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文档简介

500kW/2MWh2022目录综合说明 1设计依据 1项目概况 2主要技术原则 2技术经济指标 3系统一次 4商业用电概况 4负荷情况及预测 4接入系统方案 4建设规模 7短路电流分析 7储能系统部分 8电池选型 8储能电池安装方式选择 9PCS选型 10电池管理系统(BMS) 12储能系统总体设计 17储能系统效率分析 18储能系统安全性 18预制舱 19电气部分 24电气主接线 24电气设备布置 25防雷接地 25电缆敷设 26站用电及照明 264.6.储能单元电气保护 27二次系统部分 28EMS能量管理系统 28图像监视及安环系统 32土建部分 336.1概述 33总平面布置与交通运输 33储能站建构筑物 34采暖通风 34给排水 34消防部分 35消防设计原则 35建设规范 35电池消防 37电气消防 38火灾报警及控制系统 38环境保护及安全生产 39环境保护 39节能减排措施 40劳动安全 41施工条件及大件运输方案 44主要施工方案 44工程概算 44编制依据 44概算表 45综合说明设计依据1)GB/T36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》2)GB/T36545-2018《移动式电化学储能系统技术要求》3)GB/T36548-2018《电化学储能系统接入电网测试规范》4)Q/GDW11725-2017 《储能系统接入配电网设计内容深度规定》5)Q/GDW36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》6)Q/GDW36276-2018《电力储能用锂离子电池》7)Q/GDW36549-2018《电化学储能电站运行指标及评价》Q/GDW36558-2018 《电力系统电化学储能系统通用技术条件》Q/GDW10769-2017 《电化学储能电站技术导则》GB/T34133-2017 《储能变流器检测技术规范》GB/T《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》GB/T34120-2017 《电化学储能系统储能变流器技术规范》Q/GDW10696-2016 《电化学储能系统接入配电网运行控制规范》Q/GDW10676-2016 《电化学储能系统接入配电网测试规范》NB/T1816-2018 《电化学储能电站标识系统编码导则》NB/T1815-2018 《电化学储能电站设备可靠性评价规程》NB/T42090-2016 《电化学储能电站监控系统技术规范》NB/T42089-2016 《电化学储能电站功率变换系统技术规范》NB/T42091-2016 《电化学储能电站用锂离子电池技术规范》NB/T42090-2016 《电化学储能电站监控系统技术规范》NB/T42089-2016 《电化学储能电站功率变换系统技术规范》Q/GDW11376-2015 《储能系统接入配电网设计规范》Q/GDW11294-2014 《电池储能系统变流器试验规程》Q/GDW1564-2014 《储能系统接入配电网技术规定》序号序号项目名称主要技术条件1储能单元含2个电池舱和1个PCS舱,单电池舱电池容量为1MWh2电气主接线400V负载侧母排接线Q/GDW697-2010 《储能系统接入配电网监控系统功能规范》Q/GDW1884-2013 《储能电池组及管理系统技术规范》Q/GDW1885-2013 《电池储能系统储能变流器技术条件》Q/GDW1886-2013 《电池储能系统集成典型设计规范》Q/GDW1887-2013 《电网配置储能系统监控及通信技术规范》Q/GDW11220-2014 《电池储能电站设备及系统交接试验规程》Q/GDW11265-2014 《电池储能电站设计技术规程》项目概况项目自然条件(1)项目地理位置项目位于xxxx,占地xxx万平方米,总建筑面积xxx万平方米。(2)项目安置地点储能系统布置场地为xxx50m(地基下方为实地,有道路(2.5m,2.7m)可到达,四周围栏外为植树和草地。(3)站外交通运输及公路的引接项目安置地位于楼栋之间。距道路约200米,交通运输便捷。主要技术原则500kW/2MWh250kW/1MWh21PCS表1.3.1-1项目工程主要技术方案表序号项目名称主要技术条件3短路电流变压器低压侧短路电流为36.085kA4主设备选型1)电池:205Ah磷酸铁锂电池单体电压3.2V/只2)储能变流器:250kW5自用电系统(BMS间市电取电。