能培训和安全应急培训。管理人员、运维人员熟悉不同种类电池热失控特性、燃烧特性和应 急处置方法。一旦发生储能电站热失控、火灾事故，应第一时间疏散撤离人员到安全地点，在确保人身安全的前提下，远程切 断电源、启动应急预案，并按规定做好信息报送。03 大规模储能站经验分享运维专项评价分析运维专项 评价分析电池插箱铜 排温升测试通信功能测 试、采集精 度、控制精 度测试响应速度、 充放电转换 效率测试电池一致性 分析02大规模储能站关键技术联合当地消防部门进行消防演习联合演练，防 患未然平高集团储能产业介绍04平高集团有限公司始建于1970年，是我国中低压、高压、超高压、

22、特高压开关重大装备研发制造基地，是首家通过中科院、科技部“双高”认证的高 新技术企业、国家电工行业重大技术装备支柱企业，并被授予“国家创新型企业”。经过40多年的发展，平高集团以开关类为核心的电力装备研发制造和能源系统综合解决方案做为主营业务，已经成为国内领先的集设计咨询、生产制 造、试验检测、工程建设、投资运营等于一体的设备及核心元器件生产商和整体解决方案提供商。平高集团储能科技有限公司是国家电网平高集团有限公司控股子公司，坐落于天津市东丽区华明高新区，是响应我国混合所有制改革，通过强强联合 设立的专业化公司。平高集团储能科技有限公司，作为我国大规模电力储能技术的开拓者和先行者，先后在北京、

23、天津、河南、江苏、浙江、广东、山东、 陕西、西藏等全国多个省市建设运营超过1GWh的储能项目。公司以集装箱储能系统为主要形式，聚焦储能产品的研发设计、生产制造、运维服务。开展电 池管理系统、储能变流器、电池储能系统、移动储能车、能量管理系统等产品的研制、销售和服务。可为客户提供设备供货、电站集成、工程总包、整体 解决方案服务。04平高集团储能产业介绍04平高集团储能产业介绍平高储能是平高集团有限公司控股子公司，坐落于天津市东丽区华明高新区，公司以集装箱储能系统为主 要形式，致力于打造大容量电力储能项目，在电网消纳新能源、应急保电、快速调频、削峰填谷等应用场景 起到了重要作用。集装箱式电池储能系统移动储能产品500kW/630kW储能变流器电池管理系统EMS04平高集团储能产业介绍04平高集团储能产业介绍多场景储