华为光储一体化电站方案技术讲解

目标目录本节概述和学习目标(通讯柜)直流电→>交流电直流电→>交流电低压→>高压光一>直流电光一>直流电主占地7800亩占地5万5千亩占地2500亩占地1500亩年发电量可达6400万度占地1300亩漂浮光伏电站特点：场地平整、子阵整齐规格统一；地处沙漠、荒地较多，主要分布在新疆、甘肃、内蒙、青海、依地形建，地形复杂、施工困难，子阵不规则、支架高低不平容易形成遮挡和组串设配。华北、(n海底跨国电缆HVDC发电量：26TWh/年微网新城渔光互补中国山东全球最大单体渔光电站漂浮电站中国安徽两准领导者60MWHUAWEI目录本节概述和学习目标管理系统信息流信息流10～35kV或其他1500V或其他交流800V组件&支架作用发电单元发电的主体设备光伏组件功率变换与传输把组件发出的直流电转换成交流电，并升压后传输到电网逆变器，箱变，升压站监控单元数据采集器，管理系统日升产品组件功率(W)长度(米)宽度(米)组件效率(%)开路电压Voc(V)短路电流(A)本构成中，支架成本约占电站投资成本的10~15%,且对光伏发电系统的寿命及发电效益均有重要影响。太阳入射角变化而调整角度，较固定支架通常可获得在5%-35%发电量增益。17HuaweiConfidential固定支架跟踪支架HUAWEILYCNPP第1台逆变器产品，有LCD显具备电网管理功能，通过开始批量发货的组串式逆变器，DC侧连接方便，降低成本，提高效率三相相室外机，灵活连接、优化保护功能，海量发货第1台集中式逆变器，并联工作，可延长维护时间效率达到98%的第一款产品，分组件输出功率组件输出功率HUAWEI组串式逆变器(1500V系统为例)设计思路集成设计，单瓦价格相对较低模块化设计，可靠性更高，故障范围小额定输出功率逆变器效率最高99%,欧效98.5%,中国效率~98.5%最高99%,欧效98.8%,中国效率~98.5%单子阵MPPT路数1~2路MPPT>50路MPPT,发电更高启机电压800~900V以上防护等级室内型IP20,室外型IP54/IP55可直接用于室外，IP66输出电压冷却方式强制风冷强制风冷(早期组串式也有自然散热的)系统方案特点精度检测及智能化数据分析，维护简单24HuaweiContidentiai1路MPPT滤波器滤波器直流开关1直流(交流)浪涌保护器输入(输出)EMI滤波器出直流开关2直流开关2HUAWEI最高效率根据欧洲辐照条件，定义的加权效率最高效率额定功率点n₂=0.02×75%+0.03×110%+0.06×720%+0.12×130%+0.25×7n₃=0.02×175%+0.03×1o%+0.06×120%+0.12×13o%+0.25n4=0.02×nx+0.03×n+ox+0.06×12aox+0.12×13ox+025×17sox损耗直流电能逆变器吸收并网输出30HuaweiConfidentialJapaneseplayersSINENG变压器主要将光伏逆变器产生的低压交流电转换成中压交流电，并将电能馈入电网。一般以一个箱式变电站将低压柜、变压器、环网柜、辅助变压器、辅助配电箱等设备预装在20尺高柜集装箱变选择：双分裂与双绕组(按绕组数量)、干式与油式(按冷却方式)、美变、欧变与华变2图1逆变器低电压穿越能力要求业主转让开发商固定溢价补贴)或CfD(contractsfordifference,差价合约)模式信息流能源分销商终端用户能源分销商终端用户输电分销商HUAWEI思考题1.哪种逆变器方案的直流环节仅组串，分散逆变、交流汇流，容易做到高精度检测及智能化数据分析，维护简单?()A.组串式本章总结课程总结organizationforafulstatementsincludingwithoutlimitation,statementsrethefuturefinancialandoperatingresulicouldcauseactualresultsanddevelopmfromthoseexpressedorimpliedinthmaychangetheinformatHUAWEI目标·了解箱变核心部件变压器、低压柜和环网柜的组成及应用。