6监控系统一体化监控系统完成全站监控及远传,按无人值班运行设计7电力计量0.5S技术经济指标表1.4.1-1 主要技术方案和经济指标统计表序号项目技术方案和经济指标1储能规模,型式500kW/2MWh,预制舱2400V电气主接线单母线3PCS型式、数量250kW/2台4地区污秽等级/设备选择的污秽等级D1级/D2级5运行管理模式无人值班6架空线长度/电缆长度(km)1007动力电缆(km)508控制电缆(km)259接地材料/长度(m)扁钢/5010储能电站总用地面积(㎡)20011挖方/填方(m3)12购土/弃土工程量(m3)13动态投资(万元)14静态投资(万元)15建筑工程费用(万元)16设备购置费用(万元)17安装工程费用(万元)18其他费用(万元)19建设场地征用及清理费(万元)系统一次商业用电概况(10kV)→变压器(10kV/0.4V,2000kVA2台)→低压柜(400V)。10kV1负荷情况及预测2000kVA,50kW,负载2.5%2#2000kVA,150KW7.5%同时由于当地峰谷电价相差很大,现考虑在1#、2#变压器低压侧增加250kW/1MWh500kW/2MWh。储能系统可根据当地分时电价及负载的实际情况做出针对性的控制策23:00-7:00,11:00-13:0016:00-17:00通过削峰填谷,节约电费,同时降低变压器及线路损耗,提高经济效益。接入系统方案0.5MW/2MWh21#、2#400V1#2#变压器低压母线侧。图2.3-1单套250kW/1MWh系统示意图400V1#AA32#AA172.3-22.3-3。2.3-21#变压器储能并网接入点2.3-32#变压器储能并网接入点建设规模本项目初步建设规模为250kW/1MWh系统两套,共计500kW/2MWh。短路电流分析短路点发生在储能电站范围内,即变压器低压母线外此时系统至短路点的转移阻抗比未接入储能系统时增大,系统侧的短路电流相应比原始短路电流(未接入储能系统)减少,这种短路情况对原有设备不会造成影响。1#2#变压器母线侧此时变压器低压母线上流经短路电流包括原始短路电流叠加储能电站流出短路电流。受限于逆变器内功率器件影响,储能电站的最大输出电流不会超过额定电流的1.5倍,即562.5A。1#、2#36.085kA,储能系统投入运行后,变压器36.647kA,原变压器低压出线侧断路器额定分断能力为50kA,短路电流分析结果确认新上储能系统不会对整个配电系统及原有设备造成影响。储能系统部分3.1.1锂离子电池储能锂离子电池以锂金属氧化物为正极材料,石墨或钛酸锂为负极材料,其3.1-2定、工作温度范围宽、自放电率低、可大电流充放电等优点。磷酸铁锂的理170mAh/g100%(D0D)200080%1~3(1C~3C)下持续70~80%5000~60003.1-2所示:图3.1-1锂离子电池结构本设计采用磷酸铁锂蓄电池。其生产产能高,出货量大,生产流程采用全自动设备,产品一致性较好,循环寿命高,生产环节无环境污染。模块化设计使得生产与安装便捷。同时比能量密度高,占地空间小。电池单体额定电压/3.2V/205Ah80%DoD10000具体参数如下表3.1-3所示:表3.1-3磷酸铁锂蓄电池性能参数表项目规格备注单体电池型号WS-B205电芯种类磷酸铁锂单体额定容量205Ah单体标称电压3.2V单体电压工作范围2.5~3.65V电池工作温度充电0℃~55℃放电-20℃~55℃最大放电电流≤410A30S持续放电电流≤102.5A持续最大充电电流≤410A30S持续充电电流≤102.5A持续循环寿命≥1000025℃,80%DOD单体电池重量3.95±0.12kg能量密度166Wh/kg直流内阻≤1mΩ电池尺寸厚度:53.7±0.5mm宽度:174.7±肩高:200.5±0.5mm储能电池安装方式选择3.2.1安装方式比较储能电站目前有两种安装布局方式:站房式和预制舱式。的不同,储能楼一般包含多个电池室、双向变流器室、配电室等。站房式一般用于大型储能电站,目前国内电网侧几个大型的储电站均是采用的站房式设计。预制舱式是参考标准集装箱的基本设计和外形尺寸,经过改造和装修后,将电池堆、储能双向变流器(PCS)、配电柜等安装在预制舱体内。预制舱式一般应用在中小型储能系统,如分布式储能、移动储能车等。两种安装方式各有优缺点,其中站房式的安装造价比预制舱式的低,后期运维也更方便,但是站房具有建设周期较长,不灵活的缺点;而预制舱式安装方式具有节省施工周期,可移动优点,根据本期建设容量和场地情况,本工程选用预制舱式安装方式。PCS储能变流器(PowerConversionSystem,PCS)是电化学储能系统(和/或负荷控制蓄电池的充电和放电过程,进行交直流的变换,在无电网情况下可以直接为交流负荷供电,是储能系统的核心设备,采用高品质性能良好的成熟产250kWPCSDC/ACPCSPCSCANEMS讯,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。