儲(chǔ)能電站專(zhuān)業(yè)技術(shù)方案

1、儲(chǔ)能電站總體技術(shù)方案2011-12-20目錄1. 概述 3.2. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 4.3. 儲(chǔ)能電站（配合光伏并網(wǎng)發(fā)電）方案 6.3.1 系統(tǒng)架構(gòu) 6.3.2 光伏發(fā)電子系統(tǒng) 8.3.3 儲(chǔ)能子系統(tǒng) 8.3.3.1 儲(chǔ)能電池組 8.3.3.2 電池管理系統(tǒng) （BMS） 1.03.4 并網(wǎng)控制子系統(tǒng) 1.4.3.5 儲(chǔ)能電站聯(lián)合控制調(diào)度子系統(tǒng) 1.64. 儲(chǔ)能電站（系統(tǒng)）整體發(fā)展前景 1.91.概述大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已有 20 多年的歷史，早期主要用 于孤立電網(wǎng)的調(diào)頻、 熱備用、 調(diào)壓和備份等。 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在新能源并網(wǎng)中的應(yīng) 用，國(guó)外也已開(kāi)展了一定的研究。上世紀(jì) 90 年代末德國(guó)在

2、 Herne 1MW 的光伏 電站和 Bocholt 2MW 的風(fēng)電場(chǎng)分別配置了容量為 1.2MWh 的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)， 提供削峰、不中斷供電和改善電能質(zhì)量功能。 從 2003 年開(kāi)始， 日本在 Hokkaido 30.6MW 風(fēng)電場(chǎng)安裝了 6MW /6MWh 的全釩液流電池（ VRB ）儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于 平抑輸出功率波動(dòng)。 2009 年英國(guó) EDF 電網(wǎng)將 600kW/200kWh 鋰離子電池儲(chǔ)能 系統(tǒng)配置在東部一個(gè) 11KV 配電網(wǎng) STATCOM 中，用于潮流和電壓控制，有功 和無(wú)功控制?？傮w來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能電站（系統(tǒng)）在電網(wǎng)中的應(yīng)用目的主要考慮“ 負(fù)荷調(diào)節(jié)、配 合新能源接入、彌補(bǔ)線損、功率補(bǔ)償、

3、提高電能質(zhì)量、孤網(wǎng)運(yùn)行、削峰填谷 ”等 幾大功能應(yīng)用。比如：削峰填谷，改善電網(wǎng)運(yùn)行曲線，通俗一點(diǎn)解釋?zhuān)瑑?chǔ)能電站 就像一個(gè)儲(chǔ)電銀行， 可以把用電低谷期富余的電儲(chǔ)存起來(lái)， 在用電高峰的時(shí)候再 拿出來(lái)用， 這樣就減少了電能的浪費(fèi)； 此外儲(chǔ)能電站還能減少線損， 增加線路和 設(shè)備使用壽命； 優(yōu)化系統(tǒng)電源布局， 改善電能質(zhì)量。 而儲(chǔ)能電站的綠色優(yōu)勢(shì)則主 要體現(xiàn)在：科學(xué)安全，建設(shè)周期短；綠色環(huán)保，促進(jìn)環(huán)境友好；集約用地，減少 資源消耗等方面發(fā)電輸電配電4宀配電變電姑始葩電曲用電2. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 21966-2008鋰原電池和蓄電池在運(yùn)輸中的安全要求GJB 4477-2002鋰離子蓄電池組通用規(guī)范QC/T

4、743-2006電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子蓄電池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(dòng)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/T 2297-1989太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)DL/T 527-2002靜態(tài)繼電保護(hù)裝置逆變電源技術(shù)條件GB/T 13384-2008機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件GB/T 14537-1993量度繼電器和保護(hù)裝置的沖擊與碰撞試驗(yàn)GB/T 14598.27-2008量度繼電器和保護(hù)裝置 第27部分：產(chǎn)品安全要求DL/T 478-2001靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝

