山东润峰智能电网锂电池储能系统操作说明书_图文

1、 Edge Smart Energy Solutions智能电网锂电池储能系统用户操作手册版本 A0 目录1 绪论 (31.1 前言 (31.2 如何使用本手册 (41.3 重要的安全规范说明 (42 系统说明 (42.1 特点 (52.2 主要组成 (62.3 主要功能 (62.4 使用场合 (73 安装使用说明 (73.1 硬件设备安装 (73.1.1 系统规格参数 (103.1.2 电池组规格参数 (113.1.3 BMS 功能 (113.1.4 能量转换系统功能 (123.2 硬件设备的操作 (133.2.1 上电与断电 (133.2.2 系统运行模式 (143.3 软件使用说明 (1

2、93.3.1 运行环境 (193.3.2 系统软件操作说明及其功能介绍 (204 运行与维护 (274.1 系统投运 (274.2 系统运行 (274.3 系统维护 (284.4 运行环境 (295 运输与储存 (295.1 运输 (295.2 储存 (296 环保 (307 其他 (30 1 绪论1.1 前言全球能源紧缺,新兴能源产业的发展势在必行,但风能、太阳能等清洁能源受环境影 响较大,功率不稳定,致使传统电网无法承载,大量风、光能发电被浪费。造成这一问题 的主要原因是:储能技术落后,现有储能电站无法实现功率补偿,无法满足功率平滑的需 求。储能技术已成为新能源开发的核心之一。山东润峰集团

3、新能源科技有限公司充分利用自身的产品和技术优势,不断致力于电池 储能技术的开发。日益成熟的润峰铁锂电池技术为实现绿色概念提供了坚实的技术保证。 历经多方认证,润峰铁锂电池具有出色的大功率充放电性能,解决了风能、太阳能功率不 稳的难题。有了铁锂电池储能电站的功率补偿,风能、太阳能电站的输出功率得以稳定, 大大提高上网比例,增强电网安全性。同时,可以减小电网传输线损,提高输电线路和设 备的使用寿命,促进新能源产业化发展。我公司所推出的兆瓦级储能系统是一种独特的能源存储设备,可以很容易的添加到任 何电网连接的电力系统中,在削峰调谷、平衡输电方面,起到了至关重要的作用。一个友好 的用户控制界面,能让用

4、户决定每天在什么时间,并有多少能源被存储(如:来自与电网 连接的太阳能系统,这也让用户决定在什么时间,并有多少储能能够被使用或能够出售给 公用设施。这种性能允许用户能从任何电源系统中获得最大限度的投资回报率,并确保能 源在特殊情况时可被功率负载所利用(如:假如没有充足的阳光或电网不可用时。随着全 球电力需求逐年增长,用电高峰和低谷的负荷差距越来越大,铁锂电池储能电站作为一项 新兴技术,将给电网储能领域带来革命性的技术更新,具有巨大的社会效应和经济效应。 1.2 如何使用本手册本手册将为兆瓦级储能系统的用户提供详细的产品信息和安装使用说明,用户在使用 本产品前请仔细阅读本手册。本手册中的符号说明

5、 警告:表示非常重要的说明,可能会出现安全方面的问题,以斜体字表示。 注意:给用户提供的建议或备注信息,加下划线“_” 。1.3 重要的安全规范说明l系统设备安装连接必须由专业人员经培训合格后方能上岗操作;l在安装和使用前请仔细阅读本手册,若未按本手册中的说明进行安装和使 用而出现设备损坏,本公司有权不进行质量保证;l遵守本产品的安全规范,应保证不带电安装;l硬件设备安装时,除了接线端子外,请不要改动任何部件的其它部分;l客户端PC属专用,不得作其它用途,除手册中指定的软件外,请不要再安 装其它的软件,以免影响产品软件系统的正常运行。2 系统说明兆瓦级储能系统是一个智能的多种类型电力能源存储解

6、决方案,既有着多种灵活的方 式独立运行,也可以嵌入到客户原有的电力自动化系统运行。本系统主要用在低压电网中,具体有以下几种应用模式:l在电网用电负荷低时,本系统从电网吸收电能并存储到大容量的电池中; l在电网用电负荷高时,本系统把储存的电能释放到电网中,起到调整电网峰值 的作用;l在特定的时间段(白昼内,本系统从太阳能电池板中吸收电能并存储到大容 量的电池中;在用电价格(分时段电价高的时间段内,本系统把储存的电能释放到电网中,起到节能增效的作用;l根据用户需要,本系统从电网或太阳能电池板是吸收电能并存储到大容量的电 池中;在电网停电时,本系统把储存的电能释放给用户的终端电器使用,起到备用电源的