PCS变流器本体要求具有紧急停机操作开关,并具有防误碰保护。变流器具备显示各项实时运行、实时故障、历史故障数据等。变流器装置向本地交流负载输送电能的质量,在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等方面应满足国家相关标准。技术特性表3.3-1:储能变流器电气参数项目规格备注型号等级WS1-250K直流侧参数电压范围DC600V~DC900V最大电流400A最大功率275kW交流并网参数电网类型三相三线额定功率250kW额定电压AC380V额定电流379A电压范围-15%~+15%额定频率50Hz/60Hz±5Hz功率因数-1~1输出谐波≤3%通信及管理通信接口RS485、CAN、LAN通信协议CAN/ModBusTCP/ModBusRTU安装方式柜式最高效率97.3%遵循标准《GBT34120-2017电化学储能系统储能变流器技术规范》防护等级IP20冷却方式风冷,智能风扇调速尺寸(W*H*D)1050*2000*850mm环境工作温度-25℃~55℃45℃以上需降额相对湿度0%RH~95%RH工作海拔高<3000m3000m以上需降额噪音<75dB重量550kg运行控制(1)启动与关停变流器启动时具有完善的软硬件自检功能,装置故障或异常时应告警并详细记录相关信息。启动时还需要确认与监控系统通信正常。变流器设有自复位电路,复位后仍不能正常工作时,应能发出异常信号或信息。启动时间:从初始上电到额定功率运行时间不超过15s。关停时间:任意工况下,从接受关停指令到交流侧开关断开所用时间不超过100ms。装置启动时输出的有功功率变化不超过所设定的最大功率变化率。除发生电气故障或接受到来自于电网调度机构的指令以外,多组变流器装置同时切除的功率应在电网允许的最大功率变化率范围内。(2)装置的控制方式储能变流器应设置三种控制方式:就地,远方。就地:该模式下储能双向变流器就地控制单元不接受监控系统上位机的远方命令。允许操作人员在就地按照工况流程逐步操作、确认,最终实现工况的稳态运行。远方控制:由能量控制系统远方发布命令,实现工况的自动启动或者停止。就地控制在柜体的操作面板上完成,远方控制通过监控系统按照通讯规约下达控制指令来完成。控制方式远方、就地优先级依次提高。储能变流器的控制参数就地、远方均可设置。电池管理系统(BMS)电池管理系统框架电池系统的保护及监测功能由BMS电池管理系统实现,电池系统的BMSCCMBMU、BCU,每级模块主要功能如下:CCM:12SBMUBMU:CCMCANBCUBCUCCMBCU:检测整组电池的总电压、总电流,收集下级BMUCANEMS图3.4-1BMS架构图电池管理系统功能电池管理检测模块(CCM)和电池管理单元(BMU)是管理电池模组级单元(单个电池模组或多个电池模组),监测电池状态(电压、温度等),并为电池提供通信接口。电池管理系统(BMS)是监测电池的状态(温度、电压、电流、荷电状态等),为电池提供通信接口和保护系统。BMS应实现电池组内监测与保护,具体要求如下:BMS85℃。BMS模块温度、电池模块电压、串联回路电流、绝缘电阻等参数。各状态参数测量精度应符合GB/T《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》中“5.2BMS最大充电电流,最大放电电流等状态参数,且具有掉电保持功能,具备上传监控系统功能。各状态参数测量精度应符合GB/T34131-2017《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》中“5.3BMSBMSCANCAN2500VBMSBMS(SOC)进行高精度的估算,SOC≤30%时精度要求≤5%;30%<SOC<80%时精度要求≤5%;SOC≥80%时精度要求≤5%,并能够对SOC值进行动态校准,提供相应的SOC精度估算表。BMS电、过放电,以防止发生充电电流和温度超过允许值。在充电过程中,电池允电电压应控制在最高允许充电电压内;在放电过程中,电流放电电压应控制在最低允许放电电压内;应能向热管理系统提供电池温度及其他控制信号,并协助热管理系统控制,实现电池间平均温差5℃。BMSBMS等措施,确保电池组的安全稳定可靠运行。