集装箱式储能项目设计方案

集装箱式储能项目设计方案1概述 12整体情况 13集装箱储能20WM系统集成方案整体设计 34电池系统 45电池管理系统 5 67主设备清单 8随着储能市场的快速发展，集装箱式储能系统以其高度集成化、灵活便捷等独特优势广泛投入到各种场景中使用。集装箱式储能系统内部集成储能系统、配电系统、照明系统、消防系统等。用户在使用时只需要考虑基本外围线路连接即可，快速实现储能系统布置，而且集装箱可以灵活搬运，即插即用，实现储能系统复用，为用户提供多种使用选择。本方案根据风电有限公司220KV电站的现场和提供的图纸情况，集装箱储能系统初步设计方案进行20MWh集装箱式储能系统设计储能电池方案选用磷酸铁锂电池，具有较高的能量密度，可以使储能系统体积更小，智能化更高，从后期运输、土地利用、运营维护等角度为用户减少投根据项目现场实际情况，变电站管理区西北角大约有31×63m=1953m²的空地。根据电站情况，该储能项目集中式接入风电场已建220kV升压站35kV一段接线。初设安装共计10个集装箱，每座集装箱储能容量2MWh,总计容量20MW/20MWh,储能计划接于原35kV高压配电室，需新上1面KYN61-40.5kV高压开关柜1面，上面配置综合保护1台。储能集装箱南北方向，东西阵列式排布，布置见下图。碧步φ170穿营：50电方800×800x10电方800×800800x8002800x800Rw90图120MWh储能系统集装箱布置图图电子间预图电子间预留电气二次柜预留位置图5高压室预留位置图6变电站西北角储能安装现场图3集装箱储能201)本工程可安装10座磷酸铁锂电池储能站，总储能容量为20MWh,每套储能系统接入1台SCB10-2000-38.5/0.5/0.5kV低压分裂升压变压器，共10台变压器，然后10台变压器高压侧经汇集1条线路接入35kV高压配电室新装备用柜2)项目建设内容主要包括：储能式集装箱(每套含2池、2面直流汇流柜、2套功率变换系统PCS、BMS系统)。箱式变电站(每套含2面低压进线柜、35kV变压器、1面高压出线柜)。10套储能站配套的基础结构、电缆沟道等土建工程。3)35kV高压配电室有预留空位，可做为本系统接入柜位置，配置35kV线路保护测控装置1套，本风电场原采用南瑞监控后台，为保证本次通讯接入可靠性，本次配置线路保护测控应与原南瑞保护保持一致。配置中增加双向四象限电能计费表1块，等级0.2s级，电能表可安装于主控室电子间电度表屏柜备用位置上，原风电场电量采集器为威胜厂家，因此为保证接入，电能表应采用威胜厂家电表。4)储能电站每套均设置火灾报警系统，但需接入厂区主控室集中式火灾报5)根据储能站的容量及功率配置方案，本项目储能系统采用单元模块化方案，其接线方式如下：(1)每套储能电站为两个储能单元，每1MW为1个储能单元，每个储能单元分7簇电池系统，每簇电池系统为24~26块电池模组，每个储能单元并联进入1面汇流柜，汇流柜出线接入1台1MW储能变流器(PCS);接入1台2000KVA低压分裂式升压变压器。(3)每台箱式变压器高压出线35KV,10台变压器并联汇入1条集电线路接整体设计图如下：储能系统连接变压器2000kVA-38.5/0.5/0.5kV△汇流柜汇流柜电池快亡电池快亡图7储能系统电气接线图中，电池组采用模块化设计，每个电池组为8S8P。每两个电池组配置一个电池管理单元(BLMU),对单体电池的电压、温度等参数进行检测。电池配置采用三级式系统架构(每个模块为8S8P,尺寸650.9mm×549.9mm×154.2mm,共24或26个标准的磷酸铁锂电池模块串联连接成一个电池架的单位组成192S8。一个电池簇系统的电压和容量分别为614.4V和320Ah。表4.1192S8P单簇电池配置序号类型最低电压(V)最高电压(V)额定电压(V)容量(Ah)能量(KWh)数量电芯LP27148134模组电池簇注：该项目由于要求电量为交流侧放出，考虑各部分损耗及DOD,具体如下：1.0MWh:192S8P电池簇，共7簇，1376.256KWh电池管理系统(BMS)的主要功能包括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；并应可靠保护电池组，具备过压保护、欠压保护、过流保护、过温保护和直流绝缘监测等功能；并支持61850TCP/IP通信，配合功3率变换系统及站内监控系统完成储能单元的监控及保护。1)电池端电压的测量2)单体电池间的能量均衡：即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。