新能源儲能設計 | 2MWh 集裝箱儲能系統(tǒng)項目有什么技術方案?
一、2WMh 項目簡介
隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高,用戶對電力的需求量不斷快速增長,用電結構 也發(fā)生了很大的變化,導致電量需求的谷峰差值逐漸增大,調(diào)峰問題突出。單獨依靠增加電 力基礎設施建設,一方面日益加劇了電網(wǎng)的谷峰差問題,嚴重影響用戶側的供電質(zhì)量,另一 方面也給國民經(jīng)濟帶來很大損失和浪費。
得益于電力電子技術的快速發(fā)展以及節(jié)能減排和智能電網(wǎng)的發(fā)展浪潮,為儲能技術的發(fā) 展帶來了新的機遇,各種新型儲能技術已經(jīng)在電力系統(tǒng)的各個層面得到了廣泛的應用,充分 參與到電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié),有效地實現(xiàn)對電網(wǎng)削峰填谷、平衡負荷等作用, 提高了發(fā)電設備的利用率和電網(wǎng)供電質(zhì)量。
合理可靠的對蓄電池進行配置管理,有效的提高蓄電池的使用壽命,達到保障通信設備 不斷電,節(jié)約維護資金的目的,因此如何配置管理蓄電池,在建設維護管理蓄電池工作中占 了相當大的比重。對電池包進行模塊化的設計,能夠大大提高電池利用率,減少電池冗余, 降低成本;通過按當期負荷配置電池,按負荷變化擴容或更換電池。其特征為基本電池單位 小容量化,規(guī)格標準化,使用積木化。在能量管理系統(tǒng)的控制下,實現(xiàn)能源效益的最大化。
二、術語及參考技術規(guī)范
2.1 術語
PCS(Power Conversion System):能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng),即換流器,是進行逆變和整流的雙 向換流系統(tǒng)。
SoC(State of Capacity):電池剩余容量狀態(tài),用百分率表示。SoH(State of Health):電池組健康度狀態(tài),用百分率表示。DoD(Depth of discharge):電池的放電深度,用百分比表示。
BMS(Battery Management System):電池管理系統(tǒng),負責儲能系統(tǒng)中電池部分的管理 和控制。
EMS(Energy Management System):能量管理系統(tǒng),是對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控和控制的 設備。
2.2 參考技術規(guī)范
GB 21966-2008? ?鋰原電池和蓄電池在運輸中的安全要求 GJB 4477-2002? ?鋰離子蓄電池組通用規(guī)范
GB/T 12325-2008 電能質(zhì)量供電電壓偏差 GB/T 12326-2008 電能質(zhì)量電壓波動和閃變 GB/T 14549-1993 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波 GB/T 15543-2008 電能質(zhì)量三相電壓不平衡 GB 2894 安全標志(neq ISO 3864:1984) GB 16179 安全標志使用導則
GB/T 17883 0.2S 和0.5S 級靜止式交流有功電度表 DL/T 448 能計量裝置技術管理規(guī)定
DL/T 614 多功能電能表
DL/T 645 多功能電能表通信協(xié)議
DL/T 5202 電能量計量系統(tǒng)設計技術規(guī)程
IEC 61000-4-30 電磁兼容第4-30 部分試驗和測量技術——電能質(zhì)量 IEC 60364-7-712 建筑物電氣裝置第7-712 部分:
GB/T 17215.211-2006 交流電測量設備通用要求、試驗和試驗條件 GB 50034-2004 建筑照明設計標準
GB 50052-1995 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范
GB 50053-1994 10kV 以下變電所設計規(guī)范
GB 50054-1995 低壓配電設計規(guī)范
GB 50060-2008 3~110kV 高壓配電裝置設計規(guī)范 DL/T448-2000 電能計量裝置技術管理規(guī)程 DL/T 620-1997 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合 DL/T 621-1997 交流電氣裝置的接地
DL/T 856-2004 電力用直流電源監(jiān)控裝置 GJB 3855-1999 智能充電機通用規(guī)范
JB/T 5777.4-2000 電力系統(tǒng)直流電源設備通用技術條件及安全要求 JJG 842-1993 直流電能表檢定規(guī)程
三、儲能系統(tǒng)配置
——使用******的磷酸鐵鋰電池,安全、環(huán)保、性能優(yōu)異、循環(huán)壽命長;
——使用******的電池管理系統(tǒng)(BMS),采用分級管理策略,系統(tǒng)配置靈活、可靠,便 于拓展升級,能夠?qū)崟r監(jiān)控電池系統(tǒng)的電壓、電流、溫度等運行參數(shù),同時還具備電池動態(tài) 均衡管理策略,可以自動快速完成電池維護;
——使用******的顯示控制模塊,顯示界面采用液晶觸摸屏,查看數(shù)據(jù)更直觀、操作更 便捷,同時具備 CAN、RS485 等通訊方式,方便客戶進行電腦遠程監(jiān)控;
——使用專屬設計的智能消防系統(tǒng),能夠通過煙感、溫感等裝置實時監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部溫度 和煙霧的變化情況,在必要時啟動火災報警和/或滅火裝置,確保儲能系統(tǒng)消防安全;
——使用專屬設計的智能熱管理控制策略,優(yōu)化風道設計和熱交換設計,提升儲能系統(tǒng) 運行安全和使用壽命;
——使用模塊化和標準化設計方案,有利于提升產(chǎn)品的品質(zhì)管理,進一步提高系統(tǒng)安全 性能和整體能量轉(zhuǎn)換效率,且便于安裝和維護;
四、客戶用電需求及收益分析
本儲能系統(tǒng)可充分利用峰谷時段的電價差,在用電低谷時充電,用電高峰時進行放電, 能夠針對需求側電量進行有效管理,改善用電質(zhì)量,降低用電成本。
根據(jù)國內(nèi)某地區(qū)工業(yè)用電的情況,儲能系統(tǒng)工作模式可設置如下表 4-1 所示(按系統(tǒng)效 率 90%計算):
表 4-1 工業(yè)用電需求分析以及儲能系統(tǒng)工作模式控制