电池管理系统性能指标表3.4-1电池管理检测模块(CCM)典型参数项目最小值典型值最大值备注供电电源(V)10-60模组供电工作功耗(mA)13静态功耗(uA)20单体电压检测数量(S)512各单体需低阻抗串联单体电压巡检周期(ms)20单体电压检测精度(mV)±5±10电压通道输入范围(V)05温度传感器数量(Ch)024传感器类型:NTC10K1%温度测量范围(℃)-40105温度采样周期(ms)150500温度检测精度(℃)≤±1℃(NTC,@-20~65)均衡放电电流(mA)070100电阻旁路均衡模式均衡充电电流(mA)///对外通讯接口数量11专用总线波特率(kbps)2505001M3.4-2(BMU)典型参数项目最小值典型值最大值备注供电电源(V)92436低压供电工作功耗(W)12BMU自身功耗静态功耗(mA)0.51管理CCM数量(PCS)9管理串联电池数量(S)120(Ch)02开关量驱动能力(A)13额定驱动电流,DC24Vmax开关量稳定时间(ms)1030I/O数量21路输入,1路输出对外通讯接口数量111路CANCAN总线波特率(kbps)250500可选配3.4-3(BCU)典型参数项目最小值典型值最大值备注工作电源(V)92436低压供电工作功耗(W)23BCU自身功耗静态功耗(mA)12管理串联电池数量(S)300开关量输出数量(Ch)862开关量驱动能力(A)13额定驱动电流DC24Vmax,开关量稳定时间(ms)1030模拟信号检测AI(Ch)4数字信号输入DI(Ch)4数字信号输出DO(Ch)4对外通讯接口数量(Ch)33路CAN总线CAN总线波特率(kbps)125250500电流测量范围(A)-FSR+FSRFSR为选择霍尔传感器或分电流测量精度(%FSR)±0.5±1电流测量周期(ms)50总电压测量范围(V)01000总电压测量精度(%FSR)±0.5±1总电压测量周期(ms)100总电压检测通道数24绝缘电阻检测精度(%)810绝缘检测周期(ms)100SOC估算精度(%)56SOH估算精度(%)810储能系统总体设计32PCS2MWh,分为两条储能支路,每条1250kW1MWh11#2#400V3.5-1。图3.5-1储能单元原理图储能系统由储能电池、储能变流器(PCS、电池管理系统(BMS、能量(EMS)构成。储能电池通过PCSDC/AC作为逆变装置将储能电池储存的电能从直流变为交流,支撑小区内相关BMS传给EMS,EMS储能系统是通过软件系统充放电的。既可以实现单点控制也可以进行总PCS围内可以按需调节;系统采用一键式控制,各储能单元根据总指令需求再进0-0.5C储能系统效率分析电池储能系统与并网接口点之间的电能交换经过PCS节,在充电和放电的过程中,每个环节都有一定的电量损失,再考虑电池系统本身存在的充放电电量损失,因此,整个系统的效率,受到三个因素的影响。根据现有的行业标准及设备的制造水平,充放电综合效率(OverallEfficiency)由PCS效率(~97%、电池充电效率(~90%、及线损(~3%)(~10%)1Wh(DOD90%考虑0.87W(1*0.9*(0.97*0.997)1.034W(0.9/(0.9*0.97*0.997。BMS节,从而杜绝氢气的产生。电池舱内安装了一系列排风措施确保任何易爆气体被及时监测并排出。每个储能预制舱内配备自动消防灭火设备。运行安全保障BMS池状态、设备运行状态、电网状态等信息实施全程监控。同时对电池健康状态进行诊断并可对有轻微问题电池进行自动修复,对错误运行状态或不正常运行情况进行报警并及时通知。电力设备安全保障储能系统拥有直流侧与交流侧的电压、电流过载保护,短路保护,过温保护,及电网安全保护。在电网电压、相位、频率不稳定并超过设备内设置的阈值时会立刻进行报警或进一步进行停机保护。预制舱防火系统设计自动消防报警和灭火系统是储能系统安全运行的一个重要保障环节,当储能系统出现消防或烟雾报警后能迅速做出反应,从而保障储能电站的安全和降低设备和财产损失。预制舱防火设计从以下几个方面展开;对电池系统、PCS设备和电池箱体、柜体及线缆等设备的材质选用阻燃材料;50mm,耐火极限不1h;预制舱内设置手动\自动一体化气体灭火系统,灭火介质采用七氟丙烷(HFC-227ea)和干粉灭火装置,其中,柜式七氟丙烷安装在电池舱内,PCS预制舱21PCS预制舱一般性要求IP54(25预制舱喷涂均一颜色。预制舱外壁LOGO15kW。55℃1.5W/(m²·℃)。25≥20%,阻沙率≥99%。防震:在运输和地震条件下预制舱及其内部设备的机械强度满足要求,不出现变形、功能异常、震动后不运行等故障。储能预制舱设备配置(1)电池(PACK)预制舱内部设置电池架安装预埋件,保证电池架与预制舱底板内的预埋件可靠连接。(2)配电箱配电箱是为室内交流用电设备提供交流电源,具有完成电池室内空调、照明、消防、应急灯、柜内外插座的交流配电;(3)温控系统预制舱需采取有效措施调节控制舱内环境温度,采取的措施应尽可能减少用电量,以保证预制舱对外最大供电能力。舱内空调应具备全年日夜不停运行,245(4)监控系统预制舱内配置视频监控及门磁报警功能。视频设备确保预制舱内部全面监视,实时观察预制舱内的设备情况,当有人强行试图打开舱门时,门磁产生威胁性报警信号,通过以太网远程通信方式向监控后台报警,该报警功能应可以由用户屏蔽。