中能建刘建波：电化学储能项目设计实践与思考

中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司电化学储能项目设计实践与思考中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司刘建波中国能建浙江院工程设计要点分析电化学储能项目规范工程设计要点分析梳理概述电化学储能项目典型架构电化学储能项目的思概述电化学储能项目典型架构电化学储能项目的分类铅酸电池铅炭电池电源侧服务对象电网侧中国能建浙江院凹中国能建浙江院凹项目立项阶段想投资储能?如何确定规模?设计阶段需要收取哪些资料?需要办理什么手续?设计阶段需要收取哪些资料?需要办理什么手续?需要准备哪些报告?需要注意什么问题?设备执行什么标准?集成路线如何选择?调试阶段调试范围?并网检测?涉网试验?了解并熟悉电化学储能项目相关的规范至关重要!222电化学储能项目规范梳理全国标准信息公共服务平台前期策划阶段：发布部门状态管理总局接入电网要求的相关要求：发布部门状态参与辅助调频的电厂侧储能系统并网管理规范国家能源局现行火力发电机组与储能系统联合调频技术规范国家能源局/待发布电化学储能系统接入电网技术规定国家市场监督管理总局现行电化学储能系统接入电网运行控制规范国家市场监督管理总局/正在征求意见用户侧电化学储能系统接入配电网技术规定国家市场监督管理总局/正在征求意见2电化学储能项目规范梳理接入电网要求的相关要求：发布部门状态电化学储能系统接入配电网运行控制规范国家能源局现行电化学储能系统接入配电网技术规定国家能源局现行电化学储能系统接入配电网测试规程国家能源局现行浙江电化学储能电站并网技术规范杭州储能行业协会/待发布分布式电化学储能系统接入配电网设计规范国家能源局现行电化学储能电站设备可靠性评价规程国家能源局现行2电化学储能项目规范梳理设计阶段的相关要求：发布部门状态电化学储能电站标识系统编码导则国家能源局现行电化学储能系统溯源编码规范国家能源局现行电化学储能电站接入电网设计规范国家能源局现行电化学储能电站可行性研究报告内容深度规定中国电力企业联合会现行电化学储能电站可行性研究报告内容深度规定国家能源局即将实施电化学储能电站初步设计内容深度规定中国电力企业联合会现行电化学储能电站初步设计内容深度规定国家能源局即将实施电化学储能电站施工图设计内容深度规定国家能源局即将实施电化学储能电站设计规范住房和城乡建设部现行电化学储能电站安全规程国家市场监督管理总局即将实施电化学储能电站环境影响评价导则国家市场监督管理总局即将实施预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范中国电力企业联合会现行2电化学储能项目规范梳理储能设备的相关要求：发布部门状态电力系统电化学储能系统通用技术条件国家市场监督管理总局现行电化学储能黑启动技术导则国家市场监督管理总局正在征求意见电化学储能电站调频与调峰技术规范中国电力企业联合会现行电力储能用锂离子电池国家市场监督管理总局现行电化学储能电站用锂离子电池技术规范国家能源局现行电力储能用铅炭电池国家市场监督管理总局现行电化学储能系统储能变流器技术规范国家质量监督检验检疫.现行电化学储能电站功率变换系统技术规范国家能源局现行储能变流器检测技术规程中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局现行2电化学储能项目规范梳理储能设备的相关要求：发布部门状态电池储能功率控制系统变流器技术规范国家能源局现行电化学储能电站监控系统与电池管理系统通信协议国家能源局现行电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范国家质量监督检验检疫.现行电化学储能电站监控系统技术规范国家能源局现行大型电化学储能电站电池监控数据管理规范电化学储能系统方舱设.