5、置通用技術(shù)條件GB/T 2423.1-2008A :低溫GB/T 2423.2-2008B :高溫GB/T 2423.3-2006 Cab :恒定濕熱試驗(yàn)GB/T 2423.8-1995Ed :自由跌落GB/T 2423.10-2008 驗(yàn) Fc :振動(dòng)（正弦）GB 4208-2008GB/T 17626 -2006GB 14048.1-2006GB 7947-2006 或數(shù)字標(biāo)識(shí)GB 8702-88DL/T 5429-2009DL/T 5136-2001DL/T 620-1997DL/T 621-1997GB 50217-2007GB 2900.11-1988IEC 61427-2005 求

6、和試驗(yàn)方法Q/GDW 564-2010QC/T 743-2006電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第 2 部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第 2 部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第 2 部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第 2 部分:試驗(yàn)方法試驗(yàn)電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第 2 部分:試驗(yàn)方法 試外殼防護(hù)等級(jí)（ IP 代碼）電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第 1 部分:總則 人機(jī)界面標(biāo)志標(biāo)識(shí)的基本和安全規(guī)則 導(dǎo)體的顏色 電磁輻射防護(hù)規(guī)定電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合 交流電氣裝置的接地電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范蓄電池名詞

7、術(shù)語(yǔ)光伏系統(tǒng)（ PVES ）用二次電池和蓄電池組 一般要儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子蓄電池GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)概述和導(dǎo)則GB/T 19939-2005 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求GB/T 20046-2006 光伏（PV）系統(tǒng)電網(wǎng)接口特性GB 2894 安全標(biāo)志（ neq ISO 3864 ：1984）GB 16179 安全標(biāo)志使用導(dǎo)則GB/T 17883 0.2S 和0.5S級(jí)靜止式交流有功電度表DL/T 448 能計(jì)量裝置技術(shù)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(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)

8、程SJ/T 11127光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù) 一一導(dǎo)則IEC 61000-4-30 電磁兼容第 4-30 部分試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 電能質(zhì)量IEC 60364-7-712 建筑物電氣裝置第 7-712 部分：特殊裝置或場(chǎng)所的要求 太陽(yáng)光伏（PV）發(fā)電系統(tǒng)3. 儲(chǔ)能電站（配合光伏并網(wǎng)發(fā)電）方案3.1 系統(tǒng)架構(gòu)在本方案中，儲(chǔ)能電站（系統(tǒng)）主要配合光伏并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用，因此，整個(gè)系統(tǒng)是包括光伏組件陣列、光伏控制器、電池組、電池管理系統(tǒng)（ BMS ）、逆變器 以及相應(yīng)的儲(chǔ)能電站聯(lián)合控制調(diào)度系統(tǒng)等在內(nèi)的發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：光伏控制器-怪理電池組RS4K5監(jiān)控主機(jī)井兩逆變器電能表電網(wǎng)儲(chǔ)能電站（配合光伏

9、并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用）架構(gòu)圖1、光伏組件陣列利用太陽(yáng)能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后對(duì)鋰電池組充電，通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電；2、智能控制器根據(jù)日照強(qiáng)度及負(fù)載的變化，不斷對(duì)蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負(fù)載。 另一方面把多 余的電能送往蓄電池組存儲(chǔ)。發(fā)電量不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器把蓄電池的電 能送往負(fù)載，保證了整個(gè)系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性；4、并網(wǎng)逆變系統(tǒng)由幾臺(tái)逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的 380V 市電接入用戶側(cè)低壓電網(wǎng)或經(jīng)升壓變壓器送入高壓電網(wǎng)。5、鋰電池組在系統(tǒng)中同時(shí)起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。它將光伏發(fā)電系