烟温传感器舱内配置烟雾传感器、温湿度传感器等安全设备,烟雾传感器和温湿度传感器必须和系统的控制开关形成电气连锁,一旦检测到故障,必须通过声光报警和远程通信的方式通知用户,同时,切掉正在运行的锂电池成套设备。根据预制舱布置型式,部分预制舱内设置动环主机,采集本舱及相邻舱内的消防信息及温湿度传感器信息,动环主机通过超五类屏蔽双绞线接入至总控舱智能辅助控制系统屏内。(6)舱内照明舱内配置照明灯和应急照明灯,灯具有防爆功能。预制舱内安装应急照明系统,一旦系统断电,预制舱内的应急照明灯会立即投入使用。储能预制舱电气系统(1)控制开关及插座预制舱舱门旁设置照明控制开关,舱内设置五孔电源插座,三相插座地线没接通前不允许供电(即不接通地线,L、N)。电源插座对应配电箱的连接有独立的断路器进行短路、过载和选择性保护。(2)线缆及走线配电箱内不同供电回路的接线端子应用不同的标识颜色(即采用彩色接线端子标识不同供电回路);供电系统内的电线电缆全部采用使用不同颜色标识的交联聚乙烯绝缘阻燃电缆,电缆有独立的绝缘层和护套层,其长期允90℃,电线电缆的额定绝缘耐压值高出实际电压值一个等级。电缆中性线和地线的截面积不小于相线的截面积,电缆相线的最小截面4mm²;配电箱的技术性能、标识、安全性、布线方式等必须符合国标中最严格条款的要求。接地防雷预制舱的螺栓固定点与整个预制舱的非功能性导电导体可靠联通,同时,预制舱提供4个符合最严格电力标准要求的接地点,接地点与整个预制舱的非功能性导电导体形成可靠的等电位连接。预制舱顶部配置连接可靠的高质量防雷系统,防雷系统通过接地扁钢或接地圆钢在不同的4点连接至接地网上。储能预制舱安装预制舱提供螺栓安装固定接口。预制舱底部放置后与墩柱之间无间隙。电缆铠装电缆;进入通讯监控系统的控制电缆采用屏蔽电缆;通讯电缆采用屏蔽双绞线或光纤。电缆敷设:电缆设计及敷设需满足《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007孔、开关柜、控制保护屏柜底部电缆孔洞等。不同电压等级的配电装置及配电装置的不同段之间的电缆沟连接处设置阻火隔墙。电缆沟阻火隔墙两侧各1.5安全逃生及应急系统设计预制舱内有明确的安全逃生通道标示、声光报警设备、安全门,一旦发生危险,人员可以根据安全标示迅速逃离现场。预制舱体尺寸电池架 电池架电池架 电池架 电池架电池架 电池架电池架 电池架电池架 电池架消防瓶空调图3.8-11#储能电池预制舱布置图电池架 电池架电池架 电池架 电池架电池架 电池架电池架 电池架电池架 电池架消防瓶空调图3.8-21#储能电池预制舱布置图图3.8-3PCS预制舱布置图电气部分电气主接线(PCS)250kW250kW/1MWh462.5kW模块并联而成,交流输出汇流后并入变压器低压母线侧,一次原理见下图。图4.1.1-1一次原理图电气设备布置综合考虑安全、施工、运行及维护建设用地等因素,结合电池组布置的方案,采用的储能系统。设2个储能单元、1个变流单元。PCS3GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》5.3.7保护接地主要是舱体机壳安全接地,它是将系统中平时不带电的金属部分与地之间形成良好的导电连接,以保护设备和人身安全。储能柜设立一个对外接地点,在舱体体内部设置一个接地排。防雷接地作为防雷措施的一部器的一端与被保护设备相接,另一端连接地装置,当发生直击雷时,防雷器将产生的电涌引向自身,电涌电流经过其引下线和接地装置进入大地,从而避免电气设备损坏或危及人身安全。本方案中交直流防雷器均安装于储能舱体内,通过能量管理系统监测其故障状态。接地储能站按(DL/T621-1997)《交流电气装置的接地》要求,对所有电气设备外壳以及其它可能事故带电的金属构件均要求可靠接地,具体要求如下:储能站主接地网以水平接地体为主,辅以适当数量的垂直接地体,构成复合接地网。推荐接主地主网采用镀锌扁钢。电缆敷设电缆采用穿管或桥架敷设方式。电缆防火按国家标准GB50217电缆防火与阻燃要求实施。站用电及照明本储能站用电及照明AC220V站用配电装置的布置及设备选型站用电源为AC220V,所有用电开关均设置于储能逆变舱内。配电箱内断路器均采用国内优质品牌,其供电原理如下:图4.5.2-1站用供电原理图站区照明DLGJ56-95预制舱内照明储能单元照明系统由正常照明和应急照明两部分组成,预制舱内正常照明市电供电,应急照明部分疏散指示自带蓄电池。预制舱内统一采用LED照明灯作为正常照明及事故照明,两侧检修门口设置安全通道指示灯和疏散照明灯,各区域照度符合《火力发电厂和变电站照明设计技术规定》要求。