广州250kW780kWh分布式储能可研方案报告

广州白云供电局分布式电池储能系统可研方案 12、储能系统解决方案 12.1储能系统方案设计 22.1.1储能系统设备场地选择 22.1.2储能系统并网点选择 22.1.3储能系统容量配置 32.1.4储能系统电气主接线设计 32.1.5储能系统平面布局设计 2.2储能系统功能特点 62.3储能系统容量配置分析及运行策略 62.4储能系统构成 62.5储能系统技术规格参数 2.6储能电池单元规格参数 2.6.1电池系统规格参数 2.6.2主控箱规格参数 2.7电池管理系统(BMS) 2.7.1电池管理系统拓扑 2.7.3BCMU规格参数 2.7.4BSMU规格参数 2.8储能变流器(PCS)规格参数 2.8.1储能双向变流器规格参数 2.9监控系统(SCADA)规格参数 2.9.1主要特点 2.9.2技术指标 2.9.3监控系统拓扑 2.10储能辅助系统 2.10.1温控系统 2.10.2消防系统 2.10.3照明系统 2.10.4配电和接地 2.10.11储能系统电池架安装方式 3储能系统接入部分 3.1储能系统并网点 3.2储能系统计量 3.3储能系统能量管理功率采集 3.4储能系统并网点保护 3.5储能系统远动信息 4、储能系统主要设备清单及工程量表 1随着社会经济发展和居民生活水平提高，社会对电力的需求日益增长，电网规模及供电能力不断增加。然而在局部地区仍存在电网建设滞后、供电能力不足的情况，导致高峰负荷或电网特殊方式运行期间，输配电设备重过载运行或拉闸限电，影响供电可靠性、电能质量及电网设备运行经济性，甚至对电网通过对广州白云区红星帅庙#2公变房现场调研分析，该台区配变容量为630kVA,变压器在用电高峰时段出现重过载现象，现急需采取措施解决变压器过载问题。过载问题。现场具备配置储能系统的条件。针对上述调研分析，推荐通过在配变380V低压侧增加分布式储能系统解决在负荷低谷时充电，不会加重变压器负载。多布点的方式，解决片区负载过重、供电能力不足的问题。储能系统不仅能通过预设的运行控制策略就地削减所接入的配电变压器负载，还可通过RS485、网口及4G的通讯设计与电网调度平台进行双向通信，接2110kV、220kV主变过载、输电线路断面过载等问题将日益突出，而采取在片区针对白云供电局红星帅庙#2公变过载问题，拟计划将变压器负载率降低至80%,以下是欣旺达综合能源提出有效可行的储能系统解决方案。以下针对白云区红星帅庙#2公变台区配置储能系统进行详细方案设计。能电池系统相关设备，如红色框选区域，空间满足布置要求。如下图所示：图2-1储能系统输出交流380V,接入台区变压器旁电房里低压馈线柜断路器出口母排上，该处即为储能系统并网点(接入点),图片如下所示：3左边为低压侧进线柜，右边柜母排为储能系统接入的位置。根据选取#2台区变压器典型负荷曲线进行分析，拟计划配置储能容量为250kW/780kWh,该储能容量可在变压器负载高峰时段进行放电，由储能系统和实时监测负荷功率，若超过该阀值，储能系统放电(放电功率=实时负荷功率一阀值功率),实时跟踪负荷运行情况，用电低谷时段可进行充电(充电功率=阀值功率一实时负荷功率)补充系统容量，可把变压器负载率降低80%以下。本方案储能系统采用4个电池架组并接入一台250kW双向逆变器PCS直流侧，由PCS交流输出380V经一组交流电缆接入电房内的总馈线断路器母排上。42#电簇3#电池簇图2-3电气主接线利用电房剩余空间布置电池系统设备，地面铺设抬高静电地板，线缆在抬高电池系统共4个电池架，双排布置，电池部分采用透明隔板隔开，平面布局图5空调外机图2-4电房内设备平面布局电房内设备整体布局3D效果示意图如下：6图2-5设备布局3D示意(1)分布式结构设计，占地面积较小，布置灵活，便于安装；(2)储能系统采用模块化设计，便于后期扩展；(4)本地智能运行，同时可接受上级调度，进行统一管理；(5)具备4G通讯功能，储能数据可上传。