现行运行维护的相关要求：发布部门状态电化学储能电站并网运行与控制技术规范第1部分：并网运行调试国家能源局现行电化学储能电站并网运行与控制技术规范第2部分：并网运行国家能源局现行电化学储能电站并网运行与控制技术规范第3部分：并网运行验收国家能源局现行电化学储能电站并网运行与控制技术规范第4部分：继电保护国家能源局现行电化学储能电站并网运行与控制技术规范第5部分：安全稳定控制国家能源局现行2电化学储能项目规范梳理运行维护的相关要求：发布部门状态电化学储能电站并网运行与控制技术规范第6部分：调度信息通信国家能源局现行电化学储能电站并网运行与控制技术规范第7部分：惯量支撑与阻尼控制国家能源局现行电化学储能电站并网运行与控制技术规范第8部分：仿真建模国家能源局现行电化学储能电站并网运行与控制技术规范第9部分：仿真计算模型与参数实测国家能源局现行参与辅助调频的电源侧电化学储能系统并网试验规程国家能源局现行参与辅助调频的电源侧电化学储能系统调试导则国家能源局现行电化学储能系统接入电网测试规范国家市场监督管理总局现行电化学储能电站检修试验规程国家市场监督管理总局/正在征求意见电化学储能电站调试规程国家市场监督管理总局/正在征求意见前期策划阶段基础数据的收集*站址地质初勘或测量资料；◆站址地上和地下布置图(如有);*项目拟接入的电压等级、变电站位置、间隔及继电保护现状；*送出线路长度和廊道条件；◆站址周围水源情况，水源引接位置，引接长度，供水管*站址周围雨污水市政管网情况。若有，需收资雨污水管道布置、管径、标高等；若无，雨水PRegulationforcontentanddereportofelectrochemicalenergystorages2020-06-30发布2020-10-01实施2中华人民共和国能源行业标准Bmgulationfarcenteetandtopthaffeasib2020-8-发有2020-X-x实主要执行标准：DL/T5860-2023适用于新建、改建和扩建的，额定功率为500KW且额定容量为500kWh及以上的电化学储能电站工程可行性研究报告的编制，将于2023年8月6日正式实施。项目可行性研究阶段备案号：3805—2008中华人民共和国电力行业标准P火力发电厂可行性研究报告Regulationforcontentanddepthoffeasibilistudyreportoffossilfuelpowerplant2008-06-04发布2008-11-01实施司(1)项目单位应在可研阶段委托具有相应资质的单位开展接入系统、环境影响、水土保持、水资源论证、地质灾害危险性评估、铁路专用线或码头、工程测量、水文(气象)勘测、岩土工程、水文地质详查、节能评估和社会稳定风险评估等专项研究工作，并按规定将相关研究报告报送有关行业主管部门进行审查，取得相应的审查意见或批复文件。式(2)可研报告编制完成后.项目单位应适时组织或委托有资质的第三方咨询机构开展可行性研究报告评审工作；可(3)获得项目建设地相关部门的批复：■办理规划许可证，获得省/自治区国土局建设用地预审的初审意见；获得省电力公司项目初审意见及电网接入意见；获得环保局项目建设初审意见：获得城建局项目选址报告：中国能建浙江院中国能建浙江院浙江省新型储能项目管理暂行办法省发改委(能源局)设区市发展改革委各县(市、区)发展改革局负责全省新型储能负责本地区新型储负责本地新型储能项目规划、指导和能项目纳规建议报项目备案、建设管监督管理，负责制送、年度建设计划定和发布本省新型编制报送及项目建储能项目发展规划设监督管理等工作。55c浙江省新型储能项目管理暂行办法电源侧、电网侧新型储能项目需纳入《新型储能发展规划》或全省年度建设计划后再执行备案流程。纳入规划且额定功率50MW以下的新型储能项目县(市、区)发展改革局50MW～200MW的新型储能项目专项论证(有市级主管部门参与)后，由属地县(市、区)发展改革局备案备案制200MW及以上的新型储能项目专项论证(有省级主管部门参与)后，由属地县(市、区)发展改革局备案动力电池梯次利用项目专项论证(有省级主管部门参与)后，由属地县(市、区)发展改革局备案电化学储能项目典型架构S酣S那器S中国能建浙江院S酣S那器S中国能建浙江院监控系统设备信息流监控系统设备信息流设备状态流最常见的集成路线，多簇直流侧并联，后与PCS相最常见的集成路线，多簇直流侧并联，后与PCS相高压级联集中式术实现电池单簇逆变。