2024大规模储能电站关键技术与建设经验

大规模储能电站关键技术与建设经验大规模储能电站关键技术与建设经验01典型储能电站案例介绍02大规模储能站关键技术03大规模储能站经验分享目录01典型储能电站案例介绍02大规模储能站关键技术03大规模储能站经验分享目录01典型储能电站案例介绍01典型储能电站案例介绍01典型储能电站案例介绍储能技术路线概述储能技术按照技术路线可以分为5类十几种以上，机械类的抽水蓄能、压缩空气储能、电化学类的锂离子电池储能等均为目前主流的储能技术路线。目前，抽水蓄能是最成熟的一种技术，已实现商业化应用；其次是传统压缩空气储能。钠硫电池则是化学储能中最成熟的一种技术，锂离子电池正处在拟商业化应用阶段，并且01典型储能电站案例介绍储能技术路线概述储能技术按照技术路线可以分为5类十几种以上，机械类的抽水蓄能、压缩空气储能、电化学类的锂离子电池储能等均为目前主流的储能技术路线。目前，抽水蓄能是最成熟的一种技术，已实现商业化应用；其次是传统压缩空气储能。钠硫电池则是化学储能中最成熟的一种技术，锂离子电池正处在拟商业化应用阶段，并且随着未来技术成熟度的提高和成本的下降，有望很快实现商业化。储能技术成熟度与投资风险示意图01典型储能电站案例介绍储能电站主要分类和规模01典型储能电站案例介绍储能电站主要分类和规模电化学储能系统目前已广泛应用于电力系统的各个环节，成为电力行业发展的新焦点。其应用可按照电源侧、电网侧、用户侧将储能应用场景分3类18项。其中大部分场景目前在国内已有初步应用探索，小部分场景也已在国外具有应用实践。GB51048-2014电化学储能电站设计规范中，功率为30MW且容量为30MW·h及以上为大型电化学储能电站。01典型储能电站案例介绍西藏岗巴光伏储能电站规模特点作用01020340MW/200MWh国内最大光伏项目配套储能工程平滑光伏电站发电输出，提升光伏电站并网友好性，减少弃光01典型储能电站案例介绍西藏岗巴光伏储能电站规模特点作用01020340MW/200MWh国内最大光伏项目配套储能工程平滑光伏电站发电输出，提升光伏电站并网友好性，减少弃光01典型储能电站案例介绍某电厂储能AGC调频项目规模作用效果9MW/4.478MWh改善机组AGC调频能力KP值从2.5提升至4.601典型储能电站案例介绍某电厂储能AGC调频项目规模作用效果9MW/4.478MWh改善机组AGC调频能力KP值从2.5提升至4.601典型储能电站案例介绍国内某用户侧储能项目项目20MW/160M01典型储能电站案例介绍国内某用户侧储能项目项目20MW/160MWh，项目采用铅碳电池，在10kV高压侧接入，3个并网点。01典型储能电站案例介绍河南百兆瓦电池储能示范工程分布郑州、洛阳等9个地市16座储能电站作用紧急功率支撑、调峰调频，并提供无功补偿、主变节能和线路降损等节能服务规模100MW/100MWh特点分散式布置、集中式控01典型储能电站案例介绍河南百兆瓦电池储能示范工程分布郑州、洛阳等9个地市16座储能电站作用紧急功率支撑、调峰调频，并提供无功补偿、主变节能和线路降损等节能服务规模100MW/100MWh特点分散式布置、集中式控制文本01典型储能电站案例介绍江苏电网侧储能一期项目特点分散式布置、集中式控制规模101MW/202MWh分布01典型储能电站案例介绍江苏电网侧储能一期项目特点分散式布置、集中式控制规模101MW/202MWh分布镇江大港新区、丹阳市8座储能电站作用缓解镇江地区由于火电厂关停造成的2018年电网迎峰度夏供电压力01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站规模272.16MW475.2MWh作用实现削峰填谷、备用电源、调峰调频、紧急有功和无功响应等诸多功能，预防特高压直流输电闭锁事故导致的线路过载等情况，推动“源网荷储”系统升级应用分布01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站规模272.16MW475.2MWh作用实现削峰填谷、备用电源、调峰调频、紧急有功和无功响应等诸多功能，预防特高压直流输电闭锁事故导致的线路过载等情况，推动“源网荷储”系统升级应用分布南京、苏州、盐城4个储能站01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站就地升压室江苏电网侧昆山储能电站工程采用1108801典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站就地升压室江苏电网侧昆山储能电站工程采用11088MW/1936MWh，半户外全预制舱布置。