2022移动储能电站技术方案

XX科技移动储能电站系统技术方案2022目录1.集装箱储能电站概述 12.集装箱储能电站总体方案 22.1.电站系统结构 23.储能系统设备功能及参数 53.1储能变流器（PCS） 53.3储能电池 83.4就地监控柜 103.5集装箱 141.集装箱储能电站概述储能电站作为一种新型的能量存储方式在近年来得到了飞速发展，其中，集装箱储能系统作为储能电站的一种形式，基于其体积小、噪声低、安装运输方便、成站周期短、环境适应能力强、智能化高等众多优点，在军事、电力、工业、商业等各个领域中得到了广泛应用。图1移动式集装箱储能电站集装箱储能电站内置储能电池、储能变流器及监控系统，具有以下特点：（1）采用协调并联技术，增容/扩容便捷；（2）防护等级高，可有效防止水雾沙尘对设备的损害；（3）模块化设计，安装、维护简单；（4）低噪声、低热辐射、隐蔽性强。其中，移动车载式集装箱储能电站以机动车为运输工具，具有良好的机动性和适应室外作业的能力，可实现电能随时、随地、随需运输，尤其适应以下应用：（1）为无大电网接入的野外军事演习场所供电，演习结束后可直接开回，无需一次性电网建设投入；（2）为军事涉密场所、实验基地等供电，低噪声，低热辐射，隐蔽性强；（3）为防风、防汛、防雷要求较高的海岛、边防等特殊场所供电，防护等级高，安全性好，可靠性高。2.集装箱储能电站总体方案2.1.电站系统结构光储柴微网系统是一种由负荷和分布式电源结合紧密的系统，该系统含多种能源方式(光、风、柴、储能等)；一种能量输出形式(与电网等同质量的交流电能)；多种能源转换方式(光/电、直流/交流等)。通过整合分布式发电单元与配电网之间关系，在一个局部区域内直接将分布式发电单元、电力网络和终端用户联系在一起，可以方便地进行结构和配置以及电力调度的优化。微电网和大电网进行能量交换，双方互为备用，从而提高了供电的可靠性，优化和提高能源利用效率，减轻能源动力系统对环境的影响，推动分布式电源上网，降低大电网的负担，改善可靠安全性，促进社会向绿色、环保、节能方向发展。本项目可作为绿色能源发电示范项目，其示范意义在于：最大限度利用光伏发电，满足本地用电负荷的需要；保障可再生能源发电与城市建设协调发展；结合周边电网现状情况，通过规划，使供电质量、可靠性及节能降损达到先进水平，有利于推广国家节能减排、绿色能源计划等政策的实施。光伏、柴油机发电的规划不在本方案范围之内，本方案提供的集装箱储能系统包含电池储能系统及微电网一体化智能配电、监控和能量管理系统。储能子系统：拟300kWh锂电池及50kW储能变流器部署包含二次测控保护、通讯与数据采集在内的设备和微电网集中管理系统，实现与供电网络的协调运行，最终建成一个光、储、柴、负载为一体协调并行的微电网系统。本方案提供集装箱安装方式，储能电站由储能变流器、储能电池、电池管理系统、监控系统、配电系等组成。监控系统可协调电池储能系统、负荷及其它设备协调工作。系统结构如图2所示图2储能系统结构图（虚线部分储能系统和监控系统为我公司供货范围）图3集装箱储能电站三维示意图储能系统的控制策略如下：新能源发电供电当白天日照情况良好时，光伏发电系统处于良好发电状态，微网系统优先利用光伏发电和风力发电的电量，为储能电池充电及负荷供电。当微网系统的发电量富余时，通过并网点输送至电网，为配电系统供电，有效利用绿色能源。平抑新能源发电波动光伏发电受气候因素影响，可能出现出力瞬间的增大或减小，这种闪变会对大电网造成一定的冲击。储能系统可由监控系统的管理，选择充电或放电，对风力发电和光伏发电的功率波动进行调节，起到平抑波动的效果。负荷削峰填谷当夜晚用电低谷时段，配电系统电能通过双向变流器，整流成直流向电池充电直流，起到“负荷填谷”的效果；白天负荷高峰时，电池通过双向变流器放电向微网内甚至为往外负荷供电，起到“负荷削峰”的效果。峰谷平时间段和电价如下：峰值时段：8：30-11：30/14：30-17：30/19：00-21：00电价：0.85元/kWh谷值时段：23：00-7：00电价：0.3元/kWh平段：7：00-8：30/11：30-14：30/17：30-19：00/21：00-23：00电价：0.575元/kWh应急备用电源当电网电能质量很差、拉闸限电或故障停电时，微网系统可脱离大电网独立运行。此时储能系统通过双向变流器，为微网内光伏发电提供稳定电压，使其在电网停电时，也能正常发电，同时能给交流负荷供电。