2022江苏镇江五峰山24MW∕48MWh储能电站系统集技术成及工程建设分析

—1——1—江苏镇江五峰山24MW/48MWh储能电站系统集成技术及工程建设方案ContentsContentsPage一 项目概述二一 项目概述二 系统集成关键技术三 项目建设方案四 典型案例—2——2——2—ContentsContentsPage11项目概述项目背景及建设的必要性项目概况项目特点—3——3——3—项目背景及建设的必要性1.1项目背景及建设的必要性1.1—4——4—由于江苏镇江谏壁电厂3台33万千瓦机组关停，且丹徒燃机2台44万机组因故无法按计划建成投运，经调度预测，采取运行方式调整措施后，2018年夏季用电高峰访晋分区仍存在22万千瓦左右的电力缺口。分区用电缺口较大，随着用电负荷的增长，镇江东部电网供电紧迫形势短期内仍持续存在。为缓解镇江地区2018年电网迎峰度夏供电压力，保证地区生产生活用电，提高电网的供电可靠性，本储能电站项目建设迫在眉睫。1.2 项目概况1.2 项目概况—许继集团承担了镇江新区五峰山储能电站（24MW/48MWh）和扬中三跃储能电站（10MW/20MWh）7月13日投运，五峰山站已于7月15储能电站。—5——6——6—110/220kV功能最全面的的储能电站110/220kV功能最全面的的储能电站整站具备虚拟同步机功能发电端配电端上级调度系统储能控制单元储能实时以太网 百兆以太网……BMSBMSCAN/LANLAN2LAN1CANCAN/LANLAN2LAN1CAN1#储能单元 n#储能单元CAN/LANLAN2LAN1CANCAN/LANLAN2LAN1CANContentsContentsPage22系统集成关键技术技术路线关键技术—7——7——7—技术路线2.1技术路线2.1本项目储能系统基于磷酸铁锂电池储能技术进行设计，磷酸铁锂电池具备安全可靠、放电深度和充放电倍率高等优势。电池单元采用模块化设计，每套40英尺非标预制舱电池容量2MWh，预制舱内具有温控、消防、照明、视频监控等保护系统，确保电池系统具有最优的转换效率及性能，同时具有安全可靠的保护措施。—8—关键技术2.1关键技术2.1关键技术一：监控及能管理术-动自适损耗算 2𝐶1𝐵2𝐶1𝐵𝑃目标值∆𝑃0𝐿ossbase−P∆𝑃2∆P关键技术2.1关键技术2.1——PAGE12—关键技术一：监控及能管理术-设状态别的率分算法 SOC标复合优化功率分配指令，从而有效保证各储能机组的功率调度能力，均衡储能电池的储能能量，减少有功功率控制误差。关键技术一：监控及能管理术-阻自修计算 生成最终无功指令，确保电压控制误差小于1%。关键技术一：监控及能管理术-多功源调控制 根据不同的电压/380V/35kV关键技术二：PCS并联振抑技术 380V/35kV电网电网电缆光纤1#集装箱2#集装箱1#PCS控制单元2#PCS控制单元1#PCS控制单元2#PCS控制单元协调控制器协调控制器载波同步抑制高频环流关键技术2.1关键技术2.1关键技术三：BMS衡管技术 ——PAGE14—双向主动均衡双向能量转移，效率可达80%双向均衡电流5A可靠性、抗干扰能力强基于电池单体电压、单体SOC、单体SOH均衡策略用容量、循环寿命关键技术2.1关键技术2.1关键技术四：源网荷精控制术 ————本项目充分利用大型储能设备运行状态快速转化的能力，实现其自身角色从“负荷”向“电源”的毫秒级转变，对电网频率的紧急调节起到了倍增效果。在储能电站安装一个储能网荷互动终端，同时建立调度数据网光纤通道，实现终端上行与毫秒级精准切负荷主站、营销控制快速响应主站通讯，下行与储能系统EMS通讯、实现对PCS的控制。关键技术2.1关键技术2.1关键技术四：源网荷精控制术 ——PAGE17—切负荷控制过程：；指；指PCS接到指令后，由充电转满负荷放电；终端同时向EMS发送紧急切负荷指令；EMS延迟1s后接管PCS，设定经济出力。允许恢复负荷过程：令后发送给EMS；EMS接到负荷恢复指令，控制PCS不再向电网倒送电；EMS控制PCS或转热备运行。

实测现场源网荷紧急功率支撑响应时间毫秒级（92ms）。关键技术2.1关键技术2.1——PAGE18—关键技术五：集装箱环控制术 T1电芯温度T2Tair空调检测温度T1≤22℃YT1≤22℃Y电池箱和风道风扇开启电池箱和风道风扇停止运行N

制冷策略 制热策略开始T1≤7℃或T2≤6℃开始T1≤7℃或T2≤6℃YYT1≥25℃或T2≥25℃NTair≤22℃Y空调制冷停止NTair≤22℃Y空调制冷停止空调开启制冷T1≥12℃Y电池箱和风道风扇开启电池箱和风道风扇停止运行NTair≥13℃Y空调制热停止空调开启制热1、布局方式；1、布局方式；、温度场分析；、热仿真计算；4、风道设计；1、热设计的控制策略；2、温差5度以内；关键技术六：电池安全护技术 安全设计：预防为主，防治结合外短路接触不良导致的局部发热ContentsContentsPage33工程建设方案系统设计储能电站设计智辅系统设计—20——20——20—系统设计2.1系统设计2.1储能电站储能系统采用预制舱户外布置方式，共设置24套储能电池预制舱和24套PCS及升压变成套装置，每个电池预制舱容量为1MW×2h，采用40英尺非标预制舱；PCS及升压变成套装置安装2台500kWPCS和1台1250kVA双绕组升压变压器。储能单元所发电力升压至10kV后，分别汇流至三段母线，通过三回新建10kV线路接入110千伏五峰变10千伏母线侧。110/220kV发电端配电端上级调度系统储能储能实时以太网百兆以太网……BMSBMS110/220kV发电端配电端上级调度系统储能储能实时以太网百兆以太网……BMSBMSCAN/LANLAN2LAN1CANCAN/LANLAN2LAN1CAN