交直流转化设备均采用户内布置；储能电池采用户外舱式布置，新建就地升压室4座、综合用房1座。综合用房储能场区本体88个预制舱式储能电池、176台630kW储能变流器（PCS）,44台2800kVA就地升压变。预制舱式储能电池01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站预制舱式储能电池单舱容量为采用101典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站预制舱式储能电池单舱容量为采用126MW/22MWh，舱体长度为12200mm，宽度为2800mm，高度为3200mm（不带斜坡），加上斜坡约为3500mm。电池舱背靠背、中间设防火墙的布置方式，可以有效减少防火间距；电池舱宽度提升至2800mm，使得舱内中间通道宽度达到有1m以上，保证了运维空间。01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站预制舱式储能电池单舱功率/容量为1.26MW/2.2MWh,包01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站预制舱式储能电池单舱功率/容量为1.26MW/2.2MWh,包含两个容量为1.1MWh的储能单元，每个储能单元连接1台功率为630kW的储能变流器（PCS）4台储能变流器（PCS）两并联分别接入1台容量为2800kVA双分裂升压变压器的低压侧两个分裂臂上，形成1个升压单元，储能电站共形成44个升压单元，每两台变压器经环网柜汇流后接至35kV汇流母线。储能电站采用一级升压系统，减小多级升压的电能损耗；站用变集中设置在母线上，实现共享备用变功能；PCS、升压变容量合理匹配，减少容量冗余；储能电站内均采用低损耗设备，如PCS、升压变、站用变等采用节能型设备。01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站昆山储能电站测试数据均高01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站昆山储能电站测试数据均高于设计指标，其中充放电调节时间、充放电转换时间、AGC地测试控制精度、AGC联网测试响应时间与调节时间等指标远超设计要求。01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站2022年夏季江苏地区平均气温较常年偏高，连续高温日的情况下，电网夏季最大负荷多次达到峰值，为缓解高峰时段电网压力问题，江苏省调在8月迎峰度夏期间，调用昆山储能电站响应调峰策略，累计进行20次充放电，单次最长持续时间约2h，最大响应功率110.88MW，总调峰出力为3097.15MWh，有力支撑了江苏电网安全稳定运行。2020年12月投入AGC功能跟随调度指令进行出力运行模式2021年01典型储能电站案例介绍江苏电网侧昆山储能电站2022年夏季江苏地区平均气温较常年偏高，连续高温日的情况下，电网夏季最大负荷多次达到峰值，为缓解高峰时段电网压力问题，江苏省调在8月迎峰度夏期间，调用昆山储能电站响应调峰策略，累计进行20次充放电，单次最长持续时间约2h，最大响应功率110.88MW，总调峰出力为3097.15MWh，有力支撑了江苏电网安全稳定运行。2020年12月投入AGC功能跟随调度指令进行出力运行模式2021年1月参与当地迎峰度冬保电，按保电任务要求参与电网调峰2021年3月江苏省调控中心接管进行统调控制，站内运行模式为AGC运行模式02大规模储能站关键技术02大规模储能站关键技术02大规模储能站关键技术大规模储能电站特点总结昆山项目88台电池预制舱，176台PCS，44台变压器；西藏岗巴项目：96台电池预制舱、24台变压器、96台PCS。河南项目：84台预制舱，168台PCS，84台变压器。昆山项目占地面积31.2195亩（2.0813公顷）；西藏岗巴项目占地面积21.9544亩（1.4637公顷）。