储能单元电气保护储能电站直流侧可不配置单独的保护装置,直流侧的保护可由功率变换系统(PCS)及电池管理系统(BMS)来实现。直流侧保护配置应满足如下要求:储能单元保护配置储能单元的保护主要由电池管理系统(BMS)实现。BMS应全面监测电池的运行状态,包括单体/模块和电池系统电压、电流、温度和电池荷电量等,事故时发出告警信息。BMS直流连接单元保护配置PCS,电池出口侧应装设断路器,PCS直流侧可装设隔离开关。该段的保护不独立设置,主要由储能单元的保护实现跳开电池出口侧断路器。功率变换系统(PCS)保护配置功率变换系统(PCS)应具备如下保护功能,确保各种故障情况下的系统和设备安全。下表为功率变换系统(PCS)保护配置。表4.6.3-1双向变流器电气保护类别表分类保护配置本体保护功率模块过流、功率模块过温、功率模块驱动故障直流侧保护直流过压/欠压保护、直流过流保护、直流输入反接保护交流侧保护交流过压/欠压保护、交流过流保护、频率异常保护、交流进线相其它保护冷却系统故障保护、通讯故障保护二次系统部分EMS设计原则(1)储能站按“无人值班、有人值守”模式进行设计。(2)储能站二次控制采用计算机监控系统。(3)综合自动化系统采用开放式分层分布系统结构。5力二次系统安全防护总体方案》等安全防护方案的通知”的要求。并按国家系统介绍(EMS)对储能电站、控制电源系统等电气设备的自动监控和调节,并同时在智能控制调度系统内集成储能PCS能系统的协调运行及系统接入,实现电池储能系统的应用。除实现常规三遥(遥测、遥信、遥控)功能外,储能监控系统根据不同的控制需求,具有多种应用方式,如削峰填谷的应用功能等。电池储能监控系统采用分层、分布式控制方案,一般包括监视层、控制层、就地监控层三大部分。监视层主要负责通讯管理、数据采集、数据处理及运行管理等功能。协调控制层完成系统级的协调控制功能,下发功率控制命令至本地控制器,以实现对各变流器的功率控制。就地监控层由就地监测与控制系统组成,监测PCS性能描述(1)可靠性系统与控制器之间的通讯应快速,可靠。通讯规约采用可靠成熟的工业级通讯总线和开放通讯规约,实时通讯周期不高于1s,响应周期不超过1s,具有看门狗守护程序,系统年可用率>=99.9%;系统平均故障间隔时间(MTBF)>=3000h。(2)可控性远程控制逆变器:PCS待机、启停操作等;门磁信息:获取控制门磁状态,并将状态量保存上传;参数设置:分时电价参数设置,并控制操作正确率>=99.99%;支持可定制化调峰模式,及时调节储能系统的出力,控制时序应与相关保护相互配合,避免逆功率导致储能系统离网。(3)可扩展性具备灵活的硬件扩展功能,支持多种工业通讯总线。(4)实时性数据实时采集,命令执行时间<=1s,画面整幅调用响应时间:实时画面<=5s,画面实时本地数据刷新周期<=1s。数据上行采集周期间隔为3min,支持断点上传;(5)安全性系统网络负荷率平均<=20%,主机CPU平均负荷率平均<=30%。数据库特性(1)监控及能量管理系统应同时支持实时数据库和历史数据库:据,其数值应根据运行工况的实时变化而不断更新,记录被监控设备的当前状态。实时数据库的刷新周期及数据精度应满足工程要求。据可选定周期存放在数据库中。历史数据应能存储12个月以上,所有历史数据应能转存至光盘作长期存档,并能回装到历史数据库作查询之用。(2)数据库管理数据库管理功能包括:式下数据库的完整性和一致性;可方便地交互式查询和调用,其响应时间应满足工程要求;功能描述(1)实时采集BMS数据:采用CAN总线进行电池数据实时采集。BMS将每路电池电芯数据以分包的方式上传至EMS,EMS将数据解包后入库,电芯数据实时存储,PCS数据:PCS的数据按照PCS通信规约进行采集。采集数据包括直流侧的电压、电流、功率;交流侧有功功率、无功功率、三相电压、三相电流频率、功率因数、运行状态、转换效率,报警及故障信息等常用信息,日输入电量、日输出电量、累计输入电量、累计输出电量等。开关数据:继电开关连接门磁信号,在门打开和关闭的两种状态下,单路继电器会把电信号转换成数字信号,然后将数字信号通过RS485传递给EMS,进行告警和预警提示。环境数据:通过RS485采集温/湿度传感器或无线铜排温感数据。(2)控制策略系统分时电价分为尖峰平谷四个时段,尖时段拥有三个时间段时间点灵活可设,峰时段拥有三个时间段时间点灵活可设,平时段拥有五个时间段时间点灵活可设,谷时段拥有一个时间段时间点灵活可设。(3)告警事件告警输入需本地存储,提供界面用户查看及处理告警事件,当数据超过上限或下限时,输出告警信息,告警阈值可定制。a)温/湿度告警当采集到温度点温度达到55℃时,EMS显示报警,并将报警状态上传至云端及手机端,并下发指令给PCS,使其断开正在运行的设备;95%PCS,使其断开正在运行的设备。