微电网经济运行控制能通过监控系统的能量管理、储能变流器的实时调节，微电网在并网工作模式下，在保证微网安全运行的前提下，以全系统能量利用效率最大和运行费用最低为目标，充分利用可再生能源，实现多能源互补发电，保证整个微电网的经济最优运行。储能系统设备清单如表1所示：表1储能系统设备清单序号设备参数数量备注1储能双向变流器额定输出功率50kW1台2储能电池含BMS容量300kWh，不在我方供货范围内1套4交流配电系统含断路器、表计等1套5能量管理系统包含相关软、硬件1套6集装箱标准20尺1套3.储能系统设备功能及参数3.1储能变流器（PCS）储能双向变流器是电池储能部件与电网的接口，能够实现直流储能部件与交流电网之间的双向能量传递，是储能系统实现削峰填谷、平滑波动，补偿负荷，提高系统运行稳定性的功能要求的关键设备。电气ES系列储能双向变流器是一款适合智能电网建设，应用于储能环节的中大功率并网双向变流设备。并网状态下，PCS从额定功率充电模式转为额定功率放电模式所需的时间小于80ms。ES系列储能双向变流器是电气自主研发生产的，该产品具有以下特点：能量双向流动ES系列储能双向变流器既可以工作在逆变模式，实现直流到交流的变换，向电网输送电能，也可以工作在有源整流模式，实现交流到直流的变换，从电网吸收电能储存在电池中。更高转换效率ES系列储能双向变流器采用先进的控制技术，最高转换效率达到98%以上，保证系统经济、高效的使用。更完美并网性能ES系列储能双向变流器可将电流总谐波含量抑制在3%以内，实现纯正弦波电流自动同步并网，对电网无污染、无冲击，实现软启动自同步，更容易被当地电网系统接纳，投资回报更有保障。更优异离网运行性能ES系列储能双向变流器具有离网孤岛运行功能，能够充分满足微网系统构建的需求，同时可以具有多台并联的能力，更便于功率升级与系统冗余设计。更高稳定性和可靠性ES系列储能双向变流器采用高性能DSP全数字化控制技术，优化的控制电路设计，抑制磁场干扰，提高控制系统的电磁兼容性，具备过压保护、过流保护、孤岛保护、放电保护等多重完善的保护功能，保证系统的稳定安全运行。更多储能部件适用输入电压的范围大，保证了更灵活的储能部件接入，提高系统效益。更强大通讯功能支持LAN、RS485、CAN等多种通讯方式。可以和电池管理系统通讯，自动控制电池组的充放电；可与计算机通讯，进行数据采集和监视，适应运行和控制的要求。储能变流器由两种工作模式：并网工作模式和离网工作模式。并网工作模式：是指PCS的交流侧与电网交流母线连接，直流侧与蓄电池组连接，根据电池的荷电状态，通过外接交流母线吸收/释放有功功率对电池组进行充电/放电。同时PCS可根据上位机设定指令，调节输出的无功功率。并网工作模式下PCS采用P/Q控制。离网工作模式：指在储能系统与大电网断开情况下独立运行情况下，运行在恒压恒频（CVCF）模式建立电压，为局部范围内负负载或其他功率源提供接入电压基准。图4储能变流器外观示意图参数规格备注型号ES-50K直流侧参数蓄电池最大电压800V输入电压范围450～800VVdc最大输入电流133A交流侧参数额定输出功率500kW额定电网电压380Vac允许电网电压380±15%VVac电网频率50Hz允许电网频率47～51.5Hz系统参数系统拓扑二级结构，含变压器最大效率96.5％（含变压器）不含控制电源损耗总电流波形畸变率＜3％额定功率时功率因数≥0.99（额定功率）额定有功时功率因数可调范围0.99（超前）-0.99（滞后）过载能力110%10min/120%1min噪声＜75dB显示通讯显示LCD触摸屏上位机标准通讯方式LAN，RS485支持IEC104，ModbusTCP/IP等规约BMS通讯接口CAN，RS485环境正常使用环境温度0℃～40正常使用相对湿度0～95％，无冷凝海拔5000m（超过2000m降容）冷却方式强制风冷防护等级IP20（室内）机械参数外形尺寸（宽x高x深）800x1850x700mm（W×H×D）重量800kg表2储能变流器技术参数3.3储能电池储能系统选用磷酸铁锂储能介质来配置电堆。电池经串并联成组后，电池堆工作电压范围应在储能变流器允许的直流输入电压范围内，即DC450~800V。每个电池堆应配置1个电池管理系统BMS来负责电池堆整体运行管理，同时，可与PCS、就地监控进行实时通信，上传电堆基本运行信息及故障告警信息。本方案采用CATL的磷酸铁锂电池，具体参数如下：项目参数总能量86kWh额定电压716.8V工作电压627.2V-806.4V额定充电功率43kW额定放电功率43kW能量转换效率95%工作温度范围充电0~55℃；放电-20~55℃推荐工作温度范围25℃存储温度-30℃~60℃地点室内循环寿命≥5000cycles@25℃,0.5C，100%DOD,80%Ret通讯CAN,RS485,LAN均衡被动配置电芯3.2V/120Ah电箱51.2V/120Ah(1P*16S)电柜716.8V/120Ah(1P*16S*14S)电池柜设计方案及参数：标称电压716.8V能量86.02kWh电池箱14pcs主控箱1pcs工作温度充电:0℃~55℃放电:-20℃~55℃重量~1.6T尺寸(W*D*H)1200mm*650mm*2200mm