—21—系统设计2.1系统设计2.1变流器舱 电池舱高压柜舱 一体化电源舱

总控舱

—22—2.2 2.2 储能电站设计储能本体设计..RS485PCS电池系统管理单元RS485/CAN..RS485PCS电池系统管理单元RS485/CAN断路器断路器接触器信号控制接触器信号控制熔断器熔断器电流检测电流检测电池簇管理单元1电池簇管电池组1.1理单元4电池组管理单元1电池组4.1电池组管理单元1电池组1.2 电池组管理单元2电池组4.2 理单元2理单元.CAN...CAN..电池组1.20电池组4.20电池组管理单元20电池簇1 电池簇4...—23—2.2 2.2 储能电站设计储能电站运行监控与能量管理系统(ESS8000)大规模电池储能电站能量管理与监控系统是一个软硬件平台，将电池系统、变流器等设备集成在一起，达到响应能量需求的目的并实现储能电站的监控功能。𝑖=1大规模电池储能系统协调控制与能量管理技术是指通过实时控制各储能变流器的充放电功率并优化管理储能电池系统充放电能量，实现大规模集成化储能系统中各电池组的实时调度管理和多层协调𝑖=1—24—放电状态下功率协调策略充电状态下功率协调策略—24—放电状态下功率协调策略充电状态下功率协调策略𝑖=1P𝑖𝑖=1

= σ𝐿

𝑃总

P𝑖

= σ𝐿

𝑃总2.2 2.2 储能电站设计储能变流器本工程选用的储能PCS是许继500kW无隔离变三电平三相储能变流器。储能变流器单套容量按照500kW进行设计。500kWPCS通过升压变压器接入10kV交流电网，PCS直流侧连接多组储能电池组。—25—2.2 2.2 储能电站设计电池管理系统（BMS）电池管理系统具有分层分级体系架构，完成电池参数测量、电池状态分析、电池过欠压、过流保护、直流母线绝缘监测、通信等功能，实现储能电池的精细化管理、提供精准电池状态估测，提供标准化高速度数据交互、提供储能能量调配依据。电池组1电池组1BSMU1BCMU就地+电池组2……-PCSBSMU1BSMU1电池组72.2 2.2 储能电站设计——PAGE27—电池集装箱储能系统采用预装式结构，40制系统（配置工业空调）、隔热系统、阻燃系统、火灾报警及消防系统、安全逃生系统等自动控制和安全保障系统。温度控制系统方面为保证舱内温度分布均匀，根据热仿真情况，设置了风道，并在风道中设置风扇导流，最大限度利用空调制冷量，保证电池架温度分布均匀（25℃左右）。2.3 2.3 智辅系统设计——PAGE29—集装箱级消防措施集装箱内安装七氟丙烷自动灭火系统，全淹没式灭火。可选择手动/自动模式，支持远程启动；具有无色、无味、不导电、对设备无污染、毒性比卤代灭火剂小，对大气臭氧层无破坏作用、灭火快速，效能高等优点；集装箱内设置应急照明、视频监控、烟雾报警灯。智能辅助系统红外对射电子围栏红外对射电子围栏图像监视及安全警卫子系统门禁声光报警红外高清摄像头智能辅助系统七氟丙烷自动灭火装置火灾自动报警子系统感温探测器感烟探测器温度传感器环境监测子系统湿度传感器ContentsContentsPage44典型案例—30——30——30—4典型案例4典型案例——PAGE31—张北风光储示范项目（期） 国家风光储输示范工程（100MW40MW20MW/84MWh）张北风光储示范项目（期梯电池能） 本项目规划建设9MW33MW3MW的子系统由若干500kW储能单元构成，通过升压变压器接入35kV母线。电池堆：264Ah规格电池407.3MWh；300Ah306.2MWh。4典型案例4典型案例张北风光储示范项目（期梯电池能） 动力电池梯次利用三条技术路线：1）直接将电池模块作为基本单元，将性能相似的电池模块进行聚类，实现系统集成；3）电池全部拆解后不分选，通过外电路的方式进行系统重组和集成。拆解回收 分选测试应用 集成

重组 —33—4典型案例4典型案例张北风光储示范项目（5MW*0.33h）2套5MW*0.33h59台2MW12MW行虚拟同步机技术改造—34—4典型案例4典型案例程程 工程规模：电源总装机70风电：400MW光热：50MW储能：50MW/100MWh风电、光伏和光热通过35kV接入110kV升压站送至330kV汇集站并网；储能电站就地升压至35kV过光伏电站35kV母线送至330kV汇集站。—35—4典型案例4典型案例江苏镇江调峰储能电站（101MW/202MWh） ——PAGE36—功能最全面的的储能电站采用集装箱式建站方式，分为监控、一体化电源、10kV开关、PCS变流器、电池及SVG预制舱，具有占地面积小、建设周期短（60天建设34MW/68MWh）、成本低等优点。三跃1