b)通信采集异常告警:T10S界面上显示告警统计,点击告警统计,显示告警信息数据接口PCS、BMS(可设置31电芯位置/参数配置EMS厂日期、保修期、购买人、联系方式、功率、规约类型等。与系统运行相关的信息,包括配置变流器基本信息\配置接入电表信息\配置其它传感设备及开关信息;(6)权限管理根据不同角色管理,如维护人员、管理员,不同角色登录系统后管理权限各不一样,维护人员只可以查看数据,管理员可以查看数据、远程控制、定制策略、增删档案配置信息等操作。5.2图像监视及安环系统图像监视及安环系统设备包括视频服务器、多画面分割器、录像设备、摄像机、编码器及门禁门磁、水位传感器、温度传感器等。其中视频服务器等后台设备现场监控室已经配置,并交换主机留监视接口。本期建设只需配置兼容的摄像头并连接到就近的交换主机。本期摄像头全部采用网络摄像机,摄像机的视频信号通过网线传输至网络交换机,网络交换机将信号传输至监控室视频服务器进行和存储设备进行视频存储。摄像头的配置方案如下表5.2-1所示:表5.2-1摄像头配置表序号安装地点摄像头类型数量1储能站区室外2台2每个集装箱室内3台安环系统采集设备包括门磁感应器、温湿度传感器、水浸传感器等,其中门磁感应器接入网络IO模块,模拟量转为数字量。所有数据通过串口服务器上传能量管理系统,设备配置方案如下表5.2-2所示:表5.2-2环境信息采集设备配置表序号设备名称安装地点数量1门磁预制舱各门3台2温湿度传感器每个预制舱1个8个3无线温感主机PCS舱3个4水浸探头每个预制舱2个6个5四口网络IO模块各门磁信号线接入2个土建部分概述6.1.1场地概述(4.2m,50(地基下方为实地(路宽2.5m,草地宽为2.7m总平面布置与交通运输总体规划本项目方案以科学安全、绿色环保、节约用地的原则进行设计,最大化3总平面布置竖向布置站区排水拟采用在储能系统周边靠剪力墙位置,建设混凝土排水地沟,并与中间集水坑连通。交通运输场地位于南门(宽4.2m,高3.5m)进门左边50m处(地基下方为实地,有道路(2.5m,2.7m)可到达附近,拟通过吊车将预制舱吊装到布置点(35。站区场地储能系统下铺基础混凝土,混凝土下方为实地,整个区域占地面积约200m2。储能站建构筑物建筑部分本工程设备均集成在预制舱内,使用年限25年,无新建建筑。结构部分(1)预制舱基础基础按施工设计标准,采用钢筋混凝土筏板基础。基础混凝土强度等级C35,钢筋强度等级HRB400。(2)围墙基础围墙基础采用钢筋混凝土条形基础。(3)地基处理依据施工方案分部分项施工,应按规范或设计要求检测密实度,达到要C30600mm10-20m,50采暖通风本工程位于非采暖地区,不进行集中采暖设计。对冬、夏季均有温、湿度要求的舱体设置冷暖空调及排风等装置。每个电池舱体单独设置有一套空调系统。给排水为防止是施工雨雪天气坑内渗水,导致设备锈蚀,要求沿基坑周边浇筑1300mm100mm2mm1:2.520mm,Φ22的2Φ14200mm。消防部分消防设计原则本工程的消防设计应遵循中华人民共和国消防法及国家有关方针政策,贯彻“预防为主,防消结合”的消防工作方针,消防设计要达到自防自救的目的,防止减少火灾危害,保障人身和财产安全。针对于不同建构筑物和设施,采取多种有效且满足其要求的消防措施,采用先进合理、经济可靠的防火技术。在平面布置、工艺设计、材料选用等中要严格执行有关消防标准、规定和规范。建设规范PCS及耐火等级严格按GB51048-201GB50016-2014《建筑设计防火规范》执行。GB51048-2014《电化学储能电站设计规范》11.1.3(戊类为属于不燃烧物品Q/GDW11265-2014《电池储能电站设计技术规程》6.3条规定一致。图7.2-1建、构筑物和设备的火灾危险性分类及耐火等级图图7.2-2建、构筑物的火灾危险性分类及耐火等级图电池消防预制舱内蓄电池消防措施主要采用七氟丙烷自动灭火系统。消防配电线路均暗敷于非燃烧结构内,或采用金属管保护,电缆均采用阻燃型电缆。电缆防火采取封、堵、隔等防火措施。在配电装置的电缆进出口、电缆沟出墙等处用防火堵料封堵严密。七氟丙烷自动灭火系统是集气体灭火、自动控制及火灾探测等于一体的DBJ15-23-1999《七氟丙烷(HFC-227ea)《气体灭火系统-物理性能和系统设计》系统设计及产品标准规范的要求,本系统装置设计先进、性能可靠,操作简单,环保良好等特点。该消防系统由火灾报警控制器//((、供电箱灭火装置(含灭火剂储存瓶、电磁驱动装置、压力信号器)组成。如下图所示:图7.3-1七氟丙烷消防系统示意图本工程基于预制舱布置空间的有效利用,因此采用特殊设计:的时间内,向预制舱内喷放设计规定用量的七氟丙烷,并使其均匀的充满整个预制舱的灭火系统;(3)启动方式采用电磁阀装置启动,此装置在运输过程中必须取下,至预制舱放置固定位置,并全部调试完毕,投入正常使用时,方可安装电磁阀。