7、作用。 兆瓦级储能系统部署示意图2.1 特点l安全高效、节能环保 l采用模块化设计l图形用户界面监控、管理设备的运行状态l通过Intelnet远程控制和在线编程l高效整合和使用可再生能源l产生最大的投资回报率l当需要时可用作备用电源l易于安装、使用与维护2.2 主要组成l磷酸亚铁锂电池组l电池管理系统(BMSl能量转换系统(PCSl储能电站监控系统l储能用集装箱2.3 主要功能l削峰填谷l应急独立逆变功能l灵活接受电网的调试指令l动静态电网支撑以及无功功率补偿l远程监控管理与在线编程 2.4 使用场合l负荷波动大的工厂、企业、商务中心等;l需要具备“黑启动”功能的发电站;l发电质量有波动的太阳

8、能、风能和潮汐能发电站;l需要夜间储存能量以供白天使用的核能、风能等发电设施;l因环保问题而限制小型火力调峰发电站或其它高污染发电站发展的区域;l户外临时大型负荷中心。3 安装使用说明3.1 硬件设备安装 本系统硬件设备必须由经过培训的专业工程技术人员在户外进行安装。 储能系统里存在高压,非专业人员及未经批准的人员严禁靠近、操作及触摸,以免 造成高压触电危险。l系统整体框架外观图: 3.1 兆瓦储能系统整体图在以上图中,本系统硬件设备需要和 380V 三相电源连接,作为储能/放能 的能量传输途径;需要一台专用客户端 PC,通过局域网,来实现用户与系统 设备的人机交互;还需要与 Intelnet

9、 连接,来实现远程监控管理与在线编程。 整个系统中的每一部分都可以按用户的要求来定制。l系统连接图如下所示: 单台 PCS 下辖电池堆以及配套 BMS 组成实例 储能监控系统互联实例 3.1.1系统规格参数标称电压(V 691 ± 5标称容量(Ah 1600储存能量: 常规1 MWH充电截止电压(V 756 ± 5放电截止电压(V 626.4 ± 5标准充放电流(A 320 ± 10最大充电电流(A 480 ± 10工作效率(% 95功率因数 0.99交流电量输入: 常规充电200kW,380/400V,50/60Hz,0.2C(A交流电量输出

10、: 常规放电200kW,380V/400V,50/60Hz,0.2C(A 绝缘防护 > 20000K耐高压 > 10KV外箱体尺寸: 6058(长 * 2458(宽* 2896(高 mm x 2(储能集装箱外箱体重量: 约16tx 2操作温度: 0 o C to 50 o C储存温度: -20 o C to 45 o CBMS保护功能: 电池过充、过放保护,电池过/欠压保护,电池过/欠温保护,过/欠SOC保护,单串电压实时监测,容量的重新标定PCS保护功能: 短路保护,过/欠压保护,过/欠频率保护,过温保护,孤岛保护,极性接反保护监控系统功能: 对 BMS、PCS 运行状况以及与接

11、入对侧的变电站交换信息进行采集、接收、处理,确保相关应用策略的实现主要功能: 实时监测/控制交流/直流电压,电流,温度,电池 SOC,电池容量标定,事件反馈与管理 网络通讯: 数据流量<6kbps,直接以太网,或客户的联网方式3.1.2 电池组规格参数电池组的数量 288单箱电池的容量 200 Ah单箱电池的充电电压极限 21.9 V单箱电池的放电电压极限 15.0 V恒定充电电流 <0.3C (A恒定放电电流 <0.3C (A电池充放电周期寿命>1500 次充电操作环境温度范围0 50 放电操作环境温度范围-20 50 自放电系数<3% 每月重量60 ±

12、; 0.5 Kg 详细功能规格参数请参考1MWh 电站储能系统产品规格书。3.1.3 BMS 功能此套电池管理系统是根据大规模储能电池阵列的特点设计的电池管 理系统,针对使用磷酸铁锂电池为储能单元的储能电池阵列,完成电池 阵列状态监控、保护、报警等功能。系统主要功能特点如下:l对电池组全方位进行管理和保护,最大化延长电池成组寿命;l模块化结构,扩展性强,最大可支持360串锂电池串联;l高精度单体电池电压检测(±1mV,提供准确过充、过放保护;l主动式全时平衡,瞬间均衡电流大于5A,平均均衡电流大于2A, 防止电芯之间的不平衡现象,维护电池组容量,延长电池组寿命;l系统内部数据传输采用