05月123423日负荷曲线如下：片NW△03:0004:0005:0006:0007:0008:00M02:0003:0004:0005:0006:0007:00800M03:0004:0005:0006:0007:0021:00MW△w04:0005:0006:0008:0009:0020:0023:00N800:0002:0003:0004:0005:0006:0008:0006:0000:0002:0003:0004:0005:0006:0008:0006:0020:0021:0023:00500000:0001:0003:0004:0006:0007:0000:0001:0003:0004:0006:0007:0008:0020:00300053上图为红星帅庙#2公变房，变压器容量为630kVA,从5月到10月每月随机选取四天，结合各月用电功率最大日进行数据分析所得，从5月到10月的用可达713.32kW(5月23日),超过变压器额定容量113.2%。■储能PCS功率选择拟计划降低变压器负载率至80%以下即504kW(630*0.8),由上述负荷曲线可知，瞬间功率达到713.32kW,可见配置250kW的PCS,满足负荷高峰时功率输出要求。在下午到夜间，负荷总体呈上升态势，也就是该时间段储能只放电不充电，结合高峰时段持续的时间分析可知，拟配置储能780kWh,可满足负荷高峰时段储9250kW/780kWh储能系统主要包括4个申池架组、BMS系统、一台250kWPCS柜、EMS系统、空调及配电部分。其中每个电池架组由28个电池箱和一个主控箱串接而成，4个电池架组并接入PCS直流侧。一个电池架组电池箱连接设计示意如图(其他3个电池架组类似)第一列第二列第三列序号项目描述规格参数备注1储能系统总容量250kW/780kWh直流侧2最大充电功率交流侧3最大放电功率交流侧4额定输出电压6额定输出频率7频率范围48Hz～52Hz8系统最大转换效率9总电流畸变率额定功率电压畸变率<1%直流分量额定功率功率因数-0.9～0.9可调PCS充放电转换时间通讯系统响应时间输出接线方式三相三线工作环境温度-20℃~45℃存储环境温度-35℃~55℃工作相对湿度无凝露存储相对湿度0～95%无凝露海拔高度电池布置方式室内站房电池架式对外通讯接口支持支持RS485,RJ45,光纤、GPRS无线本方案采用高可靠性、安全、环保的磷酸铁锂电芯(136Ah)。电芯通过2并串，每个电池组串通过一个主控箱控制功率输出；4个电池组串构成一个电池堆接入PCS柜。通过电芯的串并联及其多层次的管理实现了对电芯的有效、充分利2.6.1电池系统规格参数序号项目描述单元拓扑额定电压额定容量存储电量备注1电芯2电池箱16个电芯3电池组串28个电池箱串联组成1个电池组串4电池堆4个电池组并序号项目描述规格参数备注1最大电压900Vdc2最大电流3通讯接口4通讯协议5结构尺寸500mm*515mm*437.5mmL*W*H6重量参数系统具有模拟信号高精度检测及上报，故2.7.1电池管理系统拓扑RS485以太网熔断器BCMU主接触器漏电检测熔断器BMUBMUBMU图2-13电池管理系统拓扑BMU(BatteryManagementUnit)负责管理2并8串电池。具有高精度单体电压及温度采集，电池实时信息采集、上传；双向主动均衡，保障电池间均衡、稳定、高效的运行；采用CAN2.0通信方式与系统内其他模块交互控制系统运行。序号项目描述规格参数1设备型号BMU8S2设备规格8路检测3温度检测检测数量5路检测精度检测范围-40℃~125℃4电压检测检测数量8路检测精度检测范围1.0VDC～4.5VDC5均衡类型双向主动均衡+被动均衡6均衡电流双向主动均衡7通讯接口CAN2.08供电电压24VDC9设备功耗最大电芯管理数量8串BCMU(BatteryClusterManagementUnit)负责管理一个电池组串中的全池系统容量和SOC标定值。序号项目描述规格参数1设备型号BCMU2电流检测OA~±300A5电流检测精度6通讯接口RS485,CAN7供电电压8设备功耗9最大BMU管理数量序号项目描述规格参数1设备型号BSMU2通讯接口RS485*3,CAN*2,Ethernet0/100M3供电电压4设备功耗5最大BCMU管理数量高压绝缘检测模块(HVMU)用于电池簇高压检测，绝缘阻抗检测序号项目描述规格参数1设备型号HVMU2高压检测范围3通讯接口CAN2.04供电电压5设备功耗6绝缘检测范围电压、电流的交直流双向变换功能。