根據(jù)表 4-1 可知,在每天的谷段和平段充電兩次,在高峰時段由儲能系統(tǒng)供電,既能滿 足電力需求,還能得到較高的收益,根據(jù)估算,每日大約可節(jié)省 1849 元電費。一年按 360天計,每年的收益可達1849×360=665640 元(備注:上表中的充放電時段和電價僅供參考, 請用戶按照實際應用情況和所在地電價自行調(diào)整)。
五、系統(tǒng)方案設計
5.1 系統(tǒng)拓撲結構
5.1.1 電池組拓撲圖
電池組拓撲圖如 5-1 所示:

5.1.2 儲能系統(tǒng)
包含1 套配電開關柜、2 套250kW 儲能雙向變流器(PCS)、1 套16 通道匯流控制柜、 1 套鋰電池儲能系統(tǒng)(含16 組電池組、BMS 系統(tǒng)),其系統(tǒng)拓撲圖如圖 5-2。

圖 5-2 500kW/2MWh 儲能系統(tǒng)拓撲圖
5.2 系統(tǒng)配置
本系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電池,單套系統(tǒng)配置電池的最大總容量約為2.4MWh,主要零部件 的配置情況見表5-1

備注:以上參數(shù)為我司配置技術參數(shù),結構外形尺寸可能有所調(diào)整,但不影響性能,部分參數(shù)可根據(jù)不同 客戶項目要求進行調(diào)整。
5.3 主要設備布局
下圖為45 英尺標準集裝箱平面排布圖,系統(tǒng)總容量為2.4MWh,可用電量為2MWh, 內(nèi)置2 臺PCS(總功率500kW),匯流柜(16 通道)、配電柜、消防系統(tǒng)各一臺。

圖5-3? ?45 英尺標準集裝箱平面排