13、CAN2.0 高速总线,数据信息反馈高效及 时;l高精度电流检测,有效防止充放电电流过大,损伤电池寿命;l对每串电池采用分布式SOC 估量,电池功率管理能深入针对每串 电池进行控制,有效的提高电池组寿命;l多点温度监控。3.1.4 能量转换系统功能l并网自动充电(根据储能元件的特性选择充放电策略,如典型的 四阶段充电管理;l并网放电时,放电倍率可预先固定设置或者从监控系统实时控制;l并网放电时,PQ 解耦控制,分别独立控制有功和无功;l并网运行时,与电网调度系统相配合,可按照历史曲线或者实时 负荷进行调峰,实现电网的“削峰填谷” ;l并网运行时,与电网调度系统及 AGC 相配合,可实现电网一次

14、和 二次调频;l并网运行时,与 AVC 相配合,可实现电网静态无功控制;紧急情 况下可紧急输出无功,避免负荷低压脱扣及电压崩溃,实现动态无功控制;l离网运行时,可为孤网内的负荷提供稳定的电压和频率,并可防 止过功率放电; l并网运行时,可作为系统的快速事故备用,以防止低频减载;l并网运行时,可实现对波动性间歇式能源输出功率的平抑,改变 间歇式能源的输出特性,满足电网调度和稳定的要求;l具备完备的保护功能,在各种故障情况下能保护变流器及电池的 安全;l具备完善的自检功能,能对其二次控制回路的开入、开出、CPU 进 行自检,对三相电网电压相序等外部电流量进行检查,以防止硬件损坏、接线错误等引起的工

15、作异常;l具备以太网、快速 CAN 通信接口和 RS485 接口,提供开放式 MODBUS、IEC61850 规约,便于接入监控系统或者外部的控制系统;l提供中文液晶 MMI(人机接口,支持就地设置定值、参数等操作;l提供 CSPC 调试软件,可以方便地完成故障录波、定值整定、开入 开出测试等功能。3.2 硬件设备的操作3.2.1 上电与断电l上电系统设备的上电,必须要经过以下步骤:1 闭合电池系统端直流断路器;2 闭合三相交流断路器;3 闭合 PCS 端交流断路器; 4 检查 PCS 的 LCD 屏幕是否正常点亮,上电时需要几秒钟的启动自检过程,自检完毕后是否正常轮流显示电压/频率等数据。然

16、后再等待3 分钟后系统启动完毕,进入就绪模式。l断电系统设备的关闭,必须要经过以下步骤:1 通过终端主机软件终止 PCS 运行;2 断开三相交流断路器;3 断开 PCS 端交流断路器;4 断开电池系统端直流断路器;经过以上的步骤,系统会进入完全停止的模式,不能接受任何的远 程访问,除非再执行上电的步骤。 这种模式下用于设备的软/硬件检修。3.2.2 系统运行模式该储能系统运行模式有“并网运行”和“离网运行”两种模式。其中“并网 运行”模式分为并网充电状态、并网放电状态、待机状态、故障状态和紧急停 机状态五种工作状态; “离网运行”模式有独立逆变状态、待机状态、故障状 态和紧急停机状态四种工作状

17、态。两种运行模式及工作状态如下: 运行模式及对应的工作状态示意图3.2.2.1 并网运行模式储能系统与电网相连,从电网吸收或向电网释放能量。1并网充电状态并网充电状态是指 PCS 的交流侧与电网交流母线连接,直流侧与蓄 电池、BMS 相连,且根据电池的荷电状态,通过外接交流母线吸收有功对 蓄电池进行充电。系统上电且被设置为“并网充电状态”时,PCS将用默认充电策略和 充电参数对蓄电池进行充电,用户可以在设备面板上或上位机上通过 “就地控制”或“远程控制”的方式修改充电参数(电流、电压。并网充电控制策略分为预充、快充、均充和浮充四个阶段(随不同 的电池充电特性有所变化,充电策略由PCS 根据电池

