儲(chǔ)能系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1、商用300KW儲(chǔ)能方案     1技術(shù)要求及參數(shù)放電倍率0.5C; 儲(chǔ)能系統(tǒng)配置容量：300kWh。2電池系統(tǒng)方案2.1術(shù)語定義電池采集均衡單元：管理一定數(shù)量串聯(lián)電池模塊單元，進(jìn)行電壓和溫度的采集，對本單元電池模塊進(jìn)行均衡管理。在本方案中管理5并12串共計(jì)60支的電池。 電池簇管理單元：管理一個(gè)串聯(lián)回路中的全部電池采集均衡單元，同時(shí)檢測本組電池的電流，在必要時(shí)采取保護(hù)措施。在本方案中管理17臺(tái)電池采集均衡單元。 電池陣列管理單元：管理PCS下轄全部電池簇管理單元，同時(shí)與PCS和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通信，根據(jù)電池組狀態(tài)請求PCS調(diào)整充放電功率。在本方案中

2、管理2個(gè)并聯(lián)的電池簇。電池模塊：由10支5并2串的單體電池組成。 圖1 電池成組示意圖2.2電池系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)方案2.2.1電池系統(tǒng)構(gòu)成按照系統(tǒng)配置300kWh儲(chǔ)存能量的技術(shù)需求，本儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目方案共使用1臺(tái)150kW的PCS。儲(chǔ)能單元由一臺(tái)PCS和2個(gè)電池簇組成，并配備一臺(tái)電池陣列管理單元設(shè)備。每個(gè)電池簇由一臺(tái)電池簇管理設(shè)備和17 個(gè)電池組組成。 2.2.2 電池系統(tǒng)計(jì)算書 項(xiàng) 目 單體 電池模塊 電池組 電池簇 電池陣列單體電池?cái)?shù)目 1 10 60 1020 2040標(biāo)稱電壓(V) 3.2 6.4 38.4 652.8 652.8容量(Ah) 55 275 275 275

3、 -額定能量(kWh) 0.176 1.76 10.56 179.52 359.04最低工作電壓(V) 2.5 5 30 510 510最高充電電壓(V) 3.6 7.2 43.2 734.4 734.4系統(tǒng)配置裕量 (359.04kWh -300 kWh)/300 kWh =19.68%基于以上各項(xiàng)分析設(shè)計(jì)，300kWh 電池系統(tǒng)計(jì)算如下。2.2.3電池柜設(shè)計(jì)方案電池機(jī)柜內(nèi)部主要安裝電池箱和BMS主控管理系統(tǒng)、配套電線電纜、高低壓電氣保護(hù)部件等。機(jī)柜采用分組分層設(shè)計(jì)，機(jī)柜外觀美觀大方。機(jī)柜采用免維護(hù)技術(shù)、模數(shù)化組合的裝配式結(jié)構(gòu)，保證柜體結(jié)構(gòu)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，整體結(jié)構(gòu)能最大程度地滿足整個(gè)系統(tǒng)

4、的可靠性、安全性。 其中，三個(gè)電池架組成的示意圖如圖3所示，尺寸為3600mm×700mm×2300mm。 圖3電池架及插箱2.2.4集裝箱設(shè)計(jì)方案整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)放置在20英尺集裝箱中，集裝箱尺寸為： 6058mm×2438 mm×2896mm;系集裝箱外部結(jié)構(gòu)如圖4所示。 2.3 BMS系統(tǒng)管理配置方案2.3.1系統(tǒng)架構(gòu)本項(xiàng)目所用BMS采用三層架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別是電池采集均衡單元、電池簇管理單元、電池陣列管理單元。 圖5 電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電池采集均衡單元CABU：負(fù)責(zé)管理12 支串聯(lián)電池，主要功能包括監(jiān)測單體電池電壓、溫度

5、以及均衡管理，以CAN 總線方式與BCMU 進(jìn)行通信。 電池簇管理單元BCMU：主要負(fù)責(zé)管理單個(gè)串聯(lián)回路中的電池采集均衡單元CABU 和電池電量標(biāo)定單元BFGU，主要功能RS485 通信、CAN 通信、串聯(lián)回路各組電池狀態(tài)顯示以及估算電池的SOC 等，在異常出現(xiàn)時(shí)采取報(bào)警或保護(hù)措施，并將相關(guān)采集的電池信息、異常信息、SOC 上傳至BAMU。 BCMU 與BAMU 通信，通過CAN 總線將采集的單體電池電壓、溫度、電流、總電壓和絕緣檢測等級等上傳至BAMU，并上傳如表1 所列系統(tǒng)參數(shù)至BAMU。 MU 與BFGU 通信，通過RS485 總線接收 BFGU 上傳的電流、總電壓、絕緣檢測等級、I/O

6、 狀態(tài)以及對外部狀態(tài)進(jìn)行控制。 BCMU 與CABU 通信，通過CAN 總線接收CABU 上傳的單體電池電壓、溫度、均衡狀態(tài)。電池陣列管理單元BAMU：負(fù)責(zé)管理一個(gè)PCS 下轄的BCMU，同時(shí)與PCS、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通信，主要功能包括記錄PCS 下轄的所有電池狀態(tài)信息、控制狀態(tài)信息、異常數(shù)據(jù)或事件信息并創(chuàng)建相應(yīng)的文件;根據(jù)各組電池的SOC信息以及電池組狀態(tài)調(diào)整充放電功率;與PCS、儲(chǔ)能站測控系統(tǒng)通信，完成對整個(gè)電池陣列的管理。 BAMU與BCMU通信，接收BCMU發(fā)送的單體電池電壓、溫度、總電壓、電流和絕緣檢測等級，計(jì)算電池堆的最高/最低電壓、最高/最低溫度、顯示I/O狀態(tài)，同時(shí)設(shè)置BCMU的參數(shù)、控制電池組均衡狀態(tài)和I/O狀態(tài)。 BAMU與PCS通信，通過CAN總線將單體電池的電壓、可充/可放電量、電池組狀態(tài)、I/O狀態(tài)、最高/最低電壓、最高/最低溫度等信息上傳PCS。 BAMU與后臺(tái)通信，通過Internet將單體電池的電壓、單體溫度、電池組狀態(tài)、I/O狀態(tài)、可充/可放電量等信息上傳后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。電池電量標(biāo)定單元BFGU：以RS485總線方式與BCMU進(jìn)行通信，主要功能包括電池組總電壓、充放電電流監(jiān)測