10、統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，以備供電不足時(shí)使用3.2光伏發(fā)電子系統(tǒng)略。3.3儲(chǔ)能子系統(tǒng)電BA*MM儲(chǔ)能電池組(1)電池選型原則作為配合光伏發(fā)電接入，實(shí)現(xiàn)削峰填谷、負(fù)荷補(bǔ)償，提高電能質(zhì)量應(yīng)用的儲(chǔ)能電站，儲(chǔ)能電池是非常重要的一個(gè)部件，必須滿足以下要求：容易實(shí)現(xiàn)多方式組合，滿足較高的工作電壓和較大工作電流；電池容量和性能的可檢測(cè)和可診斷，使控制系統(tǒng)可在預(yù)知電池容量和性能的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)電站負(fù)荷的調(diào)度控制;高安全性、可靠性：在正常使用情況下，電池正常使用壽命不低于15年;在極限情況下，即使發(fā)生故障也在受控范圍，不應(yīng)該發(fā)生爆炸、燃燒等危及 電站安全運(yùn)行的故障；具有良好的快速響應(yīng)和大倍率充放電能力，一

11、般要求5-10倍的充放電能力; 較高的充放電轉(zhuǎn)換效率；易于安裝和維護(hù)；具有較好的環(huán)境適應(yīng)性，較寬的工作溫度范圍；符合環(huán)境保護(hù)的要求，在電池生產(chǎn)、使用、回收過(guò)程中不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的破壞 和污染；(2)主要電池類(lèi)型比較表1、幾種電池性能比較鈉硫電池全釩液流電池磷酸鐵鋰電池閥控鉛酸電池現(xiàn)有應(yīng)用規(guī)模等級(jí)100kW34MW5kW6MWkWMWkWMW比較適合大規(guī)模削峰填谷、大規(guī)模削峰填可選擇功率型或大規(guī)模削峰填谷、的應(yīng)用場(chǎng)平抑可再生能源谷、平抑可再生能量型，適用范圍平抑可再生能源發(fā)合發(fā)電波動(dòng)能源發(fā)電波動(dòng)廣泛電波動(dòng)安全性不可過(guò)充電；鈉、安全需要單體監(jiān)控，安安全性可接受，但硫的滲漏，存在潛全性能已有較大廢舊鉛酸

12、蓄電池嚴(yán)在安全隱患突破重污染土壤和水源能量密度100-700 Wh/kg-120-150Wh/kg30-50 Wh/kg倍率特性5-10C1.5C5-15C0.1-1C轉(zhuǎn)換效率95%70%95%80%壽命2500 次15000 次2000 次300 次成本23000 元 /kWh15000 元 /kWh3000 元 /kWh700 元/kWh資源和環(huán)資源豐富；存在一資源豐富資源豐富；環(huán)境友資源豐富；存在一保定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)好定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)MW級(jí)系150-200 平米800-1500 平米100-150 平米150-200 平米 MW統(tǒng)占地/MW/MW/MW(h)關(guān)注點(diǎn)安全、一致性、成可靠性、成熟性、

13、一致性一致性、壽命本成本（3 ）建議方案從初始投資成本來(lái)看，鋰離子電池有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，鈉硫電池和全釩液流電 池未形成產(chǎn)業(yè)化，供應(yīng)渠道受限，較昂貴。從運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本來(lái)看，鈉硫需要持 續(xù)供熱，全釩液流電池需要泵進(jìn)行流體控制， 增加了運(yùn)營(yíng)成本，而鋰電池幾乎不 需要維護(hù)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能電站應(yīng)用現(xiàn)狀和電池特點(diǎn)， 建議儲(chǔ)能電站電池選型主 要為磷酸鐵鋰電池。電池管理系統(tǒng)（BMS）（1）電池管理系統(tǒng)的要求在儲(chǔ)能電站中，儲(chǔ)能電池往往由幾十串甚至幾百串以上的電池組構(gòu)成。由于電池在生產(chǎn)過(guò)程和使用過(guò)程中，會(huì)造成電池內(nèi)阻、電壓、容量等參數(shù)的不一致。這種差異表現(xiàn)為電池組充滿或放完時(shí)串聯(lián)電芯之間的電壓不相同，或能量的不相