目录本节概述和学习目标储能场景：变压器双向，升压并网或降压用于储能充电效率降低10%,负载降低17%;降低40%,负载降低15%;7HuaweiPr·箱式变电站按照IEC62271-202或GB17467标准设计制造，是工厂预制和完成试验后直接运输到安装现场连接进出线电缆并完成现场调试后即可直接使用的配电终端设备。包括变压器，高压低压开关柜，内部互连电缆以及控制保护设备在内的所有设备安装在带有隔板分割的公共外壳内·中国自20世纪90年代后期，从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站，从结构上采用高、低压开关柜，变压器组成方式一华变变)负荷开关可靠(IfunetionatunassharinHUAWEI思考题本章总结目录本节概述和学习目标箱变三大核心部件：低压柜、变压器、环网柜中压断路器逞控分闸中压断路器逞控分闸低压断路疆遥控分合闸自供电保护箱变测控低压柜内温湿度信号温湿度控制器2低压柜电流电压等模拟量变压器非电量信号及油温中压柜位置信号温湿度控制器1变压器中压电流华为数采自供电保护(中压继保)采集中压电流、开关状态等信号后上传箱变测控箱变测控采集低压侧电压、电流、油温、非电量等箱变内部信号，并对信号华为数采预设STS点表，发往现场后，只需完成连接，便可是实现与箱变测控的通讯17Huawei状态&控制状态&控制·变压器压力释放阀动作·低压室&中压室高温告警&跳闸变压器的工作原理：电磁转换低压绕组A低压淡细2Xa 优点：缺点：缺点：需定期更换瓦斯保护辅助干变主要功能是800V->400V(连接组别额定容量一次侧电压二次侧电压工频耐压●铁心部分-包括硅钢片叠成的柱、轭及其夹紧装置●绕组部分-包括各相绕组及其联线的引●油箱部分-除油箱本体外，还包括储油柜、支架等●冷却系统-散热器、联管等22HuaweiPr铁芯：Core变压器部件介绍：绕组24HuaweiProprieta变压器变压器低压柜环网柜胶囊袋26HuaweiPr瓦斯继电器轻瓦斯报警，重瓦斯跳闸体上升将进入瓦斯继电器，轻瓦斯干簧触点接通发出信号。当气体过多时，可以由瓦斯继电器的放气塞将气体放出。而使环网柜断路器跳闸。2实时显示变压器顶层油温，通过内置温控开关传送告警和跳闸信号。3储油柜注放油阀补油/放油阀门补油：通过未被污染的金属或非橡胶软管和注油设备补充变压器油。(注意防止空气进入。)放油：通过未被污染的金属或非橡胶软管将储油柜油引出至盛油容器(≥200L)内。4用于变压器储油柜的油位指示和上传高低油5压力释放阀释放压力当变压器内部发生故障，产生大量的气体，绝缘油的压力急剧升高，达到开启压力时，变压器油排出，变压器内部压力迅速降低到正常值。同时发出跳闸信号，驱动环网柜断路器跳闸。6共有5个档位，1为最大分接，3为额定分接，57吸湿器胶用于吸收空气中的水分和杂质，保持绝缘27HuaweiPr27HuaweiPr瓦斯继电器主要功能是利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时，使气体继电器的接点动作，发上静触点下油杯下油杯转轴下静触点下动触点油流挡板HUAWEI压力释放阀主要功能是当变压器内部发生重大故障时，油分解气体压力升高，通过排除部分变压器油，降低油箱内压力。信号杆压力膜盘微动开关弹簧29HuaweiPropriet位时，磁铁吸合(或凸轮拔动)相应的舌簧开关(或30HuaweiPropriet31HuaweiProprietary-Restric31HuaweiProprietary-Restric32HuaweiHUAWEI32Huawei极数：3P开断能力：50kA框架断路器ACB组合方式：3+1模块3出a003出a00平0A4A00关键参数箱变测控装置遥信标配62路遥信开路，AC220V有源接入遥测标配2路功率点全电量采集遥控非电量保护变压器油位低报警、变压器油温高报警、测、直流(温度)一段、直