3.4就地监控柜3.4.1配电系统低压成套设备适用于交流50Hz，额定电压在660V以及下的系统，可用于发电厂、变电所、工矿企业及各种现代建筑作为供配电、电动机及用电设备的控制、照明、电能转换、功率因数补偿等。性能特点有：1.标准化元件和标准化方案，实现快速制造，敏捷反映2.合理化的尺寸和内部布置，减少占地面积3.简便的主电路和辅助电路连接4.易于安装，升级成本得到控制5.采用标准组装件，工艺更加精细6.柜体可以并排或者背对背放置7.电缆可以从顶部或者底部进出8.母线/电缆/元件/辅件各个区域独立安全表5主要元器件清单序号名称开关1塑壳断路器2微型断路器3接触器表计1互感器2关口表辅件1凤凰端子2指示灯3按钮开关4IO控制器3.4.2监控系统系统监控功能主要是让用户一目了然的了解整个系统的运行状态，系统监控功能将会显示用户所关注重点设备的关键数据，避免用户需要频繁切换界面来了解整个系统的重要信息。显示整个系统的线路布局主要设备的运行状态各设备的功能曲线（PCS、电池、负载、电网、光伏等）经济效益数据（日发电量、月发电量等）环境效益数据（二氧化碳排放量等）当前执行的能量管理策略和运行状态设备监控功能设备监控功能主要是实时监控现场主要设备的运行状态、相关数据、故障数据等，如PCS、BMS、光伏等。每个设备的详细状态和参数通过一个界面来显示，包含状态数据、配置数据，以及控制按钮等。故障监控功能实时故障监控功能实时故障监控功能可以实时的显示出当前系统发生的全部故障，显示出相关的故障信息，向用户提出报警信息。历史故障查询功能历史故障查询功能负责查询系统运行过程中发生的历史故障，用户可以通过查询条件（如时间、设备名称、故障类型等）来获取用户需要的历史故障信息。故障追踪功能当系统有故障发生时，系统能够保存故障发生时前后时间段的数据，并且能够在故障查询功能中显示出来。数据查询功能历史数据查询历史数据查询主要是为用户提供系统中各种设备运行状态的历史数据查询功能。用户可以通过选择和设置各种查询条件（如时间，设备名称等）来查询自己需要查询的设备历史数据。数据查询功能允许用户把查询的数据导出为CSV格式的文件。历史曲线查询历史曲线查询主要是通过设置查询条件，然后通过曲线的方式展示给用户。用户通过历史曲线可以对历史数据进行对比，方便用户对数据进行对比。能量策略功能能量策略管理能量策略管理负责对系统的能量策略配置，及修改能量策略中的相关参数。能量策略日志能量策略日志负责显示和查询能量策略执行过程中生产的运行信息，便于用户了解能量策略的执行情况。数据分析能量数据分析能量数据分析根据用户输入的查询条件和配置的基础数据，可以对充电电量、放电电量、光伏发电量等数据进行统计，如年、月、日等统计数据。配置功能配置功能主要是用户根据当地政策情况，设定数据分析需要的基本数据，如分时电价等。系统管理系统配置系统配置主要是对系统的配置文件进行修改，如公司名称、功率曲线、设备类型、监控界面的标签配置等信息。用户权限管理用户权限管理主要根据系统管理需要，为不同的用户分配不同的模块使用权限。用户权限管理分为用户角色和权限。系统日志系统日志主要查询用户对系统操作的记录，以及系统运行过程中的日志信息。数据采集功能数据采集功能主要负责实时采集系统中设备的运行数据，并且实时向设备发送控制信号。数据采集功能支持多种类型的通信协议，CAN、ModbusRTU、ModbusTCP/IP等，并且支持多种类型的通讯物理介质，RS-232、RS-485、CAN、Ethernet等。监控系统演示界面实例如下：图5监控系统数据实时数据显示3.5集装箱集装箱外表坚固容量大、环保创新、易于进行规模化拓展和移动，是大型储能电站的一个重要发展趋势。3.5.1产品优势（1）集装箱内可固定安装配电柜、监控柜、电池柜、变流器柜等电气设备，框架式设计的箱体可保证强度，并根据内部设备安装布局设计预埋结构件，固定底座、支架，设计顶部固定吊梁。（2）箱体顶部、底部