14、同。這種情況會(huì)導(dǎo)致部分過(guò)充，而在放電過(guò)程中電壓過(guò)低的電芯有可能被過(guò)放， 從而使電池組的離散性明顯增加， 使用時(shí)更容易發(fā)生過(guò)充和過(guò)放現(xiàn)象， 整體容量 急劇下降， 整個(gè)電池組表現(xiàn)出來(lái)的容量為電池組中性能最差的電池芯的容量， 最 終導(dǎo)致電池組提前失效。因此，對(duì)于磷酸鐵鋰電池電池組而言，均衡保護(hù)電路是必須的。當(dāng)然，鋰電 池的電池管理系統(tǒng)不僅僅是電池的均衡保護(hù)， 還有更多的要求以保證鋰電池儲(chǔ)能 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。（2）電池管理系統(tǒng) BMS 的具體功能基本保護(hù)功能單體電池電壓均衡功能 此功能是為了修正串聯(lián)電池組中由于電池單體自身工藝差異引起的電壓、 或 能量的離散性，避免個(gè)別單體電池因過(guò)充或過(guò)放而導(dǎo)致電

15、池性能變差甚至損壞情 況的發(fā)生， 使得所有個(gè)體電池電壓差異都在一定的合理范圍內(nèi)。 要求各節(jié)電池之 間誤差小于 30mv 。電池組保護(hù)功能 單體電池過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫報(bào)警，電池組過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流報(bào)警保護(hù)，切斷 等。數(shù)據(jù)采集功能采集的數(shù)據(jù)主要有：?jiǎn)误w電池電壓、 單體電池溫度 （實(shí)際為每個(gè)電池模組的溫度）、組端電壓、充放電電流，計(jì)算得到蓄電池內(nèi)阻。通訊接口：采用數(shù)字化通訊協(xié)議 IEC61850 。在儲(chǔ)能電站系統(tǒng)中，需要和調(diào) 度監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，上送數(shù)據(jù)和執(zhí)行指令。診斷功能BMS 應(yīng)具有電池性能的分析診斷功能，能根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量蓄電池模塊電壓、 充放電電流、 溫度和單體電池端電壓、 計(jì)算得到的電池內(nèi)阻等參數(shù)

16、， 通過(guò)分析診 斷模型，得出單體電池當(dāng)前容量或剩余容量（ SOC ）的診斷，單體電池健康狀 態(tài)（ SOH ）的診斷、電池組狀態(tài)評(píng)估，以及在放電時(shí)當(dāng)前狀態(tài)下可持續(xù)放電時(shí) 間的估算。根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求鋰離子蓄電池總成通用要求 （目前 儲(chǔ)能電站無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），對(duì)剩余容量（SOC）的診斷精度為5%，對(duì)健康狀態(tài)（SOH ） 的診斷精度為 8%。熱管理鋰電池模塊在充電過(guò)程中， 將產(chǎn)生大量的熱能， 使整個(gè)電池模塊的溫度上升， 因而， BMS 應(yīng)具有熱管理的功能。故障診斷和容錯(cuò)若遇異常， BMS 應(yīng)給出故障診斷告警信號(hào)，通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上層控制 系統(tǒng)。對(duì)儲(chǔ)能電池組每串電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)電壓、電流等

17、參數(shù)的監(jiān)測(cè)分析， 計(jì)算內(nèi)阻及電壓的變化率， 以及參考相對(duì)溫升等綜合辦法， 即時(shí)檢查電池組中是 否有某些已壞不能再用的或可能很快會(huì)壞的電池， 判斷故障電池及定位， 給出告 警信號(hào)，并對(duì)這些電池采取適當(dāng)處理措施。 當(dāng)故障積累到一定程度， 而可能出現(xiàn) 或開(kāi)始出現(xiàn)惡性事故時(shí)， 給出重要告警信號(hào)輸出、 并切斷充放電回路母線或者支 路電池堆，從而避免惡性事故發(fā)生。采用儲(chǔ)能電池的容錯(cuò)技術(shù)， 如電池旁路或能量轉(zhuǎn)移等技術(shù)， 當(dāng)某一單體電池 發(fā)生故障時(shí)，以避免對(duì)整組電池運(yùn)行產(chǎn)生影響。管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)自身軟硬件具有自檢功能， 即使器件損壞， 也不會(huì)影響電池 安全。確保不會(huì)因管理系統(tǒng)故障導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生故障， 甚至導(dǎo)致