电气消防PCS事故照明:预制舱内设置有安全通道,且预制舱出入口等处设置灯光显示的疏散指示标志。火灾报警及控制系统根据GB500116-2013《火灾自动报警系统设计规范》的有关要求进行火灾自动报警及联动控制系统设计。在预制舱内设置的火灾自动报警系统设备包括火灾报警控制器、探测器、控制模块、信号模块、手动报警按钮等。监测系统各区域的火警信号,并可根据消防要求对各储能单元实施自动联动控制。火灾报警控制器上设有被控设备的运行状态指示和手动操作按钮。探测器选用感烟、感温探测器,设置手动报警按钮和声光报警器。探测器或手动报警按钮动作时,火灾报警控制器发出声光报警信号并显示报警点的地址,并打印报警时间和报警点的地址等相关信息。火灾报警控制器正常工作电源为交流220V。环境保护及安全生产环境保护电磁场(1)储能电站遵循的电磁场标准高频电磁场(0.1~500MHZ)场强限值取《环境电磁波卫生标准》GB9175-88GB8702-88HJ/T10.3-1996500kV:<5V/m。工频电磁场(50HZ,按《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》HJ/T24-1998<4kV/m,磁场感应强度<0.1mT。500kVHJ/T24-19980.5MHz55d(μV/m。(2)电磁场影响及防治措施电磁场是由站内的各种电气设备,在运行过程中产生的干扰综合而成的。根据已投运储能站的实测资料,储能站的电磁场强经过预制舱等多重屏蔽,对外界的影响均远远小于规范要求值;本工程附近没有对无线电干扰较敏感的军事和邮电等设施,且距离居民区较远,不会对居民身体健康产生危害。噪声本工程在设备选型上对其噪声值进行严格控制。各通风制冷设备均选用低噪声型风机,保证正常运行时舱体外1米内噪音在70分贝以下。污染物排放污染物排放包括废水排放和固体废物排放。施工期内废水主要是施工污水和施工人员产生的生活污水。施工污水要按有关施工组织设计有序排放;因本项目临近变电站内,生活污水利用站内设施排放。施工期固体废物主要为建筑垃圾及生活垃圾,要求随产生随清运并处置,避免刮风使固体废弃物飞扬,污染附近环境。节能减排措施本工程能耗主要包括建筑能耗和电气耗能,建筑能耗主要是电站预制舱内的恒温恒湿、通风的能源消耗;电气能耗主要在于电站内电缆、电气设备的损耗及站用电的消耗。优化设计方案通过优化系统设计方案以达到节能降耗的目的,主要措施包括:4(4)优化电气设备和材料选型在考虑安全、施工、维护方便的基础上注意节能和节约用材,对可选材料首先选用环保、制造能耗低的材料。电气设备尽可能就近布置,节省电力电缆和控制电缆用量。8.2.3降低自用电各类负荷的耗能指标本项目用电量较大的经常性负荷主要有各储能单元预制舱内的空调、通风用电和站内照明用电。项目采用变频节能型空调。综合考虑室内环境温度控制和因环境温度变化引起相对湿度变化对设备的影响,合理配置采暖、制冷和通风容量。站内配置智能电控设备,根据现场室内环境温度湿度自动控制空调和通风设备的投切,从而降低能耗并延长设备的使用寿命和维护周期。室内外照明设计尽量利用自然采光,并选用LED节能照明灯具。尽量做到小范围的开灯控制方式,根据建筑对照明的要求及不同电光源的特点,选择合理的照明方式,并选用光效高、显色性好的光源及配光合理、安全高效(GB50034-2004、《工业企业采光设计标准》(GB50033-2001)等有关标准。在储能电站投入运行后,加强对职工节能宣传、教育和培训力度,并制订节能考核方法和监督检查机制,确保节能降耗措施和能效指标得以落实。劳动安全为适应我国储能电站等新能源事业建设发展的需要,为安全生产和文明生产创造条件,在新能源项目设计中必须贯彻国家颁布的有关劳动安全和工业卫生法令、政策,提高劳动安全和工业卫生的设计水平。在设计中,应贯彻“安全生产、预防为主”的方针,加强劳动保护,改善劳动条件,减少事故和人身伤害的发生,以劳动人员和职工生产过程中的安全和健康要求。主要危险、有害因素分析(1)施工期危害因素分析本期储能项目在施工过程中,最可能发生安全事故的工种有:空中作业、运输吊装作业、用电作业等三个工种,下面对这三个工种存在的危害因素分别进行确认。①空中作业存在的潜在危害因素有:保护措施不当、大风作业、器械脱落等潜在危害因素。②运输吊装作业存在的潜在危害因素有:无证操作、吊绳断股、起重超载、支腿不平衡、起吊弧度过大、交叉作业、吊钩断裂、吊钩未挂牢、操作失误、限位保护器失灵、指挥不当、大风起吊等潜在危害因素。③用电作业存在的潜在危害因素有:无漏电保护、无证操作、设备漏电、电弧光、电焊作业未带防护用品、一闸多机、线路破损、未采取防护措施、线路绝缘

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