河南项目占地20.4749亩（1.365公顷）。昆山项目参照团标TCEC373-2020，采用气体+高压细水雾灭火；西藏岗巴项目和河南项目参照GB51048-2014，采用气体灭火方式。国标36547要求，充放电响应时间不大于2s，充放电转换时间不大于2s，调节时间不大于3s。实际上规模越大，指标越严苛（昆山：200ms，200ms，1.5s），实现难度越大。储能电站设备数量多，生产周期长，质量管控困难，现场调试时间处于无安全防控状态。储能电站建设完成后缺少专业团队管理。重视储能运维设备数量多大规模储能电站技术特点占地面积大消防无标准02大规模储能站关键技术大规模储能电站特点总结昆山项目88台电池预制舱，176台PCS，44台变压器；西藏岗巴项目：96台电池预制舱、24台变压器、96台PCS。河南项目：84台预制舱，168台PCS，84台变压器。昆山项目占地面积31.2195亩（2.0813公顷）；西藏岗巴项目占地面积21.9544亩（1.4637公顷）。河南项目占地20.4749亩（1.365公顷）。昆山项目参照团标TCEC373-2020，采用气体+高压细水雾灭火；西藏岗巴项目和河南项目参照GB51048-2014，采用气体灭火方式。国标36547要求，充放电响应时间不大于2s，充放电转换时间不大于2s，调节时间不大于3s。实际上规模越大，指标越严苛（昆山：200ms，200ms，1.5s），实现难度越大。储能电站设备数量多，生产周期长，质量管控困难，现场调试时间处于无安全防控状态。储能电站建设完成后缺少专业团队管理。重视储能运维设备数量多大规模储能电站技术特点占地面积大消防无标准性能要求高02大规模储能站关键技术大规模储能电站关键技术1、设备数量多，大容量集中储能电站设计方案？大容量集中式接入方案2、占地面积大：大规模储能电站的占地面积如何降低？3、消防无标准：大规模储能电站的消防防控难题？4、现场无防控：现场调试问题繁多及安全防控措施如何实现？5、性能要求高：如何实现整站的高性能？6、重视储能运维：如何进行全寿命周期安全管理？提高土地收益率，节省占地技术重视运维工作安全管理满足高性能指标的技术消防安全防控及解决措施现场调试及安全防控措施02大规模储能站关键技术大规模储能电站关键技术1、设备数量多，大容量集中储能电站设计方案？大容量集中式接入方案2、占地面积大：大规模储能电站的占地面积如何降低？3、消防无标准：大规模储能电站的消防防控难题？4、现场无防控：现场调试问题繁多及安全防控措施如何实现？5、性能要求高：如何实现整站的高性能？6、重视储能运维：如何进行全寿命周期安全管理？提高土地收益率，节省占地技术重视运维工作安全管理满足高性能指标的技术消防安全防控及解决措施现场调试及安全防控措施02大规模储能站关键技术大规模储能电站接入设计02大规模储能站关键技术大规模储能电站接入设计大规模储能电站考虑到电池的一致性问题，建议采用以下技术：1、模块化技术将大规模的一致性难题转换分解为多个小容量的模块化储能系统的一致性难题，方便设计、生产和运维。2、同一电压等级汇流技术在不同的电压等级下，设置不同层级的汇流方式。3、接入电压选择根据储能容量选择接入电压等级和接入回路数量。；02大规模储能站关键技术大规模储能电站总评设计大规模储能电站考虑到消防和运维要求，建议采用舱内运维的方式，可以采用使用防火墙方案。电池舱背靠背、中间设防火墙的布置方式，可以有效减少防火间距；；02大规模储能站关键技术大规模储能电站总评设计大规模储能电站考虑到消防和运维要求，建议采用舱内运维的方式，可以采用使用防火墙方案。电池舱背靠背、中间设防火墙的布置方式，可以有效减少防火间距；单体电池舱容量由原来的2MWh升至2.5MWh或更高的容量，充分利用了电池舱内空间；选用大容量PCS，且PCS两两并联接至一台升压变，大大减少场地内变压器数量创新采用背靠背、中间夹防火墙的预制舱防火墙高度为4m，高出舱体1m，防止火势蔓延至相邻舱体，满足防火规范对于防火墙的相关要求。紧凑式布局方式，布局紧凑，实现节地约20%。02大规模储能站关键技术大规模储能电站消防防控技术02大规模储能站关键技术大规模储能电站消防防控技术1、政策方面，满足团标T/CEC373-2020预制舱是磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范。