18、当前的SOC 自动 选择,充电参数由蓄电池厂家提供的技术参数进行修改。PCS由并网放电状态、待机状态等其它状态转为并网充电状态时, 均由PCS自动判别需要采用的充电策略:v 当蓄电池长期不用致电压过低时(低于U1,将首先进入“预充” 阶段,按照小电流恒流充电;v 当蓄电池电压高于U2 且低于U3 时,自动进入“快充”阶段,按 照0.2C 进行大电流恒流限压充电;v 当蓄电池电压高于U3 时,自动进入“均充”阶段,按照恒压限 流方式进行充电;v 在“均充”阶段,当充电电流低于某个小电流定值时,自动进入 ,按照小电流进行恒流限压充电;“浮充阶段”v 当浮充过程达到设定时间时,电池充满,自动转入待机

19、状态。以上默认的充电控制参数允许用户根据蓄电池厂家提供的技术参数 通过客户端PC中的系统图形用户界面进行修改, 从而生成充电的客户事 件,并将该事件以指令形式发送给系统设备。系统设备接收到指令后, 按指令要求自动进行相应的充电过程, 并在达到条件后自动结束充电过 程,回到就绪状态。2并网放电运行状态并网充电状态是指PCS直流侧与蓄电池组相连,交流侧与电网交流 母线连接,根据电网需要,按照主控给定的功率和功率因数,将蓄电池 能量逆变送往外接交流母线的过程。PCS在并网放电状态下,按默认的“电网侧恒功率”放电策略和放 电参数进行放电, 用户可在就地通过液晶面板或远程通过上位机修改参 数,放电电流不

20、得超过预设的定值,放电功率不得超过100kVA。并网放 电状态下, PCS的放电功率/功率因数可以通过就地控制或远程控制实时 进行修改。用户通过客户端PC中的系统图形用户界面程序,生成放电的 客户事件,并将该事件以指令形式发送给系统设备。系统设备接收到指 令后,按指令要求自动进行相应的放电过程,并在达到条件后自动结束 放电过程,回到就绪状态。关于如何使用客户端 PC 中的系统图形用户界面程序, 进行充电或放 电过程,请参阅 PCS 系统使用说明。3.2.2.2 离网运行模式储能系统与电网断开,独立与负载相连,为负载提供电能。离网运行模式的正常工作模式为独立逆变状态, 它是指PCS外接的交 流母

21、线与电网断开,其作为恒压/恒频的交流电源外接入交流母线,根 据负载需要以及蓄电池的荷电状态, 按照主控的指令独立为交流母线上 接入的负载供电的状态。“就地 独立逆变状态控制方式有“就地控制”和“远方控制”两种,控制”方式下,PCS根据控制人员事先设定的电压和频率参数,自动恒 “远方控制”方式下,PCS接收上位机的控制指令,实时 压、恒频运行;设定输出的电压/频率值。3.2.2.3 并网模式与离网模式共同的工作状态1待机状态初始上电时,当检测到直流侧和交流侧均已准备就绪,且蓄电池组 达到工作条件时,PCS进入待机状态,准备接收运行模式及工作状态控 制指令,控制指令可以通过面板上的液晶屏就地设置,

22、也可以通过远程 的上位机发送。系统在以下几种情况下将处于待机状态: v其他工作状态没有被选定,系统自动进入待机状态;v当PCS 被设置为并网充电的工作状态,蓄电池组充满以后;v当PCS 被设置为并网放电或独立逆变工作状态,蓄电池组放电 终止以后;v当PCS 处于可恢复的故障状态(如过温时,在一定的恢复时 间内,设备进入待机状态;v当达到故障恢复时间并判断故障已清除后,设备重新进入设定 的工作状态。2故障状态故障状态是一种特殊的待机状态的形式, 特点在于PCS 根据检测到 电压、电流、温度、开入开出等状态信号异常而自动封锁脉冲停机,从 而保证设备及人身安全。根据故障严重程度不同,将故障分为可恢复

23、故 障和不可恢复故障两类。 将分别采取手动或自动复位措施后方可重新运 行。可恢复故障发生后PCS 将持续监测故障是否消除,如果故障未消 除,则保持故障状态;如果故障消除,满足一定延时及安全判据后,重 新转入故障前工作状态。对于不可恢复故障,则需要人为干预,通过液,先确认清除故障标志,再开机。 晶“就地控制”或上位机“远程控制”若故障依然存在,变流器进入保护程序,必须由专业人员维修后重新使 用。3紧急停机状态紧急停机状态是指在紧急状态下,人为干预控制变流器停机,此 时PCS 将立即封锁脉冲,同时断开直流侧和交流侧的接触器,但此情况 并非设备一定有故障。当设备正常工作时,按下面板上的红色紧急停机