18、電池?fù)p壞或發(fā) 生惡性事故。建議方案均衡保護(hù)技術(shù)建議能量轉(zhuǎn)移法（儲(chǔ)能均衡） 。其它保護(hù)技術(shù)對(duì)于電池的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等故障情況， 采取了切斷回路的方式進(jìn)行保護(hù)。 對(duì)瞬間的短路的過(guò)流狀態(tài)，過(guò)流保護(hù)的延時(shí)時(shí)間一般至少要幾百微秒至毫 秒，而短路保護(hù)的延時(shí)時(shí)間是微秒級(jí)的， 幾乎是短路的瞬間就切斷了回路， 可以 避免短路對(duì)電池帶來(lái)的巨大損傷。在母線回路中一般采用快速熔斷器， 在各個(gè)電池模塊中， 采用高速功率電子 器件實(shí)現(xiàn)快速切斷。蓄電池在線容量評(píng)估 SOC 在測(cè)量動(dòng)態(tài)內(nèi)阻和真值電壓等基礎(chǔ)上，利用充電特性與放電特性的對(duì)應(yīng)關(guān) 系，采用多種模式分段處理辦法， 建立數(shù)學(xué)分析診斷模型， 來(lái)測(cè)量剩余電量 SOC 。分

19、析鋰電池的放電特性 ,基于積分法采用動(dòng)態(tài)更新電池電量的方法 ,考慮電池 自放電現(xiàn)象 ,對(duì)電池的在線電流、電壓、放電時(shí)間進(jìn)行測(cè)量；預(yù)測(cè)和計(jì)算電池在 不同放電情況下的剩余電量， 并根據(jù)電池的使用時(shí)間和環(huán)境溫度對(duì)電量預(yù)測(cè)進(jìn)行 校正，給出剩余電量 SOC 的預(yù)測(cè)值。為了解決電池電量變化對(duì)測(cè)量的影響， 可采用動(dòng)態(tài)更新電池電量的方法， 即 使用上一次所放出的電量作為本次放電的基準(zhǔn)電量， 這樣隨著電池的使用， 電池 電量減小體現(xiàn)為基準(zhǔn)電量的減??； 同時(shí)基準(zhǔn)電量還需要根據(jù)外界環(huán)境溫度變化進(jìn)行相應(yīng)修正。蓄電池健康狀態(tài)評(píng)估 SOH對(duì)鋰電池整個(gè)壽命運(yùn)行曲線充放電特性的對(duì)應(yīng)關(guān)系分析， 進(jìn)行曲線擬合和比對(duì)，得出蓄電池健

20、康狀態(tài)評(píng)估值 SOH ，同時(shí)根據(jù)運(yùn)行環(huán)境對(duì)評(píng)估值進(jìn)行修正。蓄電池組的熱管理在電池選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮熱管理的設(shè)計(jì)。 圓柱形電芯在排布中的 透氣孔設(shè)計(jì)及鋁殼封裝能幫助電芯更好的散熱，可有效防鼓，保證穩(wěn)定。BMS 含有溫度檢測(cè)，對(duì)電池的溫度進(jìn)行監(jiān)控，如果溫度高于保護(hù)值將開(kāi)啟風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻，若溫度達(dá)到危險(xiǎn)值，該電池堆能自動(dòng)退出運(yùn)行。3.4 并網(wǎng)控制子系統(tǒng)本子系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電站內(nèi)將直流電變換成交流電的設(shè)備。 用于將電能變換成 適合于電網(wǎng)使用的一種或多種形式的電能的電氣設(shè)備。 最大功率跟蹤控制器、 逆 變器和控制器均可屬于本子系統(tǒng)的一部分。(1) 大功率 PCS 拓?fù)湓O(shè)計(jì)原則符合大容量電池組電壓等級(jí)和