2、规定了多种消防措施，及多种消防措施的动作逻辑。3、内部设置消防风机、可燃气体探测器、感温感烟消防报警系统、七氟丙烷（全氟己酮）气体灭火系统、高压细水雾灭火系统。4、规定了可燃气体探测器、风机、BMS、空调、配电、气体消防、高压细水雾消防等消防联动配合逻辑。02大规模储能站关键技术大规模储能电站试验技术按照国标要求开展并网大规模储能电站设备数量众多，现场调试周期长，一般需要2-6个月调试。在调试阶段，电池处于无消防保护的状态，如何缩短现场调试周期，做好现场的安全防控工作：1、消防预调试在进行储能电池调试前，先对视频监控、消防系统完成调试，做到有措施防控电池安全。2、厂内模拟试验在设备出厂前，完成模拟电站试验，大量现场调试工作前置，缩短现场调试时间，提高调试效率。并网测试测试。电站充放电调试出厂试验02大规模储能站关键技术大规模储能电站试验技术按照国标要求开展并网大规模储能电站设备数量众多，现场调试周期长，一般需要2-6个月调试。在调试阶段，电池处于无消防保护的状态，如何缩短现场调试周期，做好现场的安全防控工作：1、消防预调试在进行储能电池调试前，先对视频监控、消防系统完成调试，做到有措施防控电池安全。2、厂内模拟试验在设备出厂前，完成模拟电站试验，大量现场调试工作前置，缩短现场调试时间，提高调试效率。并网测试测试。电站充放电调试出厂试验还原项目现场实际运行工况，进行储能系统指标验证工作制定严格的调试方案，实行计划管理。全件。电池充放电性能、电池绝缘特性、BMS采集性能电站现场静态调试模拟电站试验电池预制舱入网质量把控构建全方位的试验体系02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术行业对快速调节的需求多地区出台相关文件要求新能源场站具备一些快速调节能力AGC/AVC一次调频无功调压等02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术行业对快速调节的需求多地区出台相关文件要求新能源场站具备一些快速调节能力AGC/AVC一次调频无功调压等102大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术如何保证大规模储能电站的高技术性能：站内信息传输的优先级如何处理?PCS、BMS关键信息如何进行同步传输？如何对PCS进行同步控制?若PCS无法同步，如何解决环流等问题？若接入源网荷互动系统对大量PCS进行控制需要多少智能终端？如何解决电缆铺设问题，降低施工难度和总体成本？如何快速响应调频和无功调压需求?关键信息同步传输信息传输的优先级处理源网荷互动的接入PCS同步控制02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术如何保证大规模储能电站的高技术性能：站内信息传输的优先级如何处理?PCS、BMS关键信息如何进行同步传输？如何对PCS进行同步控制?若PCS无法同步，如何解决环流等问题？若接入源网荷互动系统对大量PCS进行控制需要多少智能终端？如何解决电缆铺设问题，降低施工难度和总体成本？如何快速响应调频和无功调压需求?关键信息同步传输信息传输的优先级处理源网荷互动的接入PCS同步控制快速响应调频、调压等高级功能电缆铺设成本102大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术采用协调控制系统，建立高速通讯结构与网络架构由主备配置的2台PCS功率协调控制主机（CCM）和多台与PCS对应连接的PCS功率协调控制从站（CCU）组成CCM与CCU之间采用双光纤环网通信连接基于实时工业以太网实现快速功率控制，可以在1ms内将PCS控制指令下发到每台PCS光纤控制网采用独立的光纤环网02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术02大规模储能站关键技术大规模储能电站协调控制技术方案优势可以在1ms内将控制指令下发到PCS；支持同时控制PCS数量超过256台；并网点采集速率可达每秒2万次采样，稳态条件下电压、电流误差不大于0.2%，有功、无功测量误差不大于0.5%，频率测量误差不大于0.005Hz；最大支持8个并网点同时跟踪，多目标多组合控制，可单个并网点独立控制，也可多个并网点汇聚控制；PCS设备间同步信号误差<1us.