流(温度)二段等故障记录可记录25次最近的故障信息故障录波可记录10个周波的全故障波形功耗工作电源接口标准34HuaweiPropriet升压站A升压站B主变主变35HuaweiPropriet35HuaweiProprietC柜(负荷开关柜)36HuaweiPropriet36HuaweiPropriet机构室机构室电缆室HUAWEIHUAWEI37HuaweiProprieta机构室(负荷机构室(隔离电流互感器38HuaweiPropriet电流互感器额定频率(Hz)一次电流值la、Ib、Ic,精度不低于小数点后1位瞬时过流保护反时限过流保护瞬时接地过流保护反时限接地过流保护变压器过热保护支持外部无源干接点跳闸功能、RS485通讯功能、事39HuaweiProprietaHUAWEI39HuaweiProprietaHUAWEI思考题本章总结·本章介绍了箱变三大核心部件变压器、低压柜、环网柜的特点及其关键部件的应用目录本节概述和学习目标Coung⁵CSuxTuslo25℃n25℃/ACoung⁵CSuxTuslo25℃n25℃/A2000.250A315A,350A.400A45文0U⁵025℃o+35℃/40Co~150*CDoloug004051u25℃s+25TedaeealkineySdod/EmDacn1/EeoDFoofboiaodpo/dplocpbovodSG3400HV.20SG3125HV20SG25075-1300V075-190MenDCshoiticieutcumeHnminafqriatrequency/Ponerfctaratnomnuipowet/AdjatabepowerfectorD99/0Bleadi优势一览优势一览使用E-House,可显著降低建设成本(CAPEX)和运音成本(OPEX)·节省时间：即插即用.显著节省理场工程时间现场工作量小，显著提升EHS安全指标 Biosco系列箱体全部采用模块化设计，功能丰富，配置灵活，箱体装配●箱体经过特殊的喷涂工艺处理，可耐极强的腐蚀，并能保证20年的使用●优化的高效全自然通风结构和肩徽式进风口，保证箱体外壳级别为10级45HuaweiProprietary-RestrictedDistribution2.发展趋势：环保：绝缘气体采用干燥空气、N2等取代SF6(温室气体);智能化：融46HuaweiPr主传感器通讯舱储油柜式电压互感器电流互感器油顶层温度环境温度油位传感器>480伏选用电流 电度主开关状态电度主开关状态运行时间监测功能频率脱扣时间频率 气系统·能耗及其变化报表预测 47HuaweiPr在全球数百万台设备安装中历经25年以上的验证、测试和证明平均e节省成本17%平均e节省成本17%1100mg/kg,比矿物油(仅有110mg/k49HuaweiProprietary-Re49HuaweiProprietary-Re思考题1.未来箱变发展的趋势为?B.智能化C.数字化本章总结·本章介绍箱变未来的发展特点及变压器和环网柜的演进趋势课程总结organizationforafullyconnected,statementsincludingwithoutlimitation,statementsrethefuturefinancialandoperatingrecouldcauseactualresultsanddevelopmfromthoseexpressedorimpliedinthmaychangetheinformat目标·深入理解锂离子电池的工作原理，材料体系，技术储能系统的构成；目录2.锂离子电池介绍3.锂离子电池储能系统的构成4.