24、按钮时,立刻停机。若在紧急停机后,需要再次开机,必须先弹开紧急停机按钮,再 通过液晶关机清除紧急停机保护程序,再通过液晶开机,机器才能正常 工作。若没有关机确认清除紧急停机保护程序,直接按开机,机器没有 反应属正常情况。3.3 软件使用说明3.3.1运行环境n硬件配置u CPU:Intel Core 2u 内存:2GBu 硬盘:320Gu 显示:建议使用 1024 * 768 以上的分辨率n操作系统u Windows XP SP3n应用软件u MS Office2003u 储能系统监控软件 3.3.2系统软件操作说明及其功能介绍 1 双击桌面智能电网储能系统软件快捷方式 ,进入山东润峰智能电网

25、电池储能系统操作界面(如下图 ,当前界面为“光伏监控系 。统总揽”该界面是系统主界面,默认情况下会显示该界面。界面上部分为标题栏,右侧显示日期、时间及当前用户。左侧是导航栏,用于切换各个界面。下部为用户登录区和报警区域。用户登录区用于操作人员的登录、注销及退出。报警用于显示最新报警信息。 光伏监控系统总揽图 2 当用户要进行某些操作时,需要进行登录操作,通过身份验证后方可进行相关操作。在操作界面右下方处,点击“登录” ,系统将弹出 如下的登录对话框,选择正确的“用户名”及“密码” ,点击“确认”按钮,即可完成登录系统。当登录成功后,屏幕的右上角的“当前。用户”处将显示当前登录的用户名称。其中,

26、登陆密码为“admin” ,显示系统变流器主界面,该界面下图所示,显示了 3 点击“变流器”该变流器的所有信息,包括变流器运行状态、故障信息、输入输出 电流电压、功率、日发电量、总发电量信息,右侧还可以显示变流 器当前功率实时曲线,形象的反应当前该变流器发电功率。 4 点击“DC/DC”,即可进入 DC/DC 系统状态信息界面,该界面形象的展现了 8 个 DCDC 系统工作状态信息及实时数据信息。 5 点击“电池管理” ,即可进入电池管理系统状态信息界面;该界面主要显示了电池管理系统的状态及实时数据信息,包括最大允许充放 电流、总电压电流等。 6 当单击导航栏“报表信息”时,即可进入报表信息主

27、界面,通过点击查询时间控件选择要查询的日期,再点击“查询历史” ,可查看所 有变量信息;点击“打印”按钮,将对所查询信息通过打印机进行 报表打印。 7 点击导航栏“告警信息” ,便会出现系统相关的告警信息,当该系统中的 DC/DC、变流器、电池管理系统等设备产生故障,报警数据上 传到监控中心,系统将产生报警记录,在屏幕右下方的“报警信息 条”显示最新报警信息;用户也可以通过“报警信息”画面查看报 警信息,点击左侧“报警信息”按钮,进入报警画面,用户可以查 看到当前报警的详细信息。 8 当需要将系统并网并作充放电设置时,单击手动控制,进入充放电“运行模式设置”设置中 0、1、2、3、4 运行模式

28、设置窗口。其中,依次表示无操作、恒流充电、恒功率充电、恒流放电、恒功率放电。“电流设置”为充放电电流值(如下表,设置完毕,点击启动即可 (如图所示,正处于恒流放电中,放电电流为 12A 。“功率设置”与“电压设置”在操作应用中,几乎较少用到,在此不作详细说 明;序号 运行模式 设置模式编码0 无操作 01 恒流充电 12 恒功率充电 23 恒流放电 34 恒功率放电 4 9 相关设置完成后,单击注销,系统便返回主界面,即系统总揽界面;在注销的情况下,其界面相关数据和参数无法查看和修改,若要查 看和修改,需要再次登录; 4 运行与维护4.1 系统投运装置投运前应仔细核对下列检查项:1 系统中,相关直流或交流断路器开关是否处于断开状态;2 铁锂电池组连线、设备连线及其他的相关连接线是否正常;3相关接插件、端子头连接是否正常,有无松动;4如无特殊需要,应定期备份并清除系统内的试验记录数据;5系统显示应无任何告警;6检查通讯与网络连接是否正常。4.2 系统运行由于该储能系统具有完善的软硬件自检功能, 最有效的日常维护手段就是 监视上位主机界面及LED指示灯的状