网02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技术 主被动结合维护体系 集装箱式电化学储能电站检修试验规范分布式储能电站运行维护规范维护操作运行调控检修试验02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技术 主被动结合维护体系 集装箱式电化学储能电站检修试验规范分布式储能电站运行维护规范维护操作运行调控检修试验分布式储能电站调控运行规范集装箱式电化学储能电站事故处理规范事故处理02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技术一次设备开关柜、箱变等跳闸率、误动率等电池设备设备状态评价电池、PCS等电池温度、电压、容量保持，PCS功率响应速度、功率控制精度、噪音大小二次设备数据采集精度、信息上传完整率、控制准确率等监控、调度等02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技术一次设备开关柜、箱变等跳闸率、误动率等电池设备设备状态评价电池、PCS等电池温度、电压、容量保持，PCS功率响应速度、功率控制精度、噪音大小二次设备数据采集精度、信息上传完整率、控制准确率等监控、调度等02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技术定期巡查 设备点检数据记录 状态评估本地巡查远程监控监控主站实时监测 指令下发02大规模储能站关键技术大规模储能电站智能运维技术定期巡查 设备点检数据记录 状态评估本地巡查远程监控监控主站实时监测 指令下发数据分析 异常处理03大规模储能站经验分享03大规模储能站经验分享03大规模储能站经验分享直面需求，设计先行消防设计厂区布置设计通讯架构设计接入系统设计03大规模储能站经验分享直面需求，设计先行消防设计厂区布置设计通讯架构设计接入系统设计03大规模储能站经验分享直面需求，设计先行本站采用了多级隔离措施实现整站火情有效隔离，避免事故范围扩大一级隔离措施：利用带防火岩棉夹层的预制舱体实现电池舱物理隔离二级隔离措施：利用防火墙实现防火小单元分区三级隔离措施：利用站区耐火建筑物及道路实现防火大单元分区北京某用户侧储能项目采用户内布置，现场未见03大规模储能站经验分享直面需求，设计先行本站采用了多级隔离措施实现整站火情有效隔离，避免事故范围扩大一级隔离措施：利用带防火岩棉夹层的预制舱体实现电池舱物理隔离二级隔离措施：利用防火墙实现防火小单元分区三级隔离措施：利用站区耐火建筑物及道路实现防火大单元分区北京某用户侧储能项目采用户内布置，现场未见有效的防火隔离措施，一旦发生火灾容易造成火势蔓延03大规模储能站经验分享直面需求，设计先行热管理设计温度场仿真——理论依据出风口设计——出风口大小、扰流板保温性能设计——保温棉防护消防设计气体消防设计保护策略与电气联锁45电气设计PACK成组设计03大规模储能站经验分享直面需求，设计先行热管理设计温度场仿真——理论依据出风口设计——出风口大小、扰流板保温性能设计——保温棉防护消防设计气体消防设计保护策略与电气联锁45电气设计PACK成组设计BMS设计接地设计短路保护设计36保护策略多层级保护多重防护保护策略优化2结构设计预制舱材料要求预制舱承重设计防雨、防尘设计运输加固设计1电池选型控制关键参数热失控风险03大规模储能站经验分享围绕指标，设备选型、EMS——稳定性、可靠性及可扩展PCS——精准同步控制，高稳定性及可靠性BMS——可靠性、稳定性安全保护电池——低成本，长寿命，高安全03大规模储能站经验分享围绕指标，设备选型、EMS——稳定性、可靠性及可扩展PCS——精准同步控制，高稳定性及可靠性BMS——可靠性、稳定性安全保护电池——低成本，长寿命，高安全03大规模储能站经验分享完善标准，过程管控加快储能技术标准落地、加强储能标准化建设，促进储能行业安全稳步发展标准储能系统、储能电池及储能应用，并网调试、产品检测、消防安全、运维管理等涵盖范围加强产品制造及建设施工阶段过程管控，把控关键工序，防03大规模储能站经验分享完善标准，过程管控加快储能技术标准落地、加强储能标准化建设，促进储能行业安全稳步发展标准储能系统、储能电池及储能应用，并网调试、产品检测、消防安全、运维