21、功率等級(jí)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠穩(wěn)定，功率損耗低；能夠靈活進(jìn)行整流逆變雙向切換運(yùn)行；采用常規(guī)功率開(kāi)關(guān)器件，設(shè)計(jì)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化； 并網(wǎng)諧波含量低，濾波簡(jiǎn)單；發(fā)展現(xiàn)狀低壓等級(jí)( 2kV 以下)電池組的 PCS 系統(tǒng)早期一般是采用基于多重化技術(shù) 的多脈波變換器，功率管采用晶閘管或 GTO 。隨著新型電池技術(shù)的出現(xiàn)、功率 器件和拓?fù)浼夹g(shù)的發(fā)展，較高電壓等級(jí)( 5kV6kV )的電池組的 PCS 系統(tǒng)一般 采用多電平技術(shù)，功率管采用 IGCT 或 IGBT 串聯(lián)。另外一種方案是采用 DC/DC+DC/AC 兩級(jí)變換結(jié)構(gòu)， 通過(guò) DC/DC 先將電池 組輸出升壓，再通過(guò) DC/AC 逆變。適合大功率電池應(yīng)用的 D

22、C/DC 變換器拓?fù)?主要采用非隔離型雙向 Buck/Boost 電路，多模塊交錯(cuò)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容； DC/AC 部 分主要包括多重化、多電平、交錯(cuò)并聯(lián)等大功率變流技術(shù)，以降低并網(wǎng)諧波，簡(jiǎn) 化并網(wǎng)接口。建議方案大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可采用電壓源型象限運(yùn)行，能獨(dú)立的進(jìn)行有功、無(wú)功控制大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有低壓大電流特點(diǎn)PCS ，并聯(lián)接入電網(wǎng)， PCS 設(shè)計(jì)成四。目前電池組電壓等級(jí)一般低于 2kV ，考慮兩級(jí)變換結(jié)構(gòu)損耗大， 建議采用單級(jí) DC/AC 變換結(jié)構(gòu)，通過(guò)升壓變接入電網(wǎng) 。利用多變流器單元并聯(lián)技術(shù)進(jìn)行 擴(kuò)容，采用移相載波調(diào)制和環(huán)流抑制實(shí)現(xiàn)單元間的功率均分。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易控制、 模塊化、容錯(cuò)性好和

23、效率高。(2) PCS 控制策略控制要求高效安全電池充放電； 滿足電網(wǎng)相關(guān)并網(wǎng)導(dǎo)則；進(jìn)行有功、無(wú)功獨(dú)立調(diào)節(jié)； 能夠適應(yīng)電網(wǎng)故障運(yùn)行。研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外對(duì)分布式發(fā)電中并網(wǎng)變流器控制策略已經(jīng)展開(kāi)了廣泛研究， 常采用雙 閉環(huán)控制，外環(huán)根據(jù)控制目標(biāo)的不同，提出了 PQ 控制、下垂控制、虛擬同步機(jī) 控制等， 內(nèi)環(huán)一般采用電流環(huán)， 提出了自然坐標(biāo)系、 靜止坐標(biāo)系和同步坐標(biāo)系下 的控制策略。電池儲(chǔ)能系統(tǒng) PCS 控制除了滿足常規(guī)的并網(wǎng)變流器要求，更重要 的要滿足電池充放電要求，尤其是電網(wǎng)故障情況下的控制。建議方案采用多目標(biāo)的變流器控制策略，一方面精確控制充放電過(guò)程中的電壓、 電流，確保電池組高效、安全充放電；另