储能变流器由主功率部分、信号检测部分、控制部分、驱动部分、监控显示部分和辅助电源等部分构成。名称/型号储能变流器参数额定功率(kW)最大直流电压(Vdc)直流电压范围500Vdc～850Vdc整机效率(额定功率)充放电响应时间≤50ms(从OA到最大电流)满载充放电转换时间交流侧接线三相三线制上位机通讯方式ModBusTCP/IP协议通信接口网口、485、CAN额定功率运行温度-20°~50°(超过温度降额可为2%/度)并网模式(交流侧)额定线电压频率范围50Hz(±2.5Hz可设)功率因数-1~+1可调(额定功率)电流THDi≤3%(额定功率)标称电流容量100%(长时间运行)负载为额定负载110%时，10min保护；负载为额定负载120%时，1min保护；环境条件和安全防护等级IP20(室内)名称/型号储能变流器参数海拔小于3000m冷却强制风冷环境温度-20℃~50℃允许相对湿度0～95%(无冷凝)监控系统(EMS)是以软件为平台通过计算机为基础的生产过程控制自动化实时接收并监控电池电压、电流、温度等信息分层、分级、分类报警管理，实时监控实时诊断PCS系统、BMS系统、辅助系统以及内部监控系统状态采用实时多任务操作系统，数据处理能力强大用户权限分级管理，限制操作支持交换机等通讯设备，构成强大的通讯平台2.9.2技术指标EMS系统技术指标项目描述规格参数备注电压/电流依赖于PCS/BMS功率依赖于PCS/BMS遥信正确有效率事故报警正确率1遥控遥调正确率：1遥控命令执行时间遥测数据扫描周期用户可调计算机通信实时数据同步事故反演记录时间用户可调热/备计算机的切换时间事故报警正确率1Ethernet工控一体机EthernetRS485.辅褊RS485#7包括温控系统、消防系统、照明系统。空调温控是由压缩式机械制冷系统、加热系统、风系统以及控制系统四大基本部分组成，该控制系统根据室内外温度、湿度自动控制和协调制冷系统和加热系统的工作，通过风系统来实现自然通风冷却、压缩式机械冷却、加热、●掉电记忆和自动重启；远程故障识别与报警；远程通讯控制；模糊智能控消防系统由七氟丙烷自动灭火器、烟感温感组成，系统具有自动检测火灾，图2-17消防系统布置新增加两盏18WLED灯，以满足照度要求。069069柜内所有设备的接地与电房原有接地网可靠连接。电池架使用M12膨胀螺钉固定在水泥地面上，固定孔位开孔尺寸图如下：069图2-18电池架组固定位置平面图储能系统输出为AC380V,通过电缆接入台区变压器旁电房里低压馈线柜断路器出口母排上，该处即为储能系统并网点(接入点)。从PCS柜交流输出端新敷设交流低压电缆到现有低压柜，并在低压柜母排A、B、C、N排上新钻开φ13的孔劲连接电缆。3.2储能系统计量储能系统计量主要用于计算系统充放电电量，同时可为配电系统所耗电量，储能系统在电房内低压电缆总进线处新加装一组测量CT互感器，采集总进率自动进行削峰填谷，变压器最大需量功率调节。储能系统BMS、PCS本身具备有完善的保护功能，并在储能电气柜内配置停电时，储能系统自动停机，不会对电网检修工作带来安全隐患。储能系统向电网调度机构提供的信号包括(不限于):(1)电气模拟量：并网点储能系统电压和频率、注入电网的电流，有功，无(2)电能量：充电电量，放电电量，上网/下网电量20(3)遥信量：接入(并网)断路器开关状态等，通信状态，充放电状态等◆远动信息传输充电/放电电量可通过GPRS无线上传，也可以采用有线方式上传，采用IEC-104规约或其他规约，具体需与当地供电局协商。序号名称规格参数单位数量1储能变流器250kW,输入：500Vdc-900Vdc,输出：380VAC,50Hz,IP20台12电池箱磷酸铁锂电池箱，16个电芯(2P8S),电压25.6V;额定容量6.96kWh个3主控箱3P双极接触器控制台44BM