均衡技术是世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。3)电池组总电压测量4)电池组总电流测量5)SOC计算：准确估测动力电池组的荷电状态(StateofCharge,即SOC),即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤。6)动态监测动力电池组的工作状态：在电池充放电过程中，实时采集电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。7)实时数据显示8)数据记录及分析：同时挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性。9)通讯组网功能变流器(PCS)变流器采用输入直流1100kW,输出交流1000kW,采用每1个汇流柜接入1组PCS,由PCS升压至500V,PCS具体参数如下：DC/AC参数直流输入最大直流输入功率直流输入电压范围最大直流输入电流交流输出额定交流输出功率额定交流输出电流额定交流输出电压允许电网电压波动范围420~550V可调额定交流电压频率允许频率波动范围47~52Hz电流总谐波畸变率(THD)<3%(额定功率下)功率因数≥0.99(额定功率下)功率因数可调范围6储能电站总平面方案设计：1)主要建(构)筑物包括(但不限于):储能式集装箱基础、箱变基础、电2)本期建设的20下图(绿色是储能项目):集装箱式储能系统设备集装箱设计图8006307707800高压开关室AA2臣低压室SCB10-2000-35/0.4/0.4kV箱变示意图s10-2000/35变压器室2×150钢管集装箱基础结构设计方案储能集装箱基础、箱式变压器集装箱基础采用筏板基础，基础墙为砖混结构，电缆沟砖混结构。设计条件：基本风压：WO=0.55kN/m2,根据GB50011-2001《建筑抗震设计规范(2008年版)》的规定，设计地震加速度为0.05g,相应地震基本烈度为6度，设计地震分组第一组。参考设计规范：《GB50009-2012建筑结构荷载规范》《变电站建筑结构设计技术规程》DL/T5457-2012《混凝土结构设计规范》(2015版)GB50010-2010《砌体结构设计规范》GB50003-2011《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008基础剖面示意图序号设备名称规格型号单位数量备注1储能集装箱(每座含下)2000kw,13×3.4米座锂电池套2汇流柜台2PCS系统FlexVert1000台2烟感探测器个4悬挂式七氟丙烷灭火装置悬挂式七氟丙烷灭火装置干式灭火器只42箱式变电站(每座含下)座变压器S11-2000-38.5/0.5/0.5kV台1低压馈线柜GCS每面1只框架式开关：2500A面2高压开关柜KYN28-61/40.5/630A面1装综保1台3室外交流配电柜(带ATS)2进40出，主进线200A,馈线16A面1通讯、照明、火灾报警、试验等4室外动力交流配电柜2进40出，主进线160A,馈线20A面1空调、高压开关柜5室外直流配电柜(带双电源切换)2进10出，主进线160A,馈线10A面1高压开关柜保护、控制6室外光纤配线柜面1735kV高压配电柜KYN61-40.5kV-400A短时耐受电流31.5kA/4s,峰值耐受电流80kA,雷电冲击电压185kV,短时工频耐受电压95kV,防护等级IP4X面1835kV线路保护测控装置南瑞继保台1装于开关柜9计量表威胜厂家，双向四象限块1能量管理系统(每套含下)套1硬件部分主机、键盘、鼠标、显示器套1软件部分套1打印机A3台1视频监控接入原视频监控个2球型摄像头原视频监控系统扩容通讯屏(每套含套1通讯管理机2网8串，规约转换485转以太网台1网络交换机台1光电转换台1电能质量在线监测屏含电能质量在线监测装置面1电缆部分高压交流电缆ZRC-YJV22-40.5kV-3*50米进线柜预估高压交流电缆ZRC-YJV22-40.5kV-3*120米进线柜预估高压交流电缆ZRC-YJV22-40.5kV-3*240米进线柜预估低压交流电缆ZRC-YJV22-1kV-3*240+120米变压器输入预估低压交流电缆ZRC-YJV22-1kV-3*70+35米交流配电柜预估低压交流电缆ZRC-YJV22-1kV-3*50+25米交流动力柜预估低压交流电缆ZRC-YJV22