锂离子电池储能系统的应用按照能量转化及储存形式的不同，可将储能技术分为：机械储能、电化学储能、热储能、电磁储能、化学抽水蓄能新型电池储能电化学储能热储能热储能利用储热介质(如水、熔盐)将热能通过1)属于大规模(GW/GWh级)、集中式储能技术；2)使用寿命长，一般可达40-60年3)可能对生态环境有一定与影响应用现状2)截至2019年底，全球抽水蓄能累计装机171.0GW,占全球电力储能总装机量92.6%;3)截至2019年底，我国抽水蓄能累计装机30.29GW,占电力储能装机总规模的91)功率密度高(可达4kW/kg);2)循环次数多(百万次循环);3)充放电效率高(90%以上);4)维护少、稳定性好；(正极)(电解液)(负极)2)应用成熟，价格低廉，性价比高负极板正极板满充电状态1)大倍率放电性能差；2)能量密度较低(40-80Wh/kg);3)循环次数少(~1000次)磷酸铁锂电极2)充放电效率高，可达90%;1)初期投资较铅酸电池高；应用现状电堆泵取决于电堆隔膜面积);2)循环次数超过10000次；1)储能系统价格较高；2)能量密度和功率密度低；1)功率密度高(5~30kW/kg集电板2)循环次数多，可达百万次集电板3)充放电效率>90%;2)初始投资成本高；活性族电板活性族电板B充电后B充电后1)储存的能量大，可达TWh级；1)全链路能量效率低，只有30%-40%;2)制氢或合成天然气成本高应用。百MWh百MWhGWhMWhMWh功率密度/W.Kg-¹响应时间毫秒毫秒分钟毫秒毫秒5-8年10年~15年40-60年20年15年能量密度高、循环次数多、容量及功率规模大、功率密度高、循环次数多、功率密度高、循环次数多、劣势大倍率放电性能差，充放电管理不当导致安全问题，响应慢，受环境限制，建容量规模小，投资高，容量规模小，投资高能量密度低，循环次数少初始投资高设周期长，对生态有影响能量密度低，自放电率高能量密度低汽车启动电源、备用电源终端、电动车、电力储能电力储能UPS启动)思考题A.能量密度高，可达300Wh/kgB.充放电效率高，可达90%左右C.循环次数多，高达5000次以上D.初期投资低，结构简单，安全可靠本章总结目录2.锂离子电池介绍3.锂离子电池储能系统的构成4.锂离子电池储能系统的应用HUAWEI负极隔膜正极正极集流体(铝箔)HUAWEI电压(V)体积能量密度(Wh/L)质量能量密度(Wh/kg)工作温度价格(RMB/Wh)优缺点安全性差循环次数少安全性差循环次数多价格低安全性好质量能量密度较低价格低循环次数少循环次数多质量能量密度低电动车(乘用车),电力储能电动车(大巴车，物流),电力储能电动自行车电动大巴主要供应商神亿纬星恒衰减容量可用容量标称容量可用容量标称容量排名企业名称装车量(GWh)占比1宁德时代2比亚迪3LG化学4中航锂电5国轩高科6松下7亿纬锂能89力神电池孚能科技82.1%和91.8%。三元锂电B三元锂电磷酸铁锂■锰酸锂■钛酸锂思考题1.以下对锂离子电池SOH状态参数表述错误的是?()本章总结目录2.锂离子电池介绍4.锂离子电池储能系统的应用PACK&电池簇锂离子电池储能系统锂离子电池储能系统在设计储能系统时，要根据储能电站的电压等级、容量、功率、PCS匹配等要素合理选电池管理系统(BMS)主要实现电池系统 能量管理系统(能量管理系统(EMS)根据负荷预测、电池状态、电价规则等制电网调度中心PowerPowerGridDispatchCentre手机APP网络交换机跟踪支架智能组串控制器网络交换机智能并网智能并网光伏逆变器光伏逆变器光伏逆变器电池管理储能电池柜储能电池柜→>18.5WhCell46并34串6并17并2958kWhBA3.7V*(46*5Ah)=85134个A串联A电压A电压A二DCB容量：思考题A.电池状态SOC等参数估算及均衡(包含被动均衡、主动均衡)B.故障告警、系统保护、通讯管理C.储能系统的能量存储部件D.电池热管理本章总结·本章介绍了锂离子电池储能系统的构成。目录2.锂离子电池介绍3.锂离子电池储能系统的构成5.储能系统安全与特性电池模组16串(7200只电芯)85kWh数字能源储能系统为数据中心提供备电型储能为户用及工商业园区提供为数据中心提供备电型储能思考题1.以下对锂离子电池储能系统在电力系统各环节的应用表述错误的是?()A.在发电侧平滑风光等新能源电源出力B.在电网侧提供如一次调频等电网辅助服务C.在电网侧利用峰谷价差获得收益D.在用户侧作为紧急备电电源