集散式分布式流侧并联.后与PCS相连。分布式能量块智能组串式单组串式电池簇设计集成分布式能量块智能组串式单组串式电池簇设计集成中国能建浙江院工程设计要点全厂总平面消防安全储能系统接入系统收益测算储能系统接入系统中国能建浙江院中国能建浙江院电能质量要求是否需设滤波装置、无功补偿装置，装置容量如电能质量要求是否需设滤波装置、无功补偿装置，装置容量如大型储能电站(额定功率>100MW),一般接入220kV及以上电网。中型储能电站(30MW<额定功率≤100MW)一般接入110KV电网，小型储能电站(额定功率≤30MW)一般接入35kV及以下电网。出线方式架空出线?出线方式架空出线?or电缆出线?对电厂升压变的要求若有过渡阶段，一般采用三圈变。100MW/200MWh储能电站主变容量一般为120MVA。对电化学储能的要求电化学储能系统功率因数应能在0.9(超前)-0.9(滞后)范围内连续可调综合泵房综合泵房中国能建浙江院工程设计要点-全厂总平面中国能建浙江院大型储能电站：1%洪水水位01原则：按最终规模，远近结合，以近为主01或历史最高内涝水位站区规划工艺、出线、给排水、防排洪统筹安排、布局合理03满足消防安全，避免对周边产生不良影响设计标高中小储能电站：2%洪水水位或历史最高内涝水位受江、河、湖、海等受风浪影响时，2%风浪高+0.5m01全户外布置确定站内建筑火灾危险性布置形式02全户内布置03半户内布置站内布置02做好防火分区站内设备、建构筑物距离满足规范要求中国能建浙江院中国能建浙江院电池01▶《电力储能用锂离子电池》GB/T36276及《电化学储能电站用锂离子电池技术规范》NB/T42091-2016认证；→模块化设计。额定电压宜选38.4V、48V、51.2V、64V、128V、153.6V、166.4V等系列场景进行配置。具有数据采集、估算、电能量统计、控制、保护、通讯、有故障诊断、数据存储、显示、绝缘电阻检测、对时及本地升级的功能，实现对全部电池运行状态的监测、控制和管理。应具备保护功能，保护功能应包含短路保护、极性反接保护、直流过/欠压保护、过电流保护、过温保护、交流进线相序错误保护、通讯故障保护、冷却系统故障保护和防孤岛保护系统04室外设备外壳防护等级不低于IP54。系统电池预制舱长边间距、短边间距均不宜低于3m,系统小于1m。单层布置，堆叠时不宜超过两层。四周或单侧设置维护通道，净宽不应小于800mm。工程设计要点-消防安全功能性预制舱及建构筑物内设置火灾探测器电池舱外设置手动火灾报警按钮、紧急启停按钮电池舱应设置自动灭火系统，最小保护单元宜为电池模块，每个电池模块可单独配置灭火介质喷头或灭火管电池预制舱设置可燃气体探测器、烟感探测器、温感探测器等，每个电池模块可单独配置探测器应设置消防给水系统，消防水量、消火栓设计流量和适GB51048的要求灭火介质应具有良好的绝缘性能和降温性能，自动灭火系统应满足扑灭火灾和抑制复燃的要求工程设计要点-暖通设计暖通设计要点式。具有结构简单、轻便、寿命长、可靠单位体积能带走的热量少，内部均温性不对比液冷散热效果更好，但成本较高，性接触热阻低、冷却效果好等优点，但无法项目热管冷却相变冷却主动冷端空冷冷端液冷相变材料+导热材料中高较高高高中较高高高较高温降中较高较高高高温差较高低低低低中较高中较高中长中长长长较高较高高较高母热链瘤-暖通设计要点工程设计要点-暖通设计工程设计要点-暖通设计PCSPCS、变压器等风冷设备通风>PCS一般自带散热风机及风道，采用自然进风、机械排风的事故通风事故通风>为防止火灾熄灭后复燃，参照规范，设置事故后通风系统。气体消防/水>可燃气体探测系统与通风系统联动，预防热失控过程中特别是明火灭后>铅酸、液流蓄电池室须按规范设计，包括氢气探测器、通风系统、顶棚工程设计要点-收益测算中国能建浙江院工程设计要点-收益测算★参与电力辅助服务市场，获取调频收益(调节容量、调节里程);★减少考核分摊费用。电网侧(20个)用户侧(20个)浙江省“十四五”新型储能示范项目计划(调整)结果共计(1915.7MW,含储热)工程设计要点-收益测算工程设计要点-收益测算年(按200元、180元、170元/千瓦年