24、一方面根據(jù)調(diào)度指令，進(jìn)行有功、 無(wú)功控制。低電壓穿越能力強(qiáng)，逆變器對(duì)電網(wǎng)電壓應(yīng)始終工作在恒流工作模式，輸 出端壓跟隨市電，可以在很低電壓下運(yùn)行，甚至在輸出端短路時(shí)仍可輸出， 此時(shí)逆變器保持額定的輸出電流不變。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障狀態(tài)下電池儲(chǔ)能系統(tǒng)緊急控制，以及電網(wǎng)恢復(fù)后電池儲(chǔ)能 系統(tǒng)的重新同步控制。3.5 儲(chǔ)能電站聯(lián)合控制調(diào)度子系統(tǒng)常規(guī)的儲(chǔ)能電站控制系統(tǒng)使用的產(chǎn)品來(lái)自于不同的供應(yīng)商。 幾乎每個(gè)產(chǎn)品供 應(yīng)商都具有一套自己的標(biāo)準(zhǔn) ,整個(gè)儲(chǔ)能電站里運(yùn)行的規(guī)約就可能達(dá)到好幾種。于 是當(dāng)一個(gè)儲(chǔ)能電站需要將不同廠商的產(chǎn)品集成到一個(gè)系統(tǒng)時(shí)， 就不得不花很大的 代價(jià)做通信協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置， 這樣做一方面增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性

25、降低了可靠性， 另 一方面增加了系統(tǒng)成本和維護(hù)的復(fù)雜性。 因此本方案建議采用基于 IEC61850 的 系統(tǒng)方案。IEC61850 是關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。制定 IEC61850 主要目的就是使不同制造廠商的產(chǎn)品具有互操作性 ,使它們可以方便 地集成到一個(gè)系統(tǒng)中去， 能夠在各種自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部準(zhǔn)確、 快速地交換數(shù)據(jù)， 實(shí) 現(xiàn)無(wú)縫集成和互操作。 由于聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)采用 IEC61850 協(xié)議，所以在 儲(chǔ)能電站也采用基于 IEC61850 的控制系統(tǒng)有利于處理并傳送從儲(chǔ)能電站控制 系統(tǒng)到聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)各種實(shí)時(shí)信息。儲(chǔ)能電站控制系統(tǒng)采用模塊化、 功能集成的設(shè)計(jì)思想

26、， 分為系統(tǒng)層和設(shè)備層 兩層結(jié)構(gòu)， 全站監(jiān)控雙網(wǎng)采用 100M 光纖以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)， 采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)。系統(tǒng)層配置：系統(tǒng)層主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、與聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)通信等功能。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集通過(guò)子系統(tǒng)的智能組件從功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、 電池系統(tǒng)、配電系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)， 這些數(shù)據(jù)包括電池容量、線路狀態(tài)、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率系數(shù) 和平均值。與聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)通信：在儲(chǔ)能電站和變電站之間鋪設(shè)光纖，將儲(chǔ)能電站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、故障信息等上傳到聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)；同時(shí)接受聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的控制命令。設(shè)備層配置設(shè)備層由電池管理系統(tǒng)（ BMS ）及其智能組件、能量管理系統(tǒng)（ PCS ） 及其智能組件、配電系統(tǒng)保護(hù)測(cè)控裝置等。電池管理系統(tǒng)（ BMS ）及其智能組件：電池管理系統(tǒng)（ BMS ）對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行、儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略 的選擇、充電模式的選擇以及運(yùn)營(yíng)成本都有很大的影響。電池管理系統(tǒng)無(wú)論 是在電池的充電過(guò)程還是放電過(guò)程， 都要可靠的完成電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和 故障診斷。并通過(guò)智能組件將相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為 IEC61850 協(xié)議通過(guò)光以太網(wǎng) 上送到監(jiān)控系統(tǒng)，以便采用更加合理的控制策略，達(dá)到有效且高效使用電池 的目的。能量管理系